Partial characterization of digestive proteases in juveniles of Microphis brachyurus (short-tailed pipefish) (Syngnathiformes: Syngnathidae)

Short-tailed pipe fish (Microphis brachyurus) is a freshwater organism with high economic potential for the aquarium hobby, so it is necessary to implement methods to promote its culture through studies of digestive physiology. General activities of acid and alkaline proteases were evaluated, as well as the effect of pH, temperature and inhibitors. The optimal pH of stomach proteases was 2, while the optimal pH of intestinal proteases was 10. Optimal temperature for the acidic proteases was 35 ºC, while for alkaline proteases it was 45 ºC. Thermal stability showed high resistance at 35 ºC for both acid and alkaline proteases (above 100% residual activity). Acid proteases are resistant at pH 2 (50% of residual activity), meanwhile alkaline proteases were highly resistant at pH 10 (90% of residual activity). Acid proteases were inhibited by 80% with pepstatin A and alkaline proteases were inhibited with TLCK and TPCK for trypsin (75%) and chymotrypsin (80%), respectively. Finally, metallo-proteases were 75% partially inhibited some serine proteases by 75% with EDTA. In conclusion, M. brachyurus has a good digestive capacity, since they can degrade a wide variety of proteins due to their greater proteolytic activity.(AU)

El pez pipa (Microphis brachyurus) es un organismo dulceacuícola con alto potencial económico para la acuarofilia; sin embargo, es necesario implementar su cultivo a través de estudios de fisiología digestiva. Se evaluó el efecto del pH, temperatura e inhibidores sobre las actividades enzimáticas de proteasas ácidas y alcalinas. El pH óptimo de proteasas estomacales es de 2, mientras que el de proteases intestinales es de 10. La temperatura óptima de proteasas ácidas es de 35 ºC y las alcalinas de 45 ºC. La estabilidad térmica para proteasas ácidas y alcalinas es a los 35 ºC (más de 100% de actividad residual). La estabilidad a los diferentes pH de las proteasas ácidas es en 2 (50 % de la actividad residual), mientras que para las proteasas alcalinas es en 10 (90 % de la actividad residual). Las proteasas ácidas fueron inhibidas en 80% con pepstatina A y las proteasas alcalinas fueron altamente inhibidas con TLCK para tripsina (75%) y TPCK quimitripsina (80%). Finalmente, las metaloproteasas fueron inactivadas con EDTA en 70%. En conclusión, M. brachyurus tiene una buena capacidad digestiva al degradar una amplia variedad de proteinas debido a su alta actividad proteolítica.(AU)

Antioxidant and cytotoxic properties of protein hydrolysates obtained from enzymatic hydrolysis of Klunzinger's mullet (Liza klunzingeri) muscle

Today, consumers are looking for functional foods that promote health and prevent certain diseases in addition to provide nutritional requirements. This study aimed to evaluate the antioxidant and cytotoxic properties of Liza klunzingeri protein hydrolysates. Fish protein hydrolysates (FPHs) were prepared from L. klunzingeri muscle using enzymatic hydrolysis with papain at enzyme/substrate ratios of 1:25 and 1:50 for 45, 90 and 180 min. The antioxidant activities of the FPHs were investigated through five antioxidant assays. The cytotoxic effects on 4T1 carcinoma cell line were also evaluated. The amino acid composition and molecular weight distribution of the hydrolysate with the highest antioxidant activity were determined by HPLC. All six FPHs exhibited good scavenging activity on ABTS (IC50=0.60-0.12 mg/mL), DPPH (IC50= 3.18-2.08 mg/mL), and hydroxyl (IC50=4.13-2.07 mg/mL) radicals. They also showed moderate Fe+2 chelating capacity (IC50=2.12-12.60 mg/mL) and relatively poor ferric reducing activity (absorbance at 70 nm= 0.01-0.15, 5 mg/mL). In addition, all hydrolysates showed cytotoxic activities against the 4T1 cells (IC50=1.62-2.61 mg/mL). 94.6% of peptide in hydrolysate with the highest antioxidant activity had molecular weight less than 1,000 Da. L. klunzingeri protein hydrolysates show significant antioxidant and anticancer activities in vitro and are suggested to be used in animal studies.

Gill morphology in two bottom feeder Mediterranean Sea fishes: Grey Gurnard Fish (Eutrigla gurnardus, Linnaeus, 1758) and Striped Red Mullet Fish (Mullus barbatus surmuletus, Linnaeus, 1758) by scanning electron microscopy / Morfología de las branquias en dos peces que se alimentan en el fondo del Mar Mediterráneo: Gurnard Grises (Eutrigla gurnardus, Linnaeus, 1758) y salmonete rojo rayado (Mullus barbatus surmuletus,Linnaeus, 1758) por microscopía electrónica de barrido

The purpose of the current investigation was to describe the gill morphology of two bottom feeders Mediterranean Sea fishes: Striped red mullet fish (M. surmuletus) and grey gurnard fish (E. gurnardus) that showed the same feeding habits. The gill system of the grey gurnard consisted of four pairs of gill arches while consisted of three pairs of gill arches in the striped red mullet. Our study focused on the scanning electron microscopical (SEM) features of the gills, where some differences in the gill arches and gill rakers surface in both species were observed. Our results marked that there was an interbranchial septum carrying a four transverse elevated crest in grey gurnard while in striped red mullet carrying a median longitudinal elevated crest. There are some similar structure on the gill arch of two fishes as; no angle between a ceratobranchial part and epibranchial part and also the gill arch has a region of many longitudinal microridges demarcated the region between gill rakers and gill filaments. By SEM, in striped red mullet, the smooth surface of gill arch and gill rakers was characterized by the presence of high number of taste buds. By SEM in grey gurnard, gill raker appeared as a round short projected body with high number of curved apex spines. Furthermore, in striped red mullet, gill raker appeared as short projected body with high number of rod-like spines. Gill filaments were long at middle and short at extremities of gill arch in both species.

El propósito de este trabajo fue describir la morfología de las branquias de dos peces que se alimentan en el fondo del mar Mediterráneo: Gurnard grises (E. gurnardus) y salmonete rojo rayado (M. surmuletus) los cuales mostraron los mismos hábitos alimenticios. El sistema de branquias del E. gurnardus gris consiste en cuatro pares de arcos branquiales, mientras que en el salmonete rayado son tres pares. El estudio se centró en la observación de las características de las branquias por microscopía electrónica de barrido (MEB), donde se visualizaron algunas diferencias en ambas especies tanto en los arcos branquiales, como en la superficie de las ramas branquiales. Nuestros resultados marcaron la presencia de un septum interbranchial que presentaba cuatro crestas elevadas a nivel transversal en el E. gurnardus gris, mientras que el salmonete rayado presentaba una cresta elevada mediana longitudinal. Hay una estructura similar en el arco branquial de los dos tipos de peces, pero no hay ángulo entre una parte ceratobranquial y la parte epibranquial. Además, el arco branquial tiene una región de muchas microrredes longitudinales que delimitan la región entre las ramas branquiales y los filamentos branquiales. Por MEB, en el salmonete rayado, la superficie lisa del arco branquial y el de las ramas branquiales se caracterizaron por la presencia de un alto número de papilas gustativas. Por MEB en E. gurnardus gris, las branquias aparecieron como un cuerpo corto proyectado con un alto número de espinas de vértice curvo. Además, en el salmonete rojo rayado, el rastrillo de las branquias apareció como un cuerpo corto proyectado con un alto número de espinas tipo bastón. En ambas especies los filamentos branquiales eran largos en el centro y cortos en los extremos del arco branquial.

Assessing population-level morphometric variation of the Mountain Mullet Agonostomus monticola (Teleostei: Mugilidae) across its Middle American distribution

Population-level morphometric variation of the Mountain Mullet (Agonostomus monticola) was assessed in 419 adult specimens from 25 sample sites (river basins) across its Middle American distribution (Pacific and Atlantic-Caribbean drainages). This analysis was based on 36 standardized linear measurements and 19 landmarks on geometric morphometrics approach. Discriminant function analysis (DFA) revealed 19 linear morphological characters with significant variation among groups. Geometrically, the most notable changes were associated to the curvature of the frontal region of the head, the anterior and posterior insertion of the first dorsal and anal fins. The resulting grouping based on the DFA and geometric morphometrics techniques (Pacific-A, Pacific-B and NE México-Caribbean) were similar to those previously recovered by genetic techniques, where the Pacific-B (Ayuquila river basin) was the most different group. Our results provide morphological evidence for considering Agonostomus monticola as a complex of evolutionary entities, represented by two forms in the Pacific Ocean and another in the Atlantic Ocean.(AU)

La variación morfométrica de poblaciones de la lisa de montaña Agonostomus monticola fue evaluada en 419 especímenes adultos recolectados en 25 sitios (cuencas) a través de su distribución mesoamericana (Pacífico, Atlántico y cuencas del Caribe). El análisis fue basado en 36 medidas lineales estandarizadas y 19 puntos de referencia basados en morfometría geométrica. El análisis de función discriminante (AFD) reveló 19 caracteres morfométricos con variación significativa entre grupos. Geométricamente, los cambios más notables estuvieron asociados con la curvatura de la región frontal de la cabeza y la inserción anterior y posterior de la primera aleta dorsal y de la aleta anal. Los agrupamientos resultantes del AFD y del análisis de morfometría geométrica (Pacífico-A, Pacífico-B y NE México-Caribe) fueron similares con los previamente definidos mediante técnicas genéticas. El grupo Pacífico-B (cuenca de Ayuquila) fue el más disímil. Nuestros resultados proveen evidencia morfológica para considerar a Agonostomus monticola como un complejo de entidades evolutivas, representadas por dos formas en la cuenca del océano Pacífico y una forma en la cuenca del océano Atlántico.(AU)

Análisis morfométrico, merístico, filogenético y filogeográfico del caballo de mar Hippocampus reidi (Ginsburg 1933) (Teleostei: Sygnathidae) de la costa nororiental da Venezuela / Morphometric, meristic, morphological and phylogenetic analysis from the seahorse Hippocampus reidi (Ginsburg 1993) (Tellostei: Syngnathidae) from the northeastern coast of Venezuela

Fue realizado el análisis morfométrico, merístico, morfológico y filogenético del caballo de mar Hippocampus reidi (Ginsburg 1933) (Teleostei: Syngnathidae) de la costa nororiental de Venezuela, mediante la aplicación de técnicas de taxonomía convencional y molecular utilizando fragmentos secuenciados de los genes Citocromo Oxidasa I y Citocromo B como marcadores genéticos. Los resultados indican que no es posible identificar las diferentes entidades taxonómicas de la región caribeña venezolana con base solamente en un solo tipo de caracteres, por lo que es necesario utilizar información merística, morfológica y morfométrica de forma conjunta para la identificación de las mismas, lográndose identificar las variables longitud del rostro (SnL), ancho del cuerpo en la región torácica (TW9), longitud de la cabeza (HL), altura de la coroneta (CH), número de espinas supra oculares (ES) y posición de los anillos prominentes en vista dorsal, como caracteres diagnósticos a nivel específico. La aplicación de las técnicas moleculares fue de suma utilidad en la correcta identificación y separación de los individuos de las dos especies, resaltando la importancia e utilidad de los genes Citocromo Oxidasa I y Citocromo B como marcadores moleculares para estas especies. Adicionalmente, fue realizado un análisis genético poblacional bajo el enfoque filogeográfico, con la especie Hippocampus reidi que resultó ser la más abundante en las regiones de muestreo, con la finalidad de comparar la diversidad genética, con base en la información obtenida de secuencias del gen Citocromo B del DNA mitocondrial, para determinar la estructura geográfica y proponer una hipótesis filogeográfica que establezca las relaciones entre y dentro de las poblaciones del Mar Caribe (Laguna de la Restinga, Laguna de las Marites, Golfo de Cariaco y Golfo de Venezuela) y la localidad de Natal, Brasil ubicada en el Océano Atlántico Sur Ocidental...

Morphological variation in the seahorse vertebral system / Variaciones morfológicas en el sistema vertebral del caballo de mar

The vertebral system in Hippocampus hippocampus is highly specialised because of the vertical locomotion and tail prehensility. The vertebral elements represent a special case of morphological changes, being the metameric structures organised along a natural functional series. We investigated the shape changes along the vertebral spine in H. hippocampus through geometric morphometrics, in order to describe functional and structural patterns. Actually, the dorso-ventral tail bending ability in the genus Hippocampus is one of the most impressive morphological modifications in the evolutionary history of fishes. Vertebrae were analysed using a 2D configuration from the left lateral view. The variation along the vertebral series suggests the identification of cervical, abdominal, dorsal, and caudal groups. The first three (cervical) elements and the lOth (supra-dorsal) structure show peculiar morphologies and local adaptations, associated with neck angulation and dorsal fin muscles, respectively. The vertebral size decreases from the anteriormost element backward, with some local variation at the dorsal area. Major changes are related to allometric variation at the neural región. The caudal elements are characterised by a marked size decrease, with consequent allometric shape changes involving the rotation of the posterior vertebral opening. This allometric trajectory leads to a natural ventral bending of the tail, promoting its prehensile function. This morphological survey suggests an interesting structural network between posture, locomotion, and vertebral anatomy, underlying the main functional changes in the Hippocampus biomechanics. Geometric morphometrics is rather suitable to approach metameric studies in terms of serial variation and functional adaptations.

El sistema vertebral en Hippocampus hippocampus es altamente especializado, debido a la locomoción vertical y la cola prehensible. Los elementos vertebrales representan un caso especial de cambios morfológicos, siendo estructuras metaméricas organizadas a lo largo de una serie funcional natural. Se investigaron los cambios en la forma, a lo largo de la columna vertebral en H. hippocampus a través de morfometría geométrica, con el fin de describir sus patrones funcionales y estructurales. Actualmente, la capacidad de flexión dorso-ventral de la cola en el género Hippocampus es una de las más impresionantes modificaciones morfológicas en la historia evolutiva de los peces. Las vértebras se analizaron mediante una configuración 2D de la vista lateral izquierda. La variación a lo largo de la serie vertebral sugiere la identificación de grupos cervicales, abdominales, dorsales, caudales. Los tres primeros elementos (cervicales) y la 10ª (supra-dorsal) muestran una estructura morfológica peculiar y adaptaciones locales, asociadas con la angulación del cuello y los músculos de la aleta dorsal, respectivamente. El tamaño vertebral disminuye desde elemento más anterior hacia atrás, con algunas variaciones locales en la zona dorsal. Los principales cambios están relacionados con la variación alométrica en la región neural. Los elementos caudales se caracterizan por una marcada disminución de tamaño, con los consiguientes cambios en la formas aloméricas de rotación de la abertura vertebral posterior. Esta trayectoria alométrica conduce a una flexión ventral natural de la cola, promoviendo su función prensil. Este estudio morfológico sugiere una interesante red estructural entre postura, locomoción y la anatomía vertebral junto a los principales cambios funcionales en la biomecánica de Hippocampus. La morfometría geométrica es bastante adecuada para los estudios con enfoques metaméricos, en términos de variación de serie y adaptaciones funcionales.

Oogenesis in the swamp eel Synbranchus marmoratus (Bloch, 1795) (Teleostei; Synbranchidae). Ovarian anatomy, stages of oocyte development and micropyle structure

Synbranchus marmoratus (Synbranchidae), commonly known as the swamp eel, is a protogynous diandric teleost fish widely distributed throughout South America. The purpose of this work was to study the ovarian anatomy and to describe oocyte developmental stages in the swamp eel, Synbranchus marmoratus. S. marmoratus has a unique sacular ovary. It is covered by a conspicuous muscular wall, probably involved in an egg-releasing system acting as a peristaltic-like mechanism. The internal ovarian anatomy shows a U-shaped ovarian lamella delimiting a dorsal ovarian lumen. The microscopic study shows evidence of the existence of a germinal epithelium in the inner surface of the lamella, which contains germinal cells, pre-follicular cells and epithelial cells. The complete oogenesis process is divided into four stages: oogonia, primary growth, cortical alveoli and vitellogenesis. Besides, the ovulated oocytes, and atretic structures were described. The structure of the micropyle was studied by scanning electron microscopy (MEB). Near the animal pole the vitelline envelope forms crests that fuse together becoming furrow-like structures with a slightly spiraled direction that converge into the micropyle pit where is located the micropylar canal. Although the sex reversal process of Synbranchids has been subject of many studies, this is the first complete description of the ovarian anatomy and oogenesis.