Growth and reproduction in captivity unveils remarkable life-history plasticity in the smallnose fanskate, Sympterygia bonapartii (Chondrichthyes: Rajiformes)

We analyzed growth and reproduction of captive-born smallnose fanskates Sympterygia bonapartii. Egg cases were obtained from oviposition of two females caught in the wild and held at Temaikèn Aquarium. Following hatching, growth was analyzed in 13 females and 21 males until sexual maturity. Pattern of oviposition activity and reproductive performance were evaluated in six of the captive-reared females. Four models were fitted to growth data, among which the logistic function was the one attaining the best fit. The highest growth rate for both sexes was recorded during the first year of life, whereas growth was significantly higher in females than in males during the second year. Size at first oviposition was 61.7 ± 3.5 cm TL, similar to wild specimens. However, captive-reared females reached maturity before two years of age, i.e. much earlier than wild skates, implying a significant phenotypic plasticity in this species. The similarity in size at maturity and the difference in age at maturity between captive and wild specimens indicate that there is a decoupling of both parameters mediated through growth rates. Captive-born skates reproduced successfully and yielded viable offspring, indicating that the environment at Temaikèn Aquarium is suitable for S. bonapartii to attain its full life cycle.(AU)

Analizamos el crecimiento y la reproducción de ejemplares de raya marmorada, Sympterygia bonapartii nacidas en cautiverio. Se obtuvieron ovicápsulas a partir de la oviposición de dos hembras capturadas en la naturaleza y mantenidas en el Acuario Temaikèn. Posteriormente a la eclosión, se analizó el crecimiento en 13 hembras y 21 machos hasta la madurez sexual. Se evaluó el patrón de oviposición y la performance reproductiva en seis de las hembras criadas en cautiverio. Se ajustaron cuatro modelos a los datos de crecimiento, entre los cuales la función logística fue la que logró el mejor ajuste. Para ambos sexos, la mayor tasa de crecimiento se registró durante el primer año de vida. Durante el segundo año, la tasa de crecimiento fue significativamente mayor en hembras que en machos. La talla de primera oviposición fue de 61,7 ± 3,5 cm LT, similar a la estimada en rayas silvestres. Sin embargo, las hembras criadas en cautiverio alcanzaron la madurez antes de los dos años de vida, es decir mucho antes que en el ambiente natural, lo que implica una plasticidad fenotípica significativa en esta especie. La similitud en la talla de madurez y la diferencia en la edad de madurez entre individuos cautivos y silvestres indican que hay un desacople de ambos parámetros mediado por la tasa de crecimiento. Los individuos nacidos en cautiverio se reprodujeron exitosamente y dejaron descendencia viable, lo que indica que el ambiente del Acuario Temaikèn es adecuado para que S. bonapartii complete su ciclo de vida.(AU)

Ecophysiological interactions and water-related physicochemical parameters among freshwater stingrays / Interações ecofisiológicas e dos parâmetros físico-químico da água em arraias de água doce

Abstract The objective of this study was to compare and correlate the ecology of neonates and young individuals of Potamotrygon wallacei, Potamotrygon motoro and Paratrygon aiereba with regard to their hematological profile and the physicochemical parameters of the water that they inhabit. Principal component analysis (PCA) on the complete blood count revealed total variation of 72.92%, thus demonstrating a differentiation system for oxygen demand. On the other hand, P. motoro was considered to be an intermediate species, given that its complete blood count characteristics interacted with both P. wallacei and with P. aiereba. The interaction among the biochemical variables was shown to total 64.67% of the factors. This allowed differentiation of P. wallacei from P. aiereba, while P. motoro maintained an intermediate position. These characteristics of differentiation within the preferred environment corroborate the PCA of the present study and confirm that these species can be differentiated through considering the complete blood count and biochemical parameters. The PCA on water properties showed 68.57% differentiation, mainly comprising the x axis (49.44%). It can be affirmed that P. motoro has the capacity to inhabit the preferential areas of P. wallacei and P. aiereba, as well as occupying localities in which other stingrays are not found. In conclusion, P. wallacei presents patterns differentiating it from P. aiereba, while P. motoro is a species that presents intermediate characteristics. The latter can be considered to be a more broadly distributed species regarding its ecophysiological characteristics.

Resumo Este trabalho tem por objetivo investigar o perfil hematológico e os parâmetros físico-químicos da água, comparando e correlacionando ecologicamente entre neonatos e jovens de Potamotrygon wallacei (arraia cururu), Potamotrygon motoro e Paratrygon aiereba. A análise de componentes principais (PCA) do hemograma revelou um total 72,92% de variação, constituindo-se em um sistema de diferenciação na demanda por oxigênio. P. wallacei apresenta diferenciação no eixo X quando comparada a P. aiereba, por outro lado P. motoro constitui-se como uma espécie intermediária que apresenta as características do hemograma interagindo tanto com P. wallacei quanto com P. aiereba. A interação entre as variáveis bioquímica demonstram um total de 64,67% dos fatores, no qual foi possível diferenciar, a arraia P. wallacei de P. aiereba, tendo P. motoro uma aspecto de espécie intermediária entre as demais. Esses aspectos de diferenciação de ambiente de preferência corroboraram a PCA obtida no presente estudo e confirmam que essas espécies podem ser diferenciadas quando se considerar as variáveis referentes ao hemograma e a bioquímica. Nos íons, no trombograma e no leucograma, não foi possível diferenciar as espécies. O PCA das propriedades da água foi constituído por 68,57% de diferenciação que se constituiu principalmente no eixo x (49,44%). É possível confirmar que P. motoro tem a capacidade de habitar as áreas preferências de P. wallacei e P. aiereba, além do mais esta possui uma localidade que as demais arraias não são encontradas. Conclui-se que P. wallacei, apresenta padrões diferenciados de P. aiereba, além do mais P. motoro é uma espécie que apresenta características intermediárias entre as descritas, o qual pode ser considerado uma espécie com distribuição mais ampla em seus aspectos ecofisiológicos.

Reproductive biology of the skates Sympterygia acuta Garman, 1877 and S. bonapartii Müller & Henle, 1841 (Chondrichthyes: Rajoidei) in south Brazil

The present study analyzed the sexual development, sizes at maturity and morphometric relationships for both sexes of Sympterygia acuta and S. bonapartii, endemic of south-western Atlantic Ocean. The examined specimens were obtained through research cruises and commercial fishing trips, during 2011 and 2012, along the southern Brazilian coast, in latitudes ranging from 34°28'S to 31°29'S and at depths between 15 and 142 m. Significant differences (p<0.05) in S. bonapartii and in S acuta between sexes for the relationships total length (cm) - disc width (cm) and total length - total/eviscerated weight (g) respectively, demonstrated sexual dimorphism during the development in both species. The estimated size at maturity for males and females, respectively, were 46.1 and 44.7 cm, for S. acuta, and 58.4 and 59.9 cm, for S. bonapartii. A decrease in size at maturity for both sexes was observed in S. acuta and females of S. bonapartii of the southern coast of Brazil, respect to previous studies carried out over the last 30 years.

O presente estudo analisou o desenvolvimento sexual, os tamanhos de maturidade e as relações morfométricas para ambos os sexos das espécies Sympterygia acuta e S. bonapartii endêmica do sudoeste do Oceano Atlântico. Os indivíduos foram coletados em cruzeiros de investigação e viagens de pesca comercial durante 2011 e 2012 ao longo da costa do Sul do Brasil em latitudes que variam de 34°28'S a 31° 29'S, e em profundidades entre 15 e 142 m. Houve diferenças significativas entre sexos para S. bonapartii (p <0,05) e S acuta nas relações comprimento total (cm) - largura do disco (cm) e comprimento - peso total e comprimento total - peso eviscerado (g), demonstrando dimorfismo sexual durante o desenvolvimento em ambas as espécies.Os tamanhos estimados de maturação para machos e fêmeas, respectivamente, foram iguais a 46,1 e 44,7 cm para S. acuta; e 58,4 e 59,9 cm para S. bonapartii. Uma diminuição nos tamanhos de maturidade para ambos os sexos foi observada em S. acuta e fêmeas de S. bonapartii da costa Sul do Brasil, com relação a estudos realizados há 30 anos.

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.

Activity and habitat use of two species of stingrays (Myliobatiformes: Potamotrygonidae) in the upper Paraná River basin, Southeastern Brazil

The life history of freshwater stingrays (Potamotrygonidae) under natural conditions has been poorly documented. In this study, we investigated theperiod of activity and the habitat use of two species of the genus Potamotrygon in the upper Paraná River basin, Southeastern Brazil. Potamotrygon falkneri and P. motoro are similar to each other as far as the analyzed behavior is concerned. Individuals of both species segregate according to their size, and in function of the depth and period of the day. Younger individuals inhabit mostly sandy beaches and places that are no deeper than four meters throughout the whole day. Bigger stingrays realize bathymetric migrations, alternating their position between places deeper than eight meters during the day, and shallow areas at night. Individuals of intermediate size inhabit transition environments that have greater habitat diversity. Both species presented mostly nocturnal habits, especially regarding their feeding behavior. The behavioral patterns observed seem to go through ontogenetic variations and probably change throughout the year, between dry and wet seasons.

Informações sobre o modo de vida das raias de água doce (Potamotrygonidae) sob condições naturais são escassas. Neste trabalho, estudamos o período de atividade e as formas de uso do habitat de duas espécies do gênero Potamotrygon na bacia do alto rio Paraná, no Sudeste do Brasil. Potamotrygon falkneri e P. motoro apresentaram comportamento muito semelhante, com nítida segregação espacial dos indivíduos em função do seu tamanho, da profundidade e do período do dia. Juvenis estiveram associados a praias arenosas e locais com profundidades abaixo de quatro metros ao longo de todo o dia. Raias de grande porte realizaram migrações batimétricas, alternando sua posição entre locais com profundidade superior a oito metros durante o dia e áreas mais rasas à noite. Indivíduos com tamanho intermediário ocuparam ambientes de transição, com maior heterogeneidade ambiental. Ambas as espécies apresentaram atividade, especialmente alimentar, predominantemente noturna. Os padrões comportamentais estudados parecem sofrer variações ontogenéticas e é provável que se alterem ao longo do ano, entre períodos de seca e cheia.

The ovary of the bignose fanskate Sympterygia acuta Garman, 1877 (Chondrichthyes, Rajidae) in the Bahía Blanca estuary, Argentina: morphology and reproductive features / O ovário da bignose fanskate Sympterygia acuta Garman, 1877 (Chondrichthyes, Rajidae) no estuário de Bahía Blanca, Argentina: morfologia e características reprodutivas

Chondrichthyes have become an important economic resource in recent years. In spite of this importance, there is little knowledge about their reproductive biology, especially of species from the south-western Atlantic. In this work, we study the morphology and histology of the ovary of Sympterygia acuta. The results show that oogonia were present only in the immature females (stage I of maturity scale), whereas specimens in stages II and III of maturity displayed oocytes in all developmental steps. The most important histological features that vary throughout oocyte development are the presence or absence of yolk, the number of types and layers of follicular cells and the degree of development of the thecae. Follicular cells are, at least, of two different types. Finally, a new point of view for the determination of maturity stages in the field based on the size of follicles is discussed.

Os Chondrichthyes tornaram-se num importante recurso econômico nos últimos anos. Apesar da sua importância, é muito pouco o que se conhece da sua biologia reprodutiva, especialmente das espécies do Atlântico sul-ocidental. Neste trabalho, foi estudada a morfologia e histologia do ovário de Sympterygia acuta. Os resultados mostraram que as oogonias somente encontraram-se presentes nas fêmeas imaturas (fase I de escala de maturidade) e que os animais em estágio II e III de maturidade exibiram oocitos em todas as etapas de desenvolvimento. As características histológicas mais importantes que variam ao longo de desenvolvimento dos oocitos são a presença da suarda, o tipo e quantidade de celas foliculares e o grau do desenvolvimento do thecae. Existem pelo menos dois tipos de células foliculares. Finalmente se discute um novo ponto de vista para a determinação dos estágios de maturidade no campo, baseado no tamanho dos folículos.