Regression of dark color in subterranean fishes involves multiple mechanisms: response to hormones and neurotransmitters

Organisms with source-populations restricted to the subterranean biotope (troglobites) are excellent models for comparative evolutionary studies, due to their specialization to permanent absence of light. Eye and dark pigment regression are characteristics of most troglobites. In spite of the advance in knowledge on the mechanisms behind eye regression in cave fishes, very little is known about pigmentation changes. Studies were focused on three species of the genus Pimelodella. Exemplars of the troglobitic P. spelaea and P. kronei were compared with the epigean (surface) P. transitoria, putative sister-species of the latter. Melanophore areas and densities are significantly lower in the troglobitic species. Evaluating the in vitro response of these cells to adrenaline, acetylcholine and MCH, we observed a reduced response in both troglobites to adrenaline. The same trend was observed with MCH, but not statistically significant. No response to acetilcholine was detected in all the three. Contrary to expectations, even though eye-regression in P. spelaea was much lower than in P. kronei, pigmentation regression was more advanced. Multiple mechanisms of loss showing a mosaic of traits in troglobitic fishes are discussed here.(AU)

Organismos com populações-fonte restritas ao biótopo subterrâneo (troglóbios) são excelentes modelos para estudos evolutivos comparativos, devido à especialização resultante do isolamento sob um regime seletivo particular, com ênfase na permanente falta de luz. A regressão do olho e da pigmentação são características dos troglobites. Apesar do avanço do conhecimento sobre os mecanismos subjacentes à regressão ocular em peixes de caverna, pouco se sabe sobre mudanças de pigmentação. Os estudos foram focados em três espécies do gênero Pimelodella. Exemplares das espécies troglóbias P. spelaea e P. kronei foram comparados com a epígea P. transitoria, provável espécie-irmã dessa última. As áreas e densidades dos melanóforos são significativamente menores nas espécies troglóbias. Avaliando a resposta in vitro dessas células à adrenalina, acetilcolina e MCH, observamos uma resposta reduzida em ambos os troglóbios à adrenalina. A mesma tendência foi observado com o MCH, mas não estatisticamente. Nenhuma resposta à acetilcolina foi detectada três. Contrariamente às expectativas, embora a regressão ocular em P. spelaea seja bem menor do que em P. kronei, a regressão na pigmentação foi mais acentuada. Múltiplos mecanismos de regressão, mostrando um mosaico de características em peixes troglóbios, são discutidos aqui.(AU)

Regression of dark color in subterranean fishes involves multiple mechanisms: response to hormones and neurotransmitters

ABSTRACT Organisms with source-populations restricted to the subterranean biotope (troglobites) are excellent models for comparative evolutionary studies, due to their specialization to permanent absence of light. Eye and dark pigment regression are characteristics of most troglobites. In spite of the advance in knowledge on the mechanisms behind eye regression in cave fishes, very little is known about pigmentation changes. Studies were focused on three species of the genus Pimelodella. Exemplars of the troglobitic P. spelaea and P. kronei were compared with the epigean (surface) P. transitoria, putative sister-species of the latter. Melanophore areas and densities are significantly lower in the troglobitic species. Evaluating the in vitro response of these cells to adrenaline, acetylcholine and MCH, we observed a reduced response in both troglobites to adrenaline. The same trend was observed with MCH, but not statistically significant. No response to acetilcholine was detected in all the three. Contrary to expectations, even though eye-regression in P. spelaea was much lower than in P. kronei, pigmentation regression was more advanced. Multiple mechanisms of loss showing a mosaic of traits in troglobitic fishes are discussed here.

RESUMO Organismos com populações-fonte restritas ao biótopo subterrâneo (troglóbios) são excelentes modelos para estudos evolutivos comparativos, devido à especialização resultante do isolamento sob um regime seletivo particular, com ênfase na permanente falta de luz. A regressão do olho e da pigmentação são características dos troglobites. Apesar do avanço do conhecimento sobre os mecanismos subjacentes à regressão ocular em peixes de caverna, pouco se sabe sobre mudanças de pigmentação. Os estudos foram focados em três espécies do gênero Pimelodella. Exemplares das espécies troglóbias P. spelaea e P. kronei foram comparados com a epígea P. transitoria, provável espécie-irmã dessa última. As áreas e densidades dos melanóforos são significativamente menores nas espécies troglóbias. Avaliando a resposta in vitro dessas células à adrenalina, acetilcolina e MCH, observamos uma resposta reduzida em ambos os troglóbios à adrenalina. A mesma tendência foi observado com o MCH, mas não estatisticamente. Nenhuma resposta à acetilcolina foi detectada três. Contrariamente às expectativas, embora a regressão ocular em P. spelaea seja bem menor do que em P. kronei, a regressão na pigmentação foi mais acentuada. Múltiplos mecanismos de regressão, mostrando um mosaico de características em peixes troglóbios, são discutidos aqui.

Population density and habitat of an endangered cave fish Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996 (Ostariophysi: Gymnotiformes) from a karst area in central Brazil

The troglobitic electric fish Eigenmannia vicentespelaea, endemic to a single cave-system and included in the Brazilian Red List of Threatened Fauna, was studied in relation to population densities and habitat. For comparison, we used the epigean species, E. trilineata. We verify if the population densities recorded for E. vicentespelaea follow the pattern observed for other subterranean fishes; if there are seasonal fluctuations in these densities and which environmental variables explain the densities variation. We estimated abundances and population densities during three consecutive dry seasons concomitant with habitat description and physicochemical variables measurements. For E. vicentespelaea: in six stream reaches in the São Vicente II cave. For E. trilineata: from counts of active fish in rio da Lapa. The mean population density recorded for E. vicentespelaea is considered low (0.17 ind.m-2), similar to those of E. trilineata (0.13 ind.m-2), without significant differences between the years, but with marked fluctuations during dry seasons within each year, suggesting seasonality. Estimated population size of E. vicentespelaea is considered low (270 individuals in average). Depth, water current and substrate, allied to plant debris explain better the variation of densities. Urgent actions for E. vicentespelaea conservation include protection of headsprings in Terra Ronca State Park.(AU)

O peixe troglóbio Eigenmannia vicentespelaea, endêmico de um único sistema de cavernas e incluído na Lista Brasileira de Fauna Ameaçada foi estudado em relação às densidades populacionais e hábitat. Para comparação utilizamos a espécie epígea E. trilineata. Verificamos se as densidades populacionais registradas para E. vicentespelaea seguem o padrão observado para outros peixes subterrâneos; se há flutuações sazonais nestas densidades e quais variáveis ambientais explicam as variações nas densidades. Estimamos as abundâncias e densidades populacionais ao longo de três estações secas consecutivas, concomitantes à descrição do habitat e das variáveis físico-químicas. Para E. vicentespelaea: em seis trechos de rio ao longo da caverna São Vicente II. Para E. trilineata: na contagem de peixes ativos no rio da Lapa. A densidade populcional média registrada para E. vicentespelaea é baixa (0,17 ind.m-2), similar à observada para E. trilineata (0,13 ind.m-2), sem diferenças significativas entre os anos, mas com flutuações marcantes ao longo das estações secas dentro de cada ano, sugerindo sazonalidade. O tamanho populacional estimado para E. vicentespelaea é considerado pequeno (270 indivíduos em média). Profundidade, correnteza, substrato, aliadas à concentração de detrito vegetal explicam melhor a variação nas densidades. Ações urgentes para conservação de E. vicentespelaea incluem a proteção das nascentes do Parque Estadual de Terra Ronca.(AU)

Cytogenetic and molecular analyses in troglobitic and epigean species of Pimelodella (Siluriformes: Heptapteridae) from Brazil

Samples from seven different locations of the genus Pimelodella were genetically examined, two caves (exclusively subterranean, upper Tocantins River and São Francisco River) and five epigean (from upper Paraná River basin). Cytogenetic analyses revealed the same diploid number (2n=46) for all species besides similarities in both number and location of nucleolar organizer regions and C bands. FISH with 5S rDNA probes and CMA3 staining indicated significant differences among the studied species. Application of PCR-RFLP in ATPase 6 and 8 mitochondrial genes allowed building a minimum evolution phenogram identifying the close evolutionary relationship among groups. Both chromosomal and molecular data were useful to infer the relationships among studied Pimelodella species.(AU)

Amostras de sete diferentes localidades do gênero Pimelodella foram geneticamente analisadas, duas cavernícolas (exclusivamente subterrâneas, alto rio Tocantins e rio São Francisco) e cinco epígeas (provenientes da bacia do alto Paraná). Análises citogenéticas revelaram o mesmo número diploide (2n=46) para todas as espécies, além de similaridades no número e localização das regiões organizadoras de nucléolo e bandas C. FISH com sondas de rDNA 5S e marcação com CMA3 indicaram diferenças significativas entre as espécies estudadas. A aplicação da técnica de PCR-RFLP nos genes mitocondriais ATPase 6 e 8 permitiu a construção de um fenograma de evolução mínima identificando uma estreita relação evolutiva entre as espécies estudadas.(AU)

Differentiating cave Aspidoras catfish from a karst area of Central Brazil, upper rio Tocantins basin (Siluriformes: Callichthyidae)

Two cave populations of Aspidoras albater catfish with reduced eyes and pigmentation were recently found near the city of Posse, São Domingos karst area, Goiás State, representing the first known case of a troglomorphic callichthyid catfish. Cave specimens are described and compared to epigean specimens of A. albater, but morphometric differences between the epigean and the cave populations are not adequate to delimit as distinct species.(AU)

Duas populações de Aspidoras albater com olhos e pigmentação reduzidos foram descobertas recentemente em cavernas do município de Posse, área cárstica de São Domingos, Goiás, representando o primeiro caso conhecido de Callichthyidae troglomórfico. Os espécimes cavernícolas são descritos e comparados com espécimes epígeos de A. albater, mas as diferenças morfométricas entre eles não são suficientes para delimitá-los como espécies distintas.(AU)

Trichomycterus dali: a new highly troglomorphic catfish (Silurifomes: Trichomycteridae) from Serra da Bodoquena, Mato Grosso do Sul State, Central Brazil

Trichomycterus dali, new species, is described from flooded limestone caves in Serra da Bodoquena karst area, State of Mato Grosso do Sul, Central Brazil. The new species is diagnosed by a unique character in the genus, the presence of conspicuous, ridge-like adipose folds lining dorsally throughout the body. Trichomycterus dali can be further distinguished readily from epigean congeners by the reduction of eyes and skin pigmentation (except for T. gorgona), and from remaining congeners (i.e., all hypogean plus T. gorgona) by the total loss of eyes, not visible externally (except for T. sandovali and T. spelaeus). Other diagnostic features includes very long barbels, especially the nasal (99.3-143.5 percent HL) and the maxillary (97.0-131.3 percent HL), pectoral-fin ray count reaching I,9 and a unique cranial fontanel with a conspicuous constriction on the meeting point of supraoccipital and the two frontal bones. The troglobitic status of the species is suggested by the presence of troglomorphisms on an advanced degree, especially the reduction of skin pigmentation, the total loss of eyes and the enlarged barbels. In addition, the presence of a well developed adipose fold in adults may indicate a distinctive adaptation acquired by neoteny to withstand the food scarce conditions of its hypogean habitat.(AU)

Trichomycterus dali, espécie nova, é descrita de cavernas calcárias alagadas na área cárstica da Serra da Bodoquena, estado do Mato Grosso do Sul, Brasil central. A nova espécie é diagnosticada por um caráter único no gênero, a presença de dobras adiposas conspícuas, em forma de crista, passando por toda a região dorsal do corpo. Trichomycterus dali pode ser ainda diferenciada facilmente de suas congêneres epígeas pela redução dos olhos e da pigmentação cutânea (exceto para T. gorgona), e das congêneres restantes (isto é, todas as hipógeas mais T. gorgona) pela perda total dos olhos, não visíveis externamente (exceto para T. sandovali e T. spelaeus). Outras características diagnósticas incluem barbilhões muito longos, especialmente o nasal (99,3-143,5 por cento do comprimento da cabeça) e o maxilar (97,0-131,3 por cento do comprimento da cabeça), contagem de raios da nadadeira peitoral atingindo I,9 e uma fontanela cranial única com uma constrição conspícua no ponto de encontro do supraoccipital e dos dois ossos frontais. O status troglóbio da espécie é sugerido pela presença de troglomorfismos em avançado grau, especialmente a redução da pigmentação cutânea, a perda total dos olhos e os barbilhões alongados. Além disso, a presença de uma dobra adiposa bem desenvolvida nos adultos pode indicar uma adaptação distintiva, adquirida por neotenia, para enfrentar as condições alimentares escassas do seu habitat hipógeo.(AU)

Reproductive behavior, development and eye regression in the cave armored catfish, Ancistrus cryptophthalmus Reis, 1987 (Siluriformes: Loricariidae), breed in laboratory

The troglobitic armored catfish, Ancistrus cryptophthalmus (Loricariidae, Ancistrinae) is known from four caves in the São Domingos karst area, upper rio Tocantins basin, Central Brazil. These populations differ in general body shape and degree of reduction of eyes and of pigmentation. The small Passa Três population (around 1,000 individuals) presents the most reduced eyes, which are not externally visible in adults. A small group of Passa Três catfish, one male and three females, reproduced spontaneously thrice in laboratory, at the end of summertime in 2000, 2003 and 2004. Herein we describe the reproductive behavior during the 2003 event, as well as the early development of the 2003 and 2004 offsprings, with focus on body growth and ontogenetic regression of eyes. The parental care by the male, which includes defense of the rock shelter where the egg clutch is laid, cleaning and oxygenation of eggs, is typical of many loricariids. On the other hand, the slow development, including delayed eye degeneration, low body growth rates and high estimated longevity (15 years or more) are characteristic of precocial, or K-selected, life cycles. In the absence of comparable data for close epigean relatives (Ancistrus spp.), it is not possible to establish whether these features are an autapomorphic specialization of the troglobitic A. cryptophthalmus or a plesiomorphic trait already present in the epigean ancestor, possibly favoring the adoption of the life in the food-poor cave environment. We briefly discuss the current hypotheses on eye regression in troglobitic vertebrates.(AU)

O cascudo troglóbio (exclusivamente subterrâneo), Ancistrus cryptophthalmus (Loricariidae, Ancistrinae) é conhecido de quatro cavernas na área cárstica de São Domingos, bacia do alto rio Tocantins, Goiás. Estas populações diferem quanto ao formato geral do corpo e grau de redução dos olhos e da pigmentação cutânea. A pequena população encontrada na caverna Passa Três (aproximadamente 1.000 indivíduos) é a que apresenta os olhos mais reduzidos, não visíveis externamente nos adultos. Um grupo de um macho e três fêmeas provenientes dessa caverna reproduziu-se espontaneamente três vezes em laboratório, no fim do verão, em 2000, 2003 e 2004. Descrevemos aqui o comportamento reprodutivo observado em 2003, assim como o desenvolvimento das proles de 2003 e 2004, com foco no crescimento corporal e regressão ontogenética dos olhos. O cuidado parental pelo macho, que inclui defesa do abrigo rochoso onde os ovos eram aderidos e limpeza e oxigenação destes, segue o padrão típico de loricariídeos. Por outro lado, o desenvolvimento relativamente lento, incluindo a regressão tardia dos olhos (iniciando aos 12 meses de idade), as baixas taxas de crescimento corporal e a alta longevidade estimada (mais de 15 anos) são característicos de ciclos de vida do tipo "precoce", ou K-selecionados. Na ausência de dados comparáveis para os aparentados epígeos próximos, não é possível estabelecer com exatidão se tais características se tratam de adaptações autapomórficas da espécie cavernícola ou de pré-adaptações (exaptações) dos ancestrais epígeos, as quais poderiam ter favorecido a colonização do meio subterrâneo. Finalmente, apresentamos uma breve discussão sobre as hipóteses correntes acerca da regressão dos olhos em vertebrados troglóbios.(AU)

Reproductive behavior, development and eye regression in the cave armored catfish, Ancistrus cryptophthalmus Reis, 1987 (Siluriformes: Loricariidae), breed in laboratory

The troglobitic armored catfish, Ancistrus cryptophthalmus (Loricariidae, Ancistrinae) is known from four caves in the São Domingos karst area, upper rio Tocantins basin, Central Brazil. These populations differ in general body shape and degree of reduction of eyes and of pigmentation. The small Passa Três population (around 1,000 individuals) presents the most reduced eyes, which are not externally visible in adults. A small group of Passa Três catfish, one male and three females, reproduced spontaneously thrice in laboratory, at the end of summertime in 2000, 2003 and 2004. Herein we describe the reproductive behavior during the 2003 event, as well as the early development of the 2003 and 2004 offsprings, with focus on body growth and ontogenetic regression of eyes. The parental care by the male, which includes defense of the rock shelter where the egg clutch is laid, cleaning and oxygenation of eggs, is typical of many loricariids. On the other hand, the slow development, including delayed eye degeneration, low body growth rates and high estimated longevity (15 years or more) are characteristic of precocial, or K-selected, life cycles. In the absence of comparable data for close epigean relatives (Ancistrus spp.), it is not possible to establish whether these features are an autapomorphic specialization of the troglobitic A. cryptophthalmus or a plesiomorphic trait already present in the epigean ancestor, possibly favoring the adoption of the life in the food-poor cave environment. We briefly discuss the current hypotheses on eye regression in troglobitic vertebrates.(AU)

O cascudo troglóbio (exclusivamente subterrâneo), Ancistrus cryptophthalmus (Loricariidae, Ancistrinae) é conhecido de quatro cavernas na área cárstica de São Domingos, bacia do alto rio Tocantins, Goiás. Estas populações diferem quanto ao formato geral do corpo e grau de redução dos olhos e da pigmentação cutânea. A pequena população encontrada na caverna Passa Três (aproximadamente 1.000 indivíduos) é a que apresenta os olhos mais reduzidos, não visíveis externamente nos adultos. Um grupo de um macho e três fêmeas provenientes dessa caverna reproduziu-se espontaneamente três vezes em laboratório, no fim do verão, em 2000, 2003 e 2004. Descrevemos aqui o comportamento reprodutivo observado em 2003, assim como o desenvolvimento das proles de 2003 e 2004, com foco no crescimento corporal e regressão ontogenética dos olhos. O cuidado parental pelo macho, que inclui defesa do abrigo rochoso onde os ovos eram aderidos e limpeza e oxigenação destes, segue o padrão típico de loricariídeos. Por outro lado, o desenvolvimento relativamente lento, incluindo a regressão tardia dos olhos (iniciando aos 12 meses de idade), as baixas taxas de crescimento corporal e a alta longevidade estimada (mais de 15 anos) são característicos de ciclos de vida do tipo "precoce", ou K-selecionados. Na ausência de dados comparáveis para os aparentados epígeos próximos, não é possível estabelecer com exatidão se tais características se tratam de adaptações autapomórficas da espécie cavernícola ou de pré-adaptações (exaptações) dos ancestrais epígeos, as quais poderiam ter favorecido a colonização do meio subterrâneo. Finalmente, apresentamos uma breve discussão sobre as hipóteses correntes acerca da regressão dos olhos em vertebrados troglóbios.(AU)

Ituglanis mambai, a new subterranean catfish from a karst area of Central Brazil, rio Tocantins basin (Siluriformes: Trichomycteridae)

Ituglanis mambai, new species, is described from a cave in the Mambaí karst area, State of Goiás, Central Brazil. The new species distinguishes from epigean and cave congeners by the combination of the following characteristics: posterior supraoccipital fontanel absent; pectoral-fin rays usually i,7; six pleural ribs; total vertebrae 37-38 behind Weberian apparatus; shorter predorsal length (65.1-70.8 percent SL); shorter caudal peduncle length (8.4-11.9 percent SL); shorter dorsal-fin base length (7.7-11.3 percent SL); wider interobital width (29.2-36.5 percent HL); larger mouth width (43.4-64.0 percent HL); intermediate between epigean and other cave Ituglanis species as regards to both eyes (diameter varying from 0.5 to1.0 mm in adults, 7.8-10.1 percent HL) and pigmentation, composed by irregular light brown spots along the body. The latter indicate the troglobitic status for I. mambai. In addition, this species has the maxillae with a discrete medial-posterior projection; fronto-lacrimal one half-length of the maxillae and pointed backwards; posterior process of palatine half its length, with a tenuous medial concavity; 14 dorsal and 12 ventral procurrent rays. In the natural habitat, I. mambai displayed cryptobiotic habits, trying to hide in the graveled bottom or under boulders when disturbed, apparently showing a negative response to light. It was observed a preference to slow-moving waters. Recent flood marks were observed in the stream conduit in March/April 2007 (end of the rainy season) when less individuals were observed on 300 m of the subterranean stream compared to September 2004 (end of the dry season).(AU)

Ituglanis mambai, nova espécie, é descrita de uma caverna localizada na área cárstica de Mambaí, estado de Goiás, Brasil central. A nova espécie difere dos congêneres epígeos e cavernícolas pela combinação das seguintes características: fontanela posterior do supraoccipital ausente; raios da nadadeira peitoral usualmente i,7; seis costelas; número total de vértebras 37-38; comprimento pré-dorsal menor, 65.1-70.8 por cento do comprimento-padrão; comprimento do pedúnculo caudal menor, 8.4-11.9 por cento do comprimento-padrão; base da nadadeira dorsal menor, 7.7-11.3 por cento do comprimento-padrão; altura maior da cabeça, 46.7-71.6 por cento do comprimento da cabeça; largura da cabeça menor, 89.2-115.7 por cento do comprimento da cabeça; largura interobital maior (29.2-36.5 por cento do comprimento da cabeça); largura da boca maior (43.4-64.0 por cento do comprimento da cabeça); olhos e pigmentação intermediários entre as espécies epígeas e cavernícolas de Ituglanis - diâmetro dos olhos variando entre 0.5 e 1.0 mm nos adultos, 7.8-10.1 por cento do comprimento da cabeça e pigmentação composta por manchas irregulares marrom-claras ao longo do corpo. Este último caráter indica o status de troglóbio de I. mambai. Adicionalmente, esta espécie apresenta maxila com uma discreta projeção medial-posterior; fronto-lacrimal 1,5 vezes o tamanho da maxilla e projetado posteriormente; comprimento do processo posterior do palatino metade do seu comprimento total, com uma tênue concavidade medial; 14 raios procurrentes dorsais e 12 ventrais. No ambiente natural, I. mambai mostrou hábitos criptobióticos. Quando perturbados, tentavam entocar-se sob os seixos e matacões. Aparentemente mostraram reação negativa à luz. Foi observada uma preferência por remansos. Marcas de enchentes recentes foram observadas no conduto do riacho subterrâneo em março/abril 2007 (fim da estação chuvosa) quando um número menor de indivíduos foi observado, comparando-se a setembro...(AU)

Mechanisms of pigmentation loss in subterranean fishes

Troglobitic (exclusively subterranean) organisms usually present, among their apomorphies related to the subterranean life (troglomorphisms), the regression of eyes and melanic pigmentation. The degree of regression varies among species, from a slight reduction to the complete loss of eyes and dark pigmentation, without a taxonomic correlation. While mechanisms of eye reduction have been intensively investigated in some troglobites such as the Mexican blind tetra characins, genus Astyanax, and the European salamander, Proteus anguinus, few studies have focused on pigmentation. The Brazilian subterranean ichthyofauna distinguishes not only by the species richness (23 troglobitic fishes so far known) but also by the variation in the degree of reduction of eyes and pigmentation. This study focused on Brazilian fishes completely devoid of melanic pigmentation: the characiform Stygichthys typhlops (Characidae) and the siluriforms Ancistrus formoso (Loricariidae), Rhamdiopsis sp.1 (Heptapteridae; from caves in the Chapada Diamantina, Bahia) and Rhamdiopsis sp. 2 (cave in Campo Formoso, Bahia). In order to investigate if such depigmentation is the result of blockage in some step in the melanogenesis, in vitro tests of administration of L-DOPA were done, using caudal-fin fragments extracted from living fish. Except for Rhamdiopsis sp. 2, all the studied species were DOPA(+), i.e., melanin was synthesized after L-DOPA administration. This indicates these fish do have melanophores but they are unable to convert L-tyrosine to L-DOPA. On the other hand, Rhamdiopsis sp. 2, like the albino specimens of Trichomycterus itacarambiensis previously studied (which correspond to one third of the population), are DOPA(-), either because the block of melanin synthesis occurs downstream in melanogenesis, which is probably the case with T. itacarambiensis (monogenic system in view of the phenotypic discontinuity), or because the so-called albinos do no possess melanophores. The physiological loss in the ability to synthesize melanin, apparently caused by different genetic processes in DOPA(+) and in DOPA(-) fishes, may co-exist in subterranean populations with a decrease in the density of melanophores, as observed in the pigmented two thirds of T. itacarambiensis population, a morphological reduction apparently controlled by polygenic systems producing a continuous phenotypic variation.

Organismos exclusivamente subterrâneos (troglóbios) usualmente exibem, entre as apomorfias relacionadas à evolução em isolamento nesse ambiente (troglomorfismos), a redução, até perda total, das estruturas visuais e da pigmentação melânica. Os mecanismos de regressão ocular em troglóbios têm sido intensivamente estudados, sobretudo em peixes como os lambaris cegos mexicanos do gênero Astyanax, e salamandras como Proteus anguinus. Por outro lado, poucos são os trabalhos abordando a perda da pigmentação nesses organismos. A ictiofauna subterrânea brasileira destaca-se não só pela riqueza de espécies (23 conhecidas até o momento) como também pelas diferenças no seu grau de troglomorfismo, sem uma correlação taxonômica. O presente estudo abordou as espécies brasileiras totalmente desprovidas de qualquer traço de pigmentação melânica: o caraciforme Stygichthys typhlops (Characidae) e os siluriformes Ancistrus formoso (Loricariidae), Rhamdiopsis sp.1 (Heptapteridae; cavernas da Chapada Diamantina, Bahia) e Rhamdiopsis sp. 2 (caverna de Campo Formoso, Bahia). Com a finalidade de investigar se essa despigmentação é resultado de bloqueio em algum passo da cadeia de síntese de melanina, foram feitos testes in vitro, utilizando-se fragmentos da nadadeira caudal extraídos de exemplares mantidos vivos, de reação à administração de L-DOPA. Com exceção dos de Rhamdiopsis sp. 2, os exemplares estudados revelaram-se DOPA(+), i.e., houve produção de melanina após a administração de L-DOPA, o que indica que sua despigmentação é devida a uma disfunção da tirosinase, enzima responsável pela transformação de tirosina em L-DOPA nos melanóforos, os quais, portanto, ainda existem nesses peixes. Já os exemplares Rhamdiopsis sp. 2, assim como o terço conspicuamente despigmentado da população de Trichomycterus itacarambiensis, espécie estudada anteriormente sob esse aspecto, são DOPA(-), seja porque o bloqueio na síntese de melanina ocorre em um passo a jusante da produção de L-DOPA, aparentemente o caso de T. itacarambiensis (herança monogênica em vista da descontinuidade fenotípica), ou porque houve perda total dos melanóforos. A perda fisiológica da capacidade de sintetizar melanina, aparentemente causada por diferentes mecanismos nas populações DOPA(+) e naquelas DOPA(-), pode co-existir com a redução no número e tamanho dos melanóforos, como observado nos dois terços pigmentados de T. itacarambiensis, provavelmente determinada por herança poligênica, que produz uma distribuição contínua de fenótipos.

A cave population of Isbrueckerichthys alipionis (Gosline, 1947) in the Upper Ribeira karst area, southeastern Brazil (Siluriformes: Loricariidae)

A cave population of the armored catfish Isbrueckerichthys alipionis is reported from the Santana Cave, in the rio Betari watershed, Upper Ribeira karst area, Iporanga, São Paulo State, southeastern Brazil. The cave population was compared to an epigean population of I. alipionis and no significant differences where found in morphology or degree of pigmentation. As the cave population is known for at least 30 years and is apparently isolated from epigean streams, it is classified as troglophilic. The discovery of this troglophilic species in the Santana Cave is an additional strong argument for the conservation of that cave. (AU)

Uma população cavernícola do cascudo Isbrueckerichthys alipionis é registrada na Caverna Santana, na bacia do rio Betari, na área cárstica do Alto Ribeira, Iporanga, São Paulo, Brasil. A população cavernícola foi comparada com uma população epígea de I. alipionis e nenhuma diferença significativa foi encontrada em morfologia ou grau de pigmentação. Como a população cavernícola é conhecida há pelo menos 30 anos e aparentemente está isolada de cursos d'água epígeos, ela é classificada como troglófila. A descoberta dessa espécie troglofílica na Caverna Santana é um forte argumento adicional para a conservação dessa caverna. (AU)

A new species of Glaphyropoma: the first subterranean copionodontine catfish and the first occurrence of opercular odontodes in the subfamily (Siluriformes: Trichomycteridae)

A new species of the rare copionodontine genus Glaphyropoma is described from subterranean waters in the Diamantina Plateau, Bahia State, central northeastern Brazil. This is the first troglomorphic species in the subfamily Copionodontinae. It is distinguished from all other copionodontines by the presence of opercular odontodes, and further distinguished from its only congener, G. rodriguesi, by the reduction of dark integumentary pigmentation. The new species shares the single synapomorphy previously proposed for Glaphyropoma, the marked narrowing of the first hypobranchial and indirect character evidence also supports its inclusion in the genus. The presence of opercular odontodes in the new species, in combination with a reviewed hypothesis of sister group relationship between Copionodontinae and Trichogeninae, indicate that the absence of opercular odontodes in previously-known copionodontines is secondary, rather than primitive.(AU)

Uma nova espécie do raro gênero de Copionodontinae Glaphyropoma é descrita de águas subterrâneas da Chapada Diamantina, estado da Bahia, região central do Nordeste Brasileiro. Esta é a primeira espécie troglomórfica na subfamília Copionodontinae. Distingue-se de todos os outros Copionodontinae pela presença de odontódeos operculares, e de seu único congênere, G. rodriguesi, também pela redução de pigmentação tegumentar. A nova espécie apresenta a única sinapomorfia previamente proposta para Glaphyropoma, um estreitamento acentuado do primeiro hipobranquial e evidência indireta de outros caracteres também suportam sua inclusão no gênero. A presença de odontódeos operculares na nova espécie, em combinação com uma hipótese revisada de grupo-irmão entre Copionodontinae e Trichogeninae, indica que a ausência de odontódeos operculares nos Copionodontinae previamente conhecidos é secundária e não primitiva.(AU)

Morphology and distribution of the cave knifefish Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996 (Gymnotiformes: Sternopygidae) from Central Brazil, with an expanded diagnosis and comments on subterranean evolution

We present herein data on morphology and distribution of the cave knifefish Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996, from the São Domingos karst area, Central Brazil, comparing it to the epigean (surface) species, Eigenmannia sp., found in the same area (but not syntopic with E. vicentespelaea) and also with congeners from other localities. Collecting sites comprising epigean and subterranean stream reaches in São Domingos were sampled during the dry seasons of 1999, 2000, and 2001 using several methods. Preserved specimens of E. vicentespelaea (n=25, including holotype and paratype) and of Eigenmannia sp. (n=15) were compared with focus on morphometric characters, body pigmentation and eye condition. A combination of characters separates E. vicentespelaea from Eigenmannia sp. and other congeners: the length from the tip of the snout to the posterior of the anal fin base, ocular diameter: head length and pre-anal distance: head length proportions, and body pigmentation. A wider morphometric variation in E. vicentespelaea is described than that reported in the original description (based on two specimens).

São apresentados dados sobre a morfologia e distribuição do peixe-elétrico cavernícola Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996, da área cárstica de São Domingos, Brasil Central, comparando-o com a espécie epígea da mesma área, Eigenmannia sp. e congêneres de outras localidades. Coletas de exemplares foram feitas em trechos epígeos e subterrâneos de rios durante as estações secas de 1999, 2000 e 2001, utilizando-se diferentes métodos de coleta. Espécimes preservados de E. vicentespelaea (n=25, incluindo holótipo e parátipo) e Eigenmannia sp. (n=15) foram comparados em relação a caracteres morfométricos, de pigmentação do corpo e da condição dos olhos. Uma combinação de caracteres separa E. vicentespelaea de Eigenmannia sp. e de outros congêneres: o comprimento da extremidade do focinho até a porção posterior da base da nadadeira anal, as proporções diâmetro ocular:comprimento da cabeça e distância pré-anal:comprimento da cabeça, e pigmentação do corpo. É descrita uma ampla variação dos caracteres morfométricos em E. vicentespelaea, comparando-se com a descrição original (baseada em dois espécimes).

Morphology and distribution of the cave knifefish Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996 (Gymnotiformes: Sternopygidae) from Central Brazil, with an expanded diagnosis and comments on subterranean evolution

We present herein data on morphology and distribution of the cave knifefish Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996, from the São Domingos karst area, Central Brazil, comparing it to the epigean (surface) species, Eigenmannia sp., found in the same area (but not syntopic with E. vicentespelaea) and also with congeners from other localities. Collecting sites comprising epigean and subterranean stream reaches in São Domingos were sampled during the dry seasons of 1999, 2000, and 2001 using several methods. Preserved specimens of E. vicentespelaea (n=25, including holotype and paratype) and of Eigenmannia sp. (n=15) were compared with focus on morphometric characters, body pigmentation and eye condition. A combination of characters separates E. vicentespelaea from Eigenmannia sp. and other congeners: the length from the tip of the snout to the posterior of the anal fin base, ocular diameter: head length and pre-anal distance: head length proportions, and body pigmentation. A wider morphometric variation in E. vicentespelaea is described than that reported in the original description (based on two specimens).

São apresentados dados sobre a morfologia e distribuição do peixe-elétrico cavernícola Eigenmannia vicentespelaea Triques, 1996, da área cárstica de São Domingos, Brasil Central, comparando-o com a espécie epígea da mesma área, Eigenmannia sp. e congêneres de outras localidades. Coletas de exemplares foram feitas em trechos epígeos e subterrâneos de rios durante as estações secas de 1999, 2000 e 2001, utilizando-se diferentes métodos de coleta. Espécimes preservados de E. vicentespelaea (n=25, incluindo holótipo e parátipo) e Eigenmannia sp. (n=15) foram comparados em relação a caracteres morfométricos, de pigmentação do corpo e da condição dos olhos. Uma combinação de caracteres separa E. vicentespelaea de Eigenmannia sp. e de outros congêneres: o comprimento da extremidade do focinho até a porção posterior da base da nadadeira anal, as proporções diâmetro ocular:comprimento da cabeça e distância pré-anal:comprimento da cabeça, e pigmentação do corpo. É descrita uma ampla variação dos caracteres morfométricos em E. vicentespelaea, comparando-se com a descrição original (baseada em dois espécimes).

A new cave species of Rhamdia (Siluriformes: Heptapteridae) from Serra do Ramalho, northeastern Brazil, with notes on ecology and behavior

Rhamdia enfurnada, a new troglobitic (exclusively subterranean) catfish, is described from the Gruna do Enfurnado, Serra do Ramalho, southwestern Bahia State, middle São Francisco River basin. It differs from epigean congeners from the São Francisco River basin by the variable eye size, ranging from reduced to externally invisible (bilateral asymmetry in development of eyes is frequently observed), with a conspicuous orbital concavity (orbital diameter varying from 6.4 to 13.6% of head length in R. enfurnada and from 14.5 to 24.4% in the epigean species); by the dark pigmentation reduced due to a decrease in density of melanophores, and also variable. In comparison to other cave species, R. enfurnada presents a low degree of troglomorphism regarding development of eyes and pigmentation, indicating a relatively short time evolving in isolation in the subterranean environment: R. reddelli is described as lacking eyes and with almost no pigmentation; likewise, R. macuspanensis and R. laluchensis as having rudimentary eyes, covered with skin and not visible externally, and with reduced body pigmentation; R. zongolicensis is also almost devoid of dark pigmentation, but eyes are less reduced than in R. reddelli. R. quelen urichi, also does not present any trace of eyes externally, but the body coloration is described as pale yellowish brown. Rhamdia guasarensis has a concave dorsal profile of head and a complete absence of pigmentation and eyes. The population density (preliminarily estimated in 0.1-0.2 individuals m-2 in average, and reaching 10 individuals m-2, in the dry season and size (several thousands of individuals) of R. enfurnada may be considered high for cave fish standards. Rhamdia enfurnada exhibited an increased midwater activity when compared to their typically bottom-dwelling epigean relatives; are mostly indifferent to light and moderately aggressive.

Rhamdia enfurnada, uma nova espécie de bagre troglóbio (exclusivamente subterrâneo), encontrada na Gruna do Enfurnado, Serra do Ramalho, sudoeste Baiano, Bacia do Médio Rio São Francisco, é aqui descrita. Esses bagres diferem dos congêneres com ocorrência em rios epígeos da bacia do São Francisco pela alta variabilidade no grau de desenvolvimento dos olhos, de apenas ligeiramente reduzidos até externamente invisíveis, com freqüente assimetria bilateral (diâmetro da órbita: comprimento da cabeça variando de 6,4 a 13,6% em R. enfurnada e de 14,5 a 24,4% nos espécimes epígeos examinados); pela pigmentação melânica reduzida devido à diminuição na densidade de melanóforos, também com variação populacional. Comparando-se com outras espécies cavernícolas, R. enfurnada apresenta um baixo grau de troglomorfismo, em relação aos olhos e pigmentação, indicando um tempo de isolamento no ambiente subterrâneo relativamento pequeno: R. reddelli não possui olhos e pouca pigmentação no corpo; da mesma maneira, R. macuspanensis e R. laluchensis apresentam olhos rudimentares, cobertos por pele e não visíveis externamente, além de pigmentação reduzida no corpo; R. zongolicensis quase não apresenta pigmentação no corpo. Rhamdia quelen urichi, também não possui traços de olhos visíveis externamente, mas a coloração do corpo é pálida, marrom-amarelada. Rhamdia guasarensis apresenta uma cabeça com perfil côncavo e olhos e pigmentação completamente ausentes. As densidades populacionais (preliminarmente estimada entre 0.1-0.2 indivíduos m-2, e atingindo até 10 indivíduos m-2, na estação seca) e tamanhos populacionais (milhares de indivíduos) de R. enfurnada podem ser considerados altos para padrões de organismos cavernícolas. Rhamdia enfurnada apresenta um aumento de natação na coluna d'água comparandose com os parentes epígeos, os quais apresentam tipicamente natação no fundo; apresentam indiferença à luz e são moderadamente agressivos.

A new cave species of Rhamdia (Siluriformes: Heptapteridae) from Serra do Ramalho, northeastern Brazil, with notes on ecology and behavior

Rhamdia enfurnada, a new troglobitic (exclusively subterranean) catfish, is described from the Gruna do Enfurnado, Serra do Ramalho, southwestern Bahia State, middle São Francisco River basin. It differs from epigean congeners from the São Francisco River basin by the variable eye size, ranging from reduced to externally invisible (bilateral asymmetry in development of eyes is frequently observed), with a conspicuous orbital concavity (orbital diameter varying from 6.4 to 13.6% of head length in R. enfurnada and from 14.5 to 24.4% in the epigean species); by the dark pigmentation reduced due to a decrease in density of melanophores, and also variable. In comparison to other cave species, R. enfurnada presents a low degree of troglomorphism regarding development of eyes and pigmentation, indicating a relatively short time evolving in isolation in the subterranean environment: R. reddelli is described as lacking eyes and with almost no pigmentation; likewise, R. macuspanensis and R. laluchensis as having rudimentary eyes, covered with skin and not visible externally, and with reduced body pigmentation; R. zongolicensis is also almost devoid of dark pigmentation, but eyes are less reduced than in R. reddelli. R. quelen urichi, also does not present any trace of eyes externally, but the body coloration is described as pale yellowish brown. Rhamdia guasarensis has a concave dorsal profile of head and a complete absence of pigmentation and eyes. The population density (preliminarily estimated in 0.1-0.2 individuals m-2 in average, and reaching 10 individuals m-2, in the dry season and size (several thousands of individuals) of R. enfurnada may be considered high for cave fish standards. Rhamdia enfurnada exhibited an increased midwater activity when compared to their typically bottom-dwelling epigean relatives; are mostly indifferent to light and moderately aggressive.

Rhamdia enfurnada, uma nova espécie de bagre troglóbio (exclusivamente subterrâneo), encontrada na Gruna do Enfurnado, Serra do Ramalho, sudoeste Baiano, Bacia do Médio Rio São Francisco, é aqui descrita. Esses bagres diferem dos congêneres com ocorrência em rios epígeos da bacia do São Francisco pela alta variabilidade no grau de desenvolvimento dos olhos, de apenas ligeiramente reduzidos até externamente invisíveis, com freqüente assimetria bilateral (diâmetro da órbita: comprimento da cabeça variando de 6,4 a 13,6% em R. enfurnada e de 14,5 a 24,4% nos espécimes epígeos examinados); pela pigmentação melânica reduzida devido à diminuição na densidade de melanóforos, também com variação populacional. Comparando-se com outras espécies cavernícolas, R. enfurnada apresenta um baixo grau de troglomorfismo, em relação aos olhos e pigmentação, indicando um tempo de isolamento no ambiente subterrâneo relativamento pequeno: R. reddelli não possui olhos e pouca pigmentação no corpo; da mesma maneira, R. macuspanensis e R. laluchensis apresentam olhos rudimentares, cobertos por pele e não visíveis externamente, além de pigmentação reduzida no corpo; R. zongolicensis quase não apresenta pigmentação no corpo. Rhamdia quelen urichi, também não possui traços de olhos visíveis externamente, mas a coloração do corpo é pálida, marrom-amarelada. Rhamdia guasarensis apresenta uma cabeça com perfil côncavo e olhos e pigmentação completamente ausentes. As densidades populacionais (preliminarmente estimada entre 0.1-0.2 indivíduos m-2, e atingindo até 10 indivíduos m-2, na estação seca) e tamanhos populacionais (milhares de indivíduos) de R. enfurnada podem ser considerados altos para padrões de organismos cavernícolas. Rhamdia enfurnada apresenta um aumento de natação na coluna d'água comparandose com os parentes epígeos, os quais apresentam tipicamente natação no fundo; apresentam indiferença à luz e são moderadamente agressivos.

Mechanisms of pigmentation loss in subterranean fishes

Troglobitic (exclusively subterranean) organisms usually present, among their apomorphies related to the subterranean life (troglomorphisms), the regression of eyes and melanic pigmentation. The degree of regression varies among species, from a slight reduction to the complete loss of eyes and dark pigmentation, without a taxonomic correlation. While mechanisms of eye reduction have been intensively investigated in some troglobites such as the Mexican blind tetra characins, genus Astyanax, and the European salamander, Proteus anguinus, few studies have focused on pigmentation. The Brazilian subterranean ichthyofauna distinguishes not only by the species richness (23 troglobitic fishes so far known) but also by the variation in the degree of reduction of eyes and pigmentation. This study focused on Brazilian fishes completely devoid of melanic pigmentation: the characiform Stygichthys typhlops (Characidae) and the siluriforms Ancistrus formoso (Loricariidae), Rhamdiopsis sp.1 (Heptapteridae; from caves in the Chapada Diamantina, Bahia) and Rhamdiopsis sp. 2 (cave in Campo Formoso, Bahia). In order to investigate if such depigmentation is the result of blockage in some step in the melanogenesis, in vitro tests of administration of L-DOPA were done, using caudal-fin fragments extracted from living fish. Except for Rhamdiopsis sp. 2, all the studied species were DOPA(+), i.e., melanin was synthesized after L-DOPA administration. This indicates these fish do have melanophores but they are unable to convert L-tyrosine to L-DOPA. On the other hand, Rhamdiopsis sp. 2, like the albino specimens of Trichomycterus itacarambiensis previously studied (which correspond to one third of the population), are DOPA(-), either because the block of melanin synthesis occurs downstream in melanogenesis, which is probably the case with T. itacarambiensis (monogenic system in view of the phenotypic discontinuity), or because the so-called albinos do no possess... (AU)

Organismos exclusivamente subterrâneos (troglóbios) usualmente exibem, entre as apomorfias relacionadas à evolução em isolamento nesse ambiente (troglomorfismos), a redução, até perda total, das estruturas visuais e da pigmentação melânica. Os mecanismos de regressão ocular em troglóbios têm sido intensivamente estudados, sobretudo em peixes como os lambaris cegos mexicanos do gênero Astyanax, e salamandras como Proteus anguinus. Por outro lado, poucos são os trabalhos abordando a perda da pigmentação nesses organismos. A ictiofauna subterrânea brasileira destaca-se não só pela riqueza de espécies (23 conhecidas até o momento) como também pelas diferenças no seu grau de troglomorfismo, sem uma correlação taxonômica. O presente estudo abordou as espécies brasileiras totalmente desprovidas de qualquer traço de pigmentação melânica: o caraciforme Stygichthys typhlops (Characidae) e os siluriformes Ancistrus formoso (Loricariidae), Rhamdiopsis sp.1 (Heptapteridae; cavernas da Chapada Diamantina, Bahia) e Rhamdiopsis sp. 2 (caverna de Campo Formoso, Bahia). Com a finalidade de investigar se essa despigmentação é resultado de bloqueio em algum passo da cadeia de síntese de melanina, foram feitos testes in vitro, utilizando-se fragmentos da nadadeira caudal extraídos de exemplares mantidos vivos, de reação à administração de L-DOPA. Com exceção dos de Rhamdiopsis sp. 2, os exemplares estudados revelaram-se DOPA(+), i.e., houve produção de melanina após a administração de L-DOPA, o que indica que sua despigmentação é devida a uma disfunção da tirosinase, enzima responsável pela transformação de tirosina em L-DOPA nos melanóforos, os quais, portanto, ainda existem nesses peixes. Já os exemplares Rhamdiopsis sp. 2, assim como o terço conspicuamente despigmentado da população de Trichomycterus itacarambiensis, espécie estudada anteriormente sob esse aspecto, são DOPA(-), seja porque o bloqueio na síntese de melanina ocorre em um passo a jusante... (AU)

Protecting caves for bats or bats for caves? / Protecting caves for bats or bats for caves?

Bats have long been known as the cave-dwellers par excellence. When one thinks about caves, the first image that comes to mind is that of a dark place full of stalactites and stalagmites, with lots of bats touching our faces with their sinister wings. Such an image is reinforced by the pictures of millions of Tadarida brasiliensis emerging at dusk from New Mexico caves, or the hybernacula occupied by thousands of torpid bats in some temperate caves. However, as one will promptly learn from Brazilian caves, such huge con- centrations of the so-called bat caves (which many authors state as being the typical caves) are an exception.

Bats have long been known as the cave-dwellers par excellence. When one thinks about caves, the first image that comes to mind is that of a dark place full of stalactites and stalagmites, with lots of bats touching our faces with their sinister wings. Such an image is reinforced by the pictures of millions of Tadarida brasiliensis emerging at dusk from New Mexico caves, or the hybernacula occupied by thousands of torpid bats in some temperate caves. However, as one will promptly learn from Brazilian caves, such huge concentrations of the so-called bat caves (which many authors state as being the typical caves) are an exception.

Protecting caves for bats or bats for caves? / Protecting caves for bats or bats for caves?

Bats have long been known as the cave-dwellers par excellence. When one thinks about caves, the first image that comes to mind is that of a dark place full of stalactites and stalagmites, with lots of bats touching our faces with their sinister wings. Such an image is reinforced by the pictures of millions of Tadarida brasiliensis emerging at dusk from New Mexico caves, or the hybernacula occupied by thousands of torpid bats in some temperate caves. However, as one will promptly learn from Brazilian caves, such huge con- centrations of the so-called bat caves (which many authors state as being the typical caves) are an exception.

Bats have long been known as the cave-dwellers par excellence. When one thinks about caves, the first image that comes to mind is that of a dark place full of stalactites and stalagmites, with lots of bats touching our faces with their sinister wings. Such an image is reinforced by the pictures of millions of Tadarida brasiliensis emerging at dusk from New Mexico caves, or the hybernacula occupied by thousands of torpid bats in some temperate caves. However, as one will promptly learn from Brazilian caves, such huge concentrations of the so-called bat caves (which many authors state as being the typical caves) are an exception.