Pectoral Dimorphism Is a Pervasive Feature of Skate Diversity and Offers Insight into their Evolution.

Mature skates (Batoidea: Rajoidei) display a unique form of sexual dimorphism in which males develop a concave anterior pectoral fin, giving them a bell-shaped appearance. Recent work has linked the male-specific transformation to differential skeletal development that is coincident with the rapid elongation of claspers, cartilage-supported intromittent organs. Still, little is known about the prevalence of pectoral dimorphism across skates or of interspecific variation in its expression. Here, we use various morphological approaches to broadly explore pectoral dimorphism in skates, with the goal of understanding its significance in their evolutionary history. We find that pectoral fin sexual dimorphism exists across skate diversity, positively identifying its presence in at least 131 species spanning 33 genera, approximately 40% of valid species. Further, we show that the nature of male-female shape change is largely consistent across species, but that it differs in its magnitude at a biologically meaningful scale. Finally, we use the pygmy skate Fenestraja plutonia as a case study to illustrate ontogenetic patterns in the development of pectoral fin dimorphism, additionally identifying sex-based differences in the pelvic girdle and jaw. Our work suggests that the diversity of pectoral dimorphism in skates is linked to comparative growth and maturation, and potentially to processes underlying reproductive and life history diversification within the group.

El Dimorfismo Pectoral es una Característica Generalizada de la Diversidad de Patines y Ofrece una Perspectiva de su Evolución Los patines (Batoidea: Rajoidei) muestran una forma única de dimorfismo sexual en el que los machos desarrollan una aleta pectoral anterior cóncava que les da una apariencia de campana. Estudios recientes han relacionado este dimorfismo en los machos con el desarrollo esquelético diferencial que coincide con la rápida elongación de los gonopterigios, órganos intromitentes soportados por cartílago. Sin embargo, poco se sabe acerca de la prevalencia del dimorfismo pectoral en patines o de la variación interespecífica en su expresión. En este estudio abordamos varios enfoques morfológicos para explorar ampliamente el dimorfismo pectoral en patines, con el objetivo de comprender su importancia en su historia evolutiva. Identificamos dimorfismo sexual en al menos 131 especies que abarcan 33 géneros, aproximadamente el 40% de las especies válidas. Además, mostramos que la naturaleza del cambio de forma masculino­femenino es en gran medida consistente en todas las especies, pero que difiere en su magnitud en una escala biológicamente significativa. Por último, utilizamos el patín pigmeo Fenestraja plutonia como estudio de caso para ilustrar los patrones ontogenéticos en el desarrollo del dimorfismo de la aleta pectoral, además de identificar dimorfismo sexual a nivel de cintura pélvica y mandíbula. Nuestro trabajo sugiere que la diversidad del dimorfismo pectoral en los patines está relacionada con el crecimiento y la maduración comparativos y, potencialmente, con los procesos subyacentes a la diversificación de la reproducción e historias de la vida dentro del grupo. Translated to Spanish by S. Hinojosa (hinojosa.silvia@gmail.com).

O Dimorfismo Peitoral é uma Característica Difusa da Diversidade do Skate e Oferece Informações sobre sua Evolução Rajídeos maduros (Batoidea: Rajoidei) exibem uma forma única de dimorfismo sexual em que os machos desenvolvem uma nadadeira peitoral anterior côncava, dando-lhes uma aparência em forma de sino. Trabalhos recentes correlacionam a forma específíca dos machos ao desenvolvimento diferencial do esqueleto, que coincide com o rápido alongamento dos clásperes, órgãos intromitantes cartilaginosos. Entretanto, pouco se sabe sobre a prevalência do dimorfismo peitoral em rajideos, ou sobre a variação interespecífica dessa expressão. Nesse trabalho utilizamos diversas abordagens morfológicas para explorar de forma ampla o dimorfismo peitoral dessas raias, com o objetivo de compreender sua significancia em relação à história evolutiva desse grupo. Descobrimos que o dimorfismo sexual da nadadeira peitoral existe entre de toda a diversidade dos rajídeos, observando sua presença em ao menos 131 espécies espalhadas por 33 gêneros, compreendendo aproximadamente 40% das espécies válidas. Além disso, mostramos que a natureza da mudança da forma entre machos e fêmeas é consistente entre as espécies, mas que diferem em sua magnitude em uma escala biologicamente significativa. Finalmente, usamos o rajideo pigmeu Fenestraja plutonia como um estudo de caso para ilustrar padrões ontogenéticos no desenvolvimento do dimorfismo da nadadeira peitoral, além de identificar diferenças baseadas no sexo na cintura pélvica e na mandíbula. Nosso trabalho sugere que a diversidade do dimorfismo peitoral em rajídeos está ligada ao crescimento e maturação comparativos e, potencialmente, aos processos subjacentes à diversificação reprodutiva e de história de vida dentro do grupo. Translated to Portuguese by J.P. Fontenelle (jp.fontenelle@mail.utoronto.ca).

Brain expression of presenilins in sporadic and early-onset, familial Alzheimer's disease.

BACKGROUND: Mutations in the presenilin proteins cause early-onset, familial Alzheimer's disease (FAD). MATERIALS AND METHODS: We characterized the cellular localization and endoproteolysis of presenilin 2 (PS2) and presenilin 1 (PS1) in brains from 25 individuals with presenilin-mutations causing FAD, as well as neurologically normal individuals and individuals with sporadic Alzheimer's disease (AD). RESULTS: Amino-terminal antibodies to both presenilins predominantly decorated large neurons. Regional differences between the broad distributions of the two presenilins were greatest in the cerebellum, where most Purkinje cells showed high levels of only PS2 immunoreactivity. PS2 endoproteolysis in brain yielded multiple amino-terminal fragments similar in size to the PS1 amino-terminal fragments detected in brain. In addition, two different PS2 amino-terminal antibodies also detected a prominent 42 kDa band that may represent a novel PS2 form in human brain. Similar to PS1 findings, neither amino-terminal nor antiloop PS2 antibodies revealed substantial full-length PS2 in brain. Immunocytochemical examination of brains from individuals with the N141I PS2 mutation or eight different PS1 mutations, spanning the molecule from the second transmembrane domain to the large cytoplasmic loop domain, revealed immunodecoration of no senile plaques and only neurofibrillary tangles in the M139I PS1 mutation stained with PS1 antibodies. CONCLUSIONS: Overall presenilin expression and the relative abundance of full-length and amino-terminal fragments in presenilin FAD cases were similar to control cases and sporadic AD cases. Thus, accumulation of full-length protein or other gross mismetabolism of neither PS2 nor PS1 is a consequence of the FAD mutations examined.