Reduced genetic diversity and the success of the invasive peacock bass (Cichliformes: Cichlidae)

Abstract Several species of Cichla successfully colonized lakes and reservoirs of Brazil, since the 1960s, causing serious damage to local wildlife. In this study, 135 peacock bass were collected in a reservoir complex in order to identify if they represented a single dominant species or multiple ones, as several Cichla species have been reported in the basin. Specimens were identified by color pattern, morphometric and meristic data, and using mitochondrial markers COI, 16S rDNA and Control Region (CR). Overlapping morphological data and similar coloration patterns prevented their identification using the taxonomic keys to species identification available in the literature. However, Bayesian and maximum likelihood from sequencing data demonstrated the occurrence of a single species, Cichla kelberi. A single haplotype was observed for the 16S and CR, while three were detected for COI, with a dominant haplotype present in 98.5% of the samples. The extreme low diversity of the transplanted C. kelberi evidenced a limited number of founding maternal lineages. The success of this colonization seems to rely mainly on abiotic factors, such as increased water transparency of lentic environments that favor visual predators that along with the absence of predators, have made C. kelberi a successful invader of these reservoirs.

Resumo Muitas espécies de Cichla colonizaram com sucesso lagos e reservatórios do Brasil desde os anos 1960, causando graves prejuízos à vida selvagem nesses locais. Neste estudo, 135 tucunarés foram coletados em um complexo de reservatórios a fim de identificar se representavam uma espécie dominante ou múltiplas espécies, uma vez que diversas espécies de Cichla foram registradas na bacia. Os espécimes foram identificados com base na coloração, dados morfométricos e merísticos, e por marcadores mitocondriais COI, 16S rDNA e Região Controle (RC). A sobreposição dos dados morfométricos e o padrão similar de coloração impediram a identificação utilizando as chaves de identificação disponíveis na literatura. Entretanto, as análises bayesiana e de máxima verossimilhança de dados moleculares demonstraram a ocorrência de uma única espécie, Cichla kelberi. Um único haplótipo foi observado para o 16S e RC, enquanto três foram detectados para o COI, com um haplótipo dominante presente em 98,5% das amostras. A baixa diversidade nos exemplares introduzidos de C. kelberi evidenciou um número limitado de linhagens maternas fundadoras. O sucesso da invasão parece depender de fatores abióticos, como a maior transparência da água de ambientes lênticos que favorece predadores visuais que, atrelado à ausência de predadores, fez do C. kelberi um invasor bem-sucedido nesses reservatórios.

Reduced genetic diversity and the success of the invasive peacock bass (Cichliformes: Cichlidae) / Diversidade genética reduzida e o sucesso da espécie invasora tucunaré (Cichliformes: Cichlidae)

Abstract Several species of Cichla successfully colonized lakes and reservoirs of Brazil, since the 1960's, causing serious damage to local wildlife. In this study, 135 peacock bass were collected in a reservoir complex in order to identify if they represented a single dominant species or multiple ones, as several Cichla species have been reported in the basin. Specimens were identified by color pattern, morphometric and meristic data, and using mitochondrial markers COI, 16S rDNA and Control Region (CR). Overlapping morphological data and similar coloration patterns prevented their identification using the taxonomic keys to species identification available in the literature. However, Bayesian and maximum likelihood from sequencing data demonstrated the occurrence of a single species, Cichla kelberi. A single haplotype was observed for the 16S and CR, while three were detected for COI, with a dominant haplotype present in 98.5% of the samples. The extreme low diversity of the transplanted C. kelberi evidenced a limited number of founding maternal lineages. The success of this colonization seems to rely mainly on abiotic factors, such as increased water transparency of lentic environments that favor visual predators that along with the absence of predators, have made C. kelberi a successful invader of these reservoirs.

Resumo Muitas espécies de Cichla colonizaram com sucesso lagos e reservatórios do Brasil desde os anos 1960, causando graves prejuízos à vida selvagem nesses locais. Neste estudo, 135 tucunarés foram coletados em um complexo de reservatórios a fim de identificar se representavam uma espécie dominante ou múltiplas espécies, uma vez que diversas espécies de Cichla foram registradas na bacia. Os espécimes foram identificados com base na coloração, dados morfométricos e merísticos, e por marcadores mitocondriais COI, 16S rDNA e Região Controle (RC). A sobreposição dos dados morfométricos e o padrão similar de coloração impediram a identificação utilizando as chaves de identificação disponíveis na literatura. Entretanto, as análises bayesiana e de máxima verossimilhança de dados moleculares demonstraram a ocorrência de uma única espécie, Cichla kelberi. Um único haplótipo foi observado para o 16S e RC, enquanto três foram detectados para o COI, com um haplótipo dominante presente em 98,5% das amostras. A baixa diversidade nos exemplares introduzidos de C. kelberi evidenciou um número limitado de linhagens maternas fundadoras. O sucesso da invasão parece depender de fatores abióticos, como a maior transparência da água de ambientes lênticos que favorece predadores visuais que, atrelado à ausência de predadores, fez do C. kelberi um invasor bem-sucedido nesses reservatórios.

Hematological parameters of three species of the peacock bass (Cichla spp. ) from Balbina lake, Presidente Figueiredo, Amazonas, Brazil / Parâmetros hematológicos de três espécies de tucunarés (Cichla spp. ) do lago de Balbina, Presidente Figueiredo, Amazonas, Brasil

Abstract The objective of this study was to characterize and compare the hematological variables (erythrogram, thrombogram, leukogram and plasma metabolites) of three cichlid species: Cichla monoculus, Cichla temensis and Cichla vazzoleri. A total of 45 specimens were captured in Balbina lake, Presidente Figueiredo, Amazonas, Brazil, with the aid of a rod and reel or hand line, with natural or artificial bait: 15 C. monoculus, 15 C. temensis and 15 C. vazzoleri. Their blood was removed by means of caudal puncture of the dorsal aorta, and hematological data were determined in accordance with methodology previously described in the literature. The erythrogram showed similarities between the species, while the thrombogram showed differences between C. vazzoleri and the other species studied (C. monoculus and C. temensis). The total leukocyte counts for C. temensis and C. vazzoleri were higher than those of C. monoculus. The predominant leukocyte in C. temensis and C. vazzoleri was lymphocytes, whereas it was monocytes in C. monoculus. The plasma metabolites showed differences between the three cichlid species, regarding their glucose, cholesterol, urea and potassium levels. It is concluded that these three species present hematological differentiation, thus indicating that they have differentiated blood-cell immune responses and plasma metabolite physiology.

Resumo O presente trabalho teve por objetivo caracterizar e comparar as variáveis hematológicas (eritrograma, trombograma, leucograma e metabólitos plasmáticos) de três espécies de tucunarés Cichla monoculus, Cichla temensis e Cichla vazzoleri. Um total de 45 animais foi capturado no lago de Balbina, Presidente Figueiredo, Amazonas, com auxílio de vara e carretilha, linha de mão com isca natural e artificial, sendo 15 C. monoculos, 15 C. temensis e 15 C. vazzoleri. O sangue foi retirado por punção caudal da aorta dorsal e os dados hematológicos foram determinados de acordo com metodologia previamente descrita na literatura. No eritrograma foram observadas similaridades entre as espécies, o trombograma demonstrou diferenças entre o C. vazzoleri e as demais espécies estudadas (C. monoculus e C. temensis), a contagem total de leucócitos demonstrou que em C. temensis e C. vazzoleri os valores são superiores ao C. monoculus. Foi demonstrado que os linfócitos foram às células predominantes em C. temensis e C. vazzoleri, diferentemente do C. monoculos que apresentou como leucócito predominante os monócitos. Nos metabólitos plasmáticos, foi possível observar diferenças entre as três espécies de tucunarés nos níveis de glicose, colesterol, uréia e potássio. Conclui-se que as três espécies de tucunarés apresentam diferenciação hematológica, indicando que as mesmas possuem respostas diferenciadas, na resposta imunológica de suas células do sangue e na fisiologia dos metabólitos plasmáticos.

Esteatose hepática altera acúmulo celular em tilápias do Nilo durante aerocistite infecciosa / Hepatic steatosis alters cellular recruitment during induced aerocystitis in Nile tilapia

O presente estudo avaliou a hepatotoxicidade induzida pelo CCl4 durante o efeito glicocorticoide da dexametasona (DEX) na fisiopatologia da reação inflamatória aguda em tilápias do Nilo, Oreochromis niloticus, correlacionando a funcionalidade hepática à cinética de acúmulo celular em aerocistite infecciosa. Para tal, utilizou-se 84 tilápias do Nilo distribuídas em 4 tratamentos: controle, CCl4, DEX e CCl4+DEX. Sendo amostrados 7 animais por tratamento em três períodos, isto é: seis, 24 e 48h após indução de inflamação. Utilizou-se CCl4 em dose única de 0,5mL/kg, via intraperitoneal para causar o transtorno hepático. Para indução da aerocistite utilizou-se inóculo de Aeromonas hydrophila. A dexametasona foi administrada via intramuscular na dose de 2 mg/kg de peso vivo. Os resultados revelaram que quanto maior foi à atividade sérica de aspartato aminotransferase (AST) maior foi a alteração somática do fígado, sendo estes achados inversamente proporcionais ao acúmulo celular no foco inflamatório, demonstrando menor número de células inflamatórias nos animais acometidos com maior grau de distúrbios hepáticos induzidos pelo CCl4. O estudo histopatológico revelou alterações degenerativas transitórias na fase mais aguda, pois os fígados das tilápias revelaram o acúmulo lipídeos nos hepatócitos 6h após administração de CCl4, sendo esta degeneração gordurosa não mais observada nos tempos de 24 e 48h. Contudo, a administração de CCl4 em tilápias do Nilo resultou em degeneração hepática aguda e transitória, caracterizada pelo acúmulo de gordura nos hepatócitos, aumento de AST no sangue e hepatomegalia. Com a disfunção hepática houve comprometimento do recrutamento celular em aerocistite infecciosa, indicando que há participação do fígado na resposta imune inata em peixes.(AU)

The study evaluated the hepatotoxicity induced by CCl4 during the glucocorticoid effect of dexamethasone (DEX) on the pathophysiology of the acute inflammatory reaction in Nile tilapia, Oreochromis niloticus, correlating hepatic functionality with cellular accumulation kinetics in infectious aerocystitis. Eighty- four Nile tilapia were distributed into four treatments: control, CCl4, DEX and CCl4 + DEX. Seven tilapia were sampled per treatment in three periods: 6, 24 and 48h after induction of inflammation. CCl4 was used in a single dose of 0.5mL/kg intraperitoneally to cause hepatic disorder. Aeromonas hydrophila inoculum was used to induce aerocystitis. Dexamethasone was administered intramuscularly at the dose of 2mg/kg b. w. The results revealed a higher serum aspartate transaminase (AST) activity associated with greater somatic liver alteration, being these findings inversely proportional to the cellular accumulation in the inflammatory focus, demonstrating a lower number of inflammatory cells in the animals affected with a higher degree of hepatic disorders induced by CCl4. The histopathological study revealed transient degenerative changes in the most acute phase, as livers of tilapia showed accumulation of lipids in hepatocytes 6 hours after administration of CCl4, and this fatty degeneration was no longer observed in 24 and 48h. However, administration of CCl4 in Nile tilapia resulted in acute and transient liver degeneration, characterized by accumulation of fat in hepatocytes, increased AST in the blood and hepatomegaly. With liver dysfunction there was compromise of cellular recruitment in infectious aerocystitis, indicating that there is liver involvement in the innate immune response in tilapia.(AU)

Hematological parameters of three species of the peacock bass (Cichla spp.) from Balbina lake, Presidente Figueiredo, Amazonas, Brazil

Abstract The objective of this study was to characterize and compare the hematological variables (erythrogram, thrombogram, leukogram and plasma metabolites) of three cichlid species: Cichla monoculus, Cichla temensis and Cichla vazzoleri. A total of 45 specimens were captured in Balbina lake, Presidente Figueiredo, Amazonas, Brazil, with the aid of a rod and reel or hand line, with natural or artificial bait: 15 C. monoculus, 15 C. temensis and 15 C. vazzoleri. Their blood was removed by means of caudal puncture of the dorsal aorta, and hematological data were determined in accordance with methodology previously described in the literature. The erythrogram showed similarities between the species, while the thrombogram showed differences between C. vazzoleri and the other species studied (C. monoculus and C. temensis). The total leukocyte counts for C. temensis and C. vazzoleri were higher than those of C. monoculus. The predominant leukocyte in C. temensis and C. vazzoleri was lymphocytes, whereas it was monocytes in C. monoculus. The plasma metabolites showed differences between the three cichlid species, regarding their glucose, cholesterol, urea and potassium levels. It is concluded that these three species present hematological differentiation, thus indicating that they have differentiated blood-cell immune responses and plasma metabolite physiology.

Resumo O presente trabalho teve por objetivo caracterizar e comparar as variáveis hematológicas (eritrograma, trombograma, leucograma e metabólitos plasmáticos) de três espécies de tucunarés Cichla monoculus, Cichla temensis e Cichla vazzoleri. Um total de 45 animais foi capturado no lago de Balbina, Presidente Figueiredo, Amazonas, com auxílio de vara e carretilha, linha de mão com isca natural e artificial, sendo 15 C. monoculos, 15 C. temensis e 15 C. vazzoleri. O sangue foi retirado por punção caudal da aorta dorsal e os dados hematológicos foram determinados de acordo com metodologia previamente descrita na literatura. No eritrograma foram observadas similaridades entre as espécies, o trombograma demonstrou diferenças entre o C. vazzoleri e as demais espécies estudadas (C. monoculus e C. temensis), a contagem total de leucócitos demonstrou que em C. temensis e C. vazzoleri os valores são superiores ao C. monoculus. Foi demonstrado que os linfócitos foram às células predominantes em C. temensis e C. vazzoleri, diferentemente do C. monoculos que apresentou como leucócito predominante os monócitos. Nos metabólitos plasmáticos, foi possível observar diferenças entre as três espécies de tucunarés nos níveis de glicose, colesterol, uréia e potássio. Conclui-se que as três espécies de tucunarés apresentam diferenciação hematológica, indicando que as mesmas possuem respostas diferenciadas, na resposta imunológica de suas células do sangue e na fisiologia dos metabólitos plasmáticos.

Social isolation and aggressiveness in the Amazonian juvenile fish Astronotus ocellatus

We tested the effect of social isolation on the aggressiveness of an Amazonian fish: Astronotus ocellatus. Ten juvenile fishes were transferred from a group aquarium (60 x 60 x 40 cm) containing 15 individuals (without distinguishing sex) to an isolation aquarium (50 x 40 x 40 cm). Aggressiveness was tested by means of attacks on and displays toward the mirror image. The behavior was video-recorded for 10 min at a time on 4 occasions: at 30 min, 1 day, 5 days and 15 days after isolation. The aggressive drive was analyzed in three ways: latency to display agonistic behavior, frequency of attacks and specific attacks toward the mirror image. The latency to attack decreased during isolation, but the frequency of mouth fighting (a high aggressive attack) tended to increase, indicating an augmented aggressive drive. Our findings are congruent with the behavior of the juvenile cichlid, Haplochromis burtoni but differ from the behavior observed in another cichlid, Pterophylum scalare. Increased aggressiveness in A. ocellatus may be mediated by means of the primer effect, the effect of prior residence or processes involving recognition of a conspecific.

Testamos o efeito do isolamento social sobre a agressividade no peixe amazônico, Astronotus ocellatus. Dez peixes juvenis foram transferidos de um aquário de agrupamento (60 x 60 x 40 cm) contendo 15 indivíduos (sem discriminação de sexo) para um aquário de isolamento (50 x 40 x 40 cm). A agressividade foi testada por meio de ataques e exibições direcionadas à imagem do peixe no espelho. O comportamento foi filmado durante 10 min em 4 momentos: 30 min, 1 dia, 5 dias e 15 dias após o isolamento. Nós analisamos a motivação agressiva por meio da latência para início do comportamento agonístico e pela freqüência dos ataques totais e específicos direcionados ao espelho. A latência para o comportamento agonístico reduziu ao longo do isolamento e houve uma tendência de aumento da freqüência de "mouth fighting" (um ataque de alta intensidade de agressão), mostrando-nos um aumento na motivação agressiva. Os resultados estão de acordo com os encontrados para ciclídeos juvenís de Haplochromis burtoni, mas discordam com os encontrados para Pterophylum scalare (acará bandeira). Sugerimos que o aumento da agressividade em A. ocellatus pode ser mediado pelo efeito de exposição prévia, da residência prévia ou por processos envolvendo reconhecimento de co-específicos.