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.

Aspectos reprodutivos e perfil hormonal dos esteróides sexuais do pirarucu, Arapaima gigas (SCHINZ,1822), em condições de cativeiro / Reproductive aspects and sexual steroids hormonal profiles of pirarucu, Arapaima gigas (SCHINZ,1822), in captivity conditions

Esta pesquisa teve como objetivo caracterizar a reprodução e o perfil hormonal dos esteróides sexuais do pirarucu, Arapaima gigas, além de validar um aspecto do dimorfismo sexual secundário. O experimento foi realizado na Fazenda Santo Antônio II, em Presidente Figueredo-AM, no período de fevereiro de 2004 a fevereiro de 2005. Foram selecionados 24 exemplares e divididos em três grupos de oito peixes (grupo "A", "B" e "C" com pirarucus de mais de quatro anos de idade, com três anos e dois anos, respectivamente). Os pirarucus foram estocados em três tanques de 400m², um para cada grupo. Aspectos comportamentais, como o interesse por alimento, brigas, formação de casais e presença de ninhos, foram observados ao longo de todo o experimento. Amostras de sangue foram coletadas mensalmente, de todos os peixes, observou-se a presença de uma mancha alaranjada no macho como uma característica sexual secundária. Foram mensurados os níveis de testosterona (T), 17beta-estradiol (E2) e 17alfa-hidroxi-progesterona (17aOHP) através de radioimunoensaio (RIA) de fase sólida. Todos os machos dos grupos "A" e "B" puderam ser identificados pela mancha alaranjada na região inferior da cabeça, corroborada pela concentração de testosterona, comprovando o conhecimento empírico dos ribeirinhos. Os níveis de T e E2 nos peixes do grupo "A" e "B" tiveram maiores picos no início do período de chuva, enquanto que o 17aOHP teve oscilações constantes e pequenos picos no final do período chuvoso, os peixes do grupo "C" acompanharam essa tendência em concentrações menores.

The purpose of this study was to characterize the growth, reproduction and hormonal profile of pirarucu, Arapaima gigas, and validate one sexual dimorphism characteristic. The experiment was carried in the fish farm Santo Antonio II, Presidente Figueredo city in the state of Amazonas Brazil, from February 2004 to February 2005. In the experiment, 24 fishes were selected and divided in three groups, with eight fish in each one. The pirarucus from "A" group were older than four years. In "B" group the fishes were three years old and in "C" group these were two years old. The pirarucus were stocked in 400 m² excavated ponds, one pond for each group. Reproductive behavior like feeding interest, fights, pair formation and presence of nest were observed. Blood samples were taken monthly from all fishes during the experiment period, the sexual dimorphism characteristic was observed. Testosterone (T), 17b-estradiol (E2) and 17ahidroxi-progesterona (17aOHP) levels were measured by radioimunoassay (RIA) in solid phase. All males of group "A" and "B" could be identified by an orange mark under the head, and the levels of T validated this data, proving the empirical knowledge of river men. T and E2 levels of group "A" and "B" picked in the beginning of raining period and the 17áOHP levels were higher in the end of raining period. The levels of these hormones in "C" group fishes followed the tendency of "A" and "B" group hormonal levels, but in lower concentration.

Anestesia do pirarucu por aspersão da benzocaína diretamente nas brânquias / Anesthesia in pirarucu by benzocaine sprays in the gills

O pirarucu (Arapaima gigas) é um peixe que pode atingir mais de 2m e 100kg. No entanto, por ser um animal de grande porte, o risco de acidentes é bastante elevado durante o manejo. Logo, anestésicos são essenciais para segurança no trabalho. Nesse contexto, estudou-se a possibilidade do uso da benzocaína aspergida diretamente nas brânquias do pirarucu, para indução à anestesia do peixe pulmonado da Amazônia sem riscos de afogamento. Foram testadas as concentrações de 25, 50 e 75mg L-1 em indivíduos adultos (55,1±7,0kg e 1,80±0,1m) e as concentrações de 50 e 100mg L-1 em juvenis (6,0±0,6kg e 87,2±5,6cm). Os resultados mostram viabilidade do uso da benzocaína aspergida diretamente nas brânquias do pirarucu em concentrações de 50 a 100mg L-1, proporcionando anestesia com ausência de movimentação por aproximadamente 2min, tempo suficiente para procedimentos rápidos, como biometria, injeções, marcação, coleta de raspados de muco na superfície do corpo e brânquias. Mortalidade de animais não foi observada mesmo um mês após os testes.

Pirarucu (Arapaima gigas) is a fish that may achieve more than 2m and 100kg. Thus handling of this fish may impose risks to workers. In this way, anesthetics are imperative for safety at work, but usual anesthetics baths are not feasible for pirarucu because of the fish size and the species pulmonary respiration. Pirarucu may die drowned if submersed as the other fishes in anesthetics baths. Therefore, this work tested the possible use of benzocaine directly sprinkled in the gills of pirarucu. In the first experiment, benzocaine solutions in concentrations of 25, 50 and 75mg L-1 were tested for adult fish (55.1±7.0kg e 1.80±0.1m). In the second one, the anesthetic in concentrations of 50 and 100mg L-1 were tested for juveniles (6.0±0.6kg e 87.2±5.6cm). Benzocaine sprinkled directly in the gills of pirarucu showed to be an efficient anesthetic both for juveniles and adult fish. It was observed absence of movements during 2min, time enough for most handling procedures. No mortality occurred even one month after experiments.

Anestesia do pirarucu por aspersão direta nas brânquias do eugenol em solução aquosa / Anesthesia in pirarucu by eugenol sprays in the gills

O pirarucu (Arapaima gigas) é um peixe que vem ganhando importância cada vez maior na piscicultura comercial na Amazônia. No entanto, por ser um animal de grande porte, no campo, é comum o relato de acidentes envolvendo pancadas violentas em técnicos durante o manejo. Desse modo, é imperativa a anestesia desses animais. Todavia, para a espécie em discussão, a realização de banhos anestésicos, muitas vezes, não é possível devido ao tamanho do animal e ao risco de afogamento do peixe pulmonado. O presente trabalho avaliou de maneira prática a viabilidade do eugenol como anestésico para o pirarucu por aspersão direta nas brânquias. Para tanto, três animais jovens foram submetidos à aspersão de eugenol nas brânquias em concentração de 30mg L-1 e dois na concentração de 60mg L-1. O eugenol borrifado nas brânquias mostrou-se viável como anestésico para o pirarucu, não sendo observada a mortalidade de animais mesmo um mês após os testes.

Pirarucu (Arapaima gigas) is an important species to commercial fish farming in Amazon. It achieves more than 2m and 100kg. However, fish handling may be risky to workers. Anesthesia is necessary, but usual anesthetic baths are not feasible due to the size of fish and the pulmonary respiration of Pirarucu. This fish may die drowned in anesthetic baths. This research evaluated the alternative anesthetic eugenol to pirarucu by sprays in the gills. Solution in concentration of 30mg L-1 was sprinkled in the gills of three fish, and 60mg L-1 was sprinkled in the gills of two other fish. Eugenol sprays provided safe anesthesia for pirarucu. No mortality was observed even one month after the experiment.