Intra-puparial development of Lucilia eximia (Diptera, Calliphoridae) / Desenvolvimento Intra-pupal de Lucilia eximia (Diptera: Calliphoridae)

There are few studies about the intra-puparial development in Diptera, nonetheless its importance has been increased because several dipteran species are of forensic interest. Studies on the life cycles of flies often disregard the changes that occur inside the pupae. The objectives of this research were to analyze the intra-puparial development of Lucilia eximia, and to describe chronological and morphological changes that occur during this stage. Around 1.600 specimens were laboratory-reared. The pre-pupae were identified by the reduction of their size and change in coloration, and 10 individuals were sampled every three hours (n=1.000) until adult emergence. The specimens were fixed in 96% alcohol, subsequently immersed in Canoy solution for 24 hours and in formic acid (5%) for 48 hours, to facilitate dissection and analysis of the morphological changes of the individuals. Four stages of the intra-pupal development of L. eximia were observed: 1) Larva-pupa apolysis, which lasted 23 ± 1.08 h; 2) Cryptocephalic pupa, 5 ± 0.53 h; 3) Phanerocephalic pupa, 92 ± 1.94 h; and 4) Pharate adult: Transparents eyes, 125 ± 2.15 h; Yellow eyes, 23 ± 0.89 h; Pink eyes, 14 ± 0.73 h; and Red eyes, 20 ± 0.60 h. The pharate adult is completely formed after 296 hours and the emergence of the adult occurred after 302 ± 3.81 h. In addition, there were included the stage of pre-pupa, pupariation and the beginning of the adult stage, Imago and adult emergence. Each stage is described and compared with those described for Chrysomya albiceps (Calliphoridae).(AU)

No mundo existem poucos estudos sobre o desenvolvimento intrapupal de Diptera. Comumente, os estudos dos ciclos de vida das espécies de moscas são feitos eliminando o desenvolvimento embrionário que é muito importante, principalmente nas espécies de interesse forense. O principal objetivo foi o de analisar o desenvolvimento intrapupal de Lucilia eximia, descrevendo as mudanças morfológicas que ocorrem durante o desenvolvimento intrapupal. Foram analisados cerca de 1.600 espécimes cultivados em laboratório. Foram analisadas as fases de pré-pupa, pupa, o início da fase adulta, a imago e a emergência. Pré-pupas foram identificadas de acordo com a redução no tamanho e na alteração da coloração. Dez espécimes foram coletados a cada três horas (n=1.000), sem interrupção, até a emergência dos adultos. As pupas foram fixadas em etanol a 96%. Em seguida foram imersas em solução Carnoy por 24 horas e ácido fórmico a 5% por 48 horas para facilitar a dissecação e análises das alterações morfológicas. Foram determinados 4 estágios de desenvolvimento intrapupal. 1) Apólise larva-pupa com duração de 23 ± 1,08 h; 2) Pupa criptocefálica: 5 ± 0,53 h; 3) Pupa fanerocefálica: 92 ± 1,94 h e; 4) Adulto farado: olhos transparentes: 125 ± 2,15 h; olhos amarelos: 23 ± 0,89 h; olhos róseos: 14 ± 0,73 h e olhos vermelhos 20 ± 0,60 h. O adulto farado estava completo após 296 horas e a emergência dos adultos ocorreu com 302 ± 3,81 h. Cada fase foi descrita e comparada com o descrito para Chrysomya albiceps (Calliphoridae).(AU)

Intra-puparial development of Lucilia eximia (Diptera, Calliphoridae) / Desenvolvimento Intra-pupal de Lucilia eximia (Diptera: Calliphoridae)

There are few studies about the intra-puparial development in Diptera, nonetheless its importance has been increased because several dipteran species are of forensic interest. Studies on the life cycles of flies often disregard the changes that occur inside the pupae. The objectives of this research were to analyze the intra-puparial development of Lucilia eximia, and to describe chronological and morphological changes that occur during this stage. Around 1.600 specimens were laboratory-reared. The pre-pupae were identified by the reduction of their size and change in coloration, and 10 individuals were sampled every three hours (n=1.000) until adult emergence. The specimens were fixed in 96% alcohol, subsequently immersed in Canoy solution for 24 hours and in formic acid (5%) for 48 hours, to facilitate dissection and analysis of the morphological changes of the individuals. Four stages of the intra-pupal development of L. eximia were observed: 1) Larva-pupa apolysis, which lasted 23 ± 1.08 h; 2) Cryptocephalic pupa, 5 ± 0.53 h; 3) Phanerocephalic pupa, 92 ± 1.94 h; and 4) Pharate adult: Transparents eyes, 125 ± 2.15 h; Yellow eyes, 23 ± 0.89 h; Pink eyes, 14 ± 0.73 h; and Red eyes, 20 ± 0.60 h. The pharate adult is completely formed after 296 hours and the emergence of the adult occurred after 302 ± 3.81 h. In addition, there were included the stage of pre-pupa, pupariation and the beginning of the adult stage, Imago and adult emergence. Each stage is described and compared with those described for Chrysomya albiceps (Calliphoridae).

No mundo existem poucos estudos sobre o desenvolvimento intrapupal de Diptera. Comumente, os estudos dos ciclos de vida das espécies de moscas são feitos eliminando o desenvolvimento embrionário que é muito importante, principalmente nas espécies de interesse forense. O principal objetivo foi o de analisar o desenvolvimento intrapupal de Lucilia eximia, descrevendo as mudanças morfológicas que ocorrem durante o desenvolvimento intrapupal. Foram analisados cerca de 1.600 espécimes cultivados em laboratório. Foram analisadas as fases de pré-pupa, pupa, o início da fase adulta, a imago e a emergência. Pré-pupas foram identificadas de acordo com a redução no tamanho e na alteração da coloração. Dez espécimes foram coletados a cada três horas (n=1.000), sem interrupção, até a emergência dos adultos. As pupas foram fixadas em etanol a 96%. Em seguida foram imersas em solução Carnoy por 24 horas e ácido fórmico a 5% por 48 horas para facilitar a dissecação e análises das alterações morfológicas. Foram determinados 4 estágios de desenvolvimento intrapupal. 1) Apólise larva-pupa com duração de 23 ± 1,08 h; 2) Pupa criptocefálica: 5 ± 0,53 h; 3) Pupa fanerocefálica: 92 ± 1,94 h e; 4) Adulto farado: olhos transparentes: 125 ± 2,15 h; olhos amarelos: 23 ± 0,89 h; olhos róseos: 14 ± 0,73 h e olhos vermelhos 20 ± 0,60 h. O adulto farado estava completo após 296 horas e a emergência dos adultos ocorreu com 302 ± 3,81 h. Cada fase foi descrita e comparada com o descrito para Chrysomya albiceps (Calliphoridae).

Tiouréia no desenvolvimento de girinos de rã- touro e no desempenho de animais pós-metamórficos

A tiouréia é um potente disruptor endócrino capaz de alterar os níveis circulates dos hormônios da tireóide. O presente estudo avaliou os efeitos da tiouréia (TU) sobre o desenvolvimento de girinos de rãs-touro (Lithobates catesbeianus), por meio do peso, crescimento, deposição de nutrientes corporais e análises morfológicas da glândula tireóide. Foram utilizados 7200 girinos, distribuídos em 12 caixas (500L), alimentados por 30 dias, com ração contendo 27% de proteína digestível e 0, 3, 5, 7 mg de TU/kg de ração. Após esse período, os animais receberam apenas ração sem TU até atingirem o clímax de metamorfose. A cada 15 dias, uma amostragem (± 35 g) foi retirada para análise dos nutrientes corporais e morfologia da tireóide e, mensalmente, uma amostragem de 10% dos animais foi pesada e medida individualmente. Os animais tratados com 7 mg TU/kg de ração apresentaram maior peso e maior comprimento total e parcial. Não houve diferenças significativas entre os tratamentos avaliados quanto à composição corporal. A deposição de nutrientes corporais, obtida durante o período experimental, encontra-se de acordo com o crescimento normal de girinos de rã-touro. A área da glândula tireóide foi maior nos animais tratados com 7 mg TU/kg de ração. A tiouréia pode ser utilizada na alimentação de girinos de rã-touro visando o maior crescimento dos mesmos, sem alterar a deposição de nutrientes corporais. Nas condições utilizadas neste trabalho, o uso de 7 mg TU/kg de ração, por um período de 30 dias, apresentou melhores resultados com relação a crescimento e ganho de peso.

Thiourea is a potent endocrine disruptor able to alter circulates levels of the thyroid hormones. This study evaluated the effects of thiourea (TU) on the development of bullfrog's tadpoles (Lithobates catesbeianus), by measurements of weight, growth, nutrients deposition on body and analyzes of the thyroid gland morphology. 7200 tadpoles were distributed in 12 boxes (500L), fed for 30 days with diets containing 27% of digestible protein and 0, 3, 5, 7 mg TU/kg of feed. After this period, animals received only diet without TU until they reach the metamorphosis climax. Every 15 days, a sampling (± 35 g) was removed for analysis of body nutrients and thyroid morphology and monthly a sampling of 10% of the animals was weighed and measured individually. At the end of this period, the animals treated with 7 mg TU/kg of feed showed greater weight and higher total and partial length. There were no significant differences among the treatments for body composition. The deposition of nutrients in the body obtained during the experimental period is in accordance with the normal growth of bullfrog tadpoles. The area of the thyroid gland was greater in animals treated with 7 mg TU/kg of feed. The thiourea can be used in bullfrog tadpoles feed aiming at further growth thereof, without changing the body's nutrient deposition. Under the conditions used in this study, using 7 mg of TU per kg of feed for a period of 30 days, showed the best results with respect to growth and weight gain.

Efeito da triiodotironina (T3) no desenvolvimento larval do neon gobi Elacatinus figaro

O neon gobi Elacatinus figaro é um peixe endêmico do Brasil com grande importância no mercado da aquariofilia. Um dos gargalos para o seu cultivo é o estágio inicial de desenvolvimento larval caracterizado por elevada mortalidade, tanto na primeira semana após a eclosão como também no período que antecede a metamorfose. O experimento avaliou o efeito do hormônio triiodotironina (T3) na larvicultura do neon gobi em relação a taxa de sobrevivência, ao crescimento e a metamorfose larval. Larvas com 14DAE foram imersas em 3 doses de T3: TC (controle) - 0; T01 - 0,01; T025 - 0,025 e T05 - 0,05 mg/L. Uma réplica adicional de cada tratamento foi realizada para análise histológica dos folículos tireoidianos em larvas com 24DAE. As taxas de sobrevivência em TC, T01, T025 e T05 foram de 24, 54, 36 e 37%, respectivamente, sem diferença estatística entre os tratamentos (P>0,05). Quanto ao crescimento, os maiores comprimentos foram encontrados no TC. Nos T025 e T05, a metamorfose foi antecipada em até 11 dias em relação ao TC e T01. Em larvas do T01, os folículos eram numerosos com a presença de vesículas de reabsorção na periferia dos coloides, indicando aumento da produção de hormônios da tireoide (HTs), associado ao processo de metamorfose larval. Já no T05, foi observada a diminuição dos folículos em número e tamanho, caracterizando o fim da metamorfose. A utilização das doses de 0,025 e 0,05mg/L de T3 antecipou a metamorfose do neon gobi, refletindo na diminuição do tempo de larvicultura dessa espécie

The barber goby Elacatinus figaro is an endemic fish from Brazil of great importance to the aquarium trade. One of the bottlenecks for its cultivation is the initial stage of larval development characterized by high mortality, especially in the first week after hatching, but also in the period prior to metamorphosis. The experiment evaluated the triiodothyronine hormone (T3) in larvae of the barber goby and its effect on survival, growth and metamorphosis. Larvae with 14 DAH (days after hatch) were immersed in 3 doses of T3: TC (control) 0; T01 0.01; T025 0.025 and T05 0.05 mg/L. An additional replicate of each treatment was performed for histological analysis of the thyroid follicles in 24 DAH larvae. Survival rates in TC, T01, T025 and T05 were 24, 54, 36 and 37%, respectively, without significant differences between treatments (P>0.05). In relation to larval growth, the greatest length values were obtained in TC. In T025 and T05, metamorphosis was anticipated in up to 11 days in relation to TC and T01. In larvae of the T01, the follicles were numerous with presence of reabsorption vesicles in the colloid periphery, indicating increased production of thyroid hormones (THs), associated with larval metamorphosis process. In T05, it was observed a reduction of the follicles in number and size, indicating the end of metamorphosis. The use of 0.025 and 0.05 mg/L of T3 doses anticipated the metamorphosis of the barber goby, reflecting in the decrease in the larviculture period of this specie

Expression of cell adhesion molecules in the normal and T3 blocked development of the tadpole's kidney of Bufo arenarum (Amphibian, Anuran, Bufonidae)

Cell adhesion molecules act as signal transducers from the extracellular environment to the cytoskeleton and the nucleus and consequently induce changes in the expression pattern of structural proteins. In this study, we showed the effect of thyroid hormone (TH) inhibition and arrest of metamorphosis on the expression of E-cadherin, -and -catenin in the developing kidney of Bufo arenarum. Cell adhesion molecules have selective temporal and spatial expression during development suggesting a specific role in nephrogenesis. In order to study mechanisms controlling the expression of adhesion molecules during renal development, we blocked the B. arenarum metamorphosis with a goitrogenic substance that blocks TH synthesis. E-cadherin expression in the proximal tubules is independent of thyroid control. However, the blockage of TH synthesis causes up-regulation of E-cadherin in the collecting ducts, the distal tubules and the glomeruli. The expression of -and -catenin in the collecting ducts, the distal tubules, the glomeruli and the mesonephric mesenchyme is independent of TH. TH blockage causes up-regulation of -and -catenin in the proximal tubules. In contrast to E-cadherin, the expression of the desmosomal cadherin desmoglein 1 (Dsg-1) is absent in the control of the larvae kidney during metamorphosis and is expressed in some interstitial cells in the KClO4 treated larvae. According to this work, the Dsg-1 expression is down-regulated by TH. We demonstrated that the expression of E-cadherin, Dsg-1, -catenin and -catenin are differentially affected by TH levels, suggesting a hormone-dependent role of these proteins in the B. arenarum renal metamorphosis.

Moléculas de adesão celular atuam como tradutores do ambiente extracelular para o citoesqueleto e o núcleo e, conseqüentemente, induzindo mudanças no padrão da expressão das proteínas estruturais. Neste estudo, observamos os efeitos da inibição do hormônio tireóidea (TH) e detenção da metamorfose na expressão da E-caderina, - e - catenina no desenvolvimento do rim do Bufo arenarum. As moléculas de adesão celular durante o desenvolvimento têm uma expressão temporal e espacial seletiva, sugerindo um papel específico na nefrogênese. Com o propósito de estudar os mecanismos de controle da expressão das moléculas de adesão durante o desenvolvimento renal, bloqueou-se a metamorfose do B. arenarum com uma substancia goitrogênica que bloqueia a síntese de TH. A expressão da E-caderina nos tubos proximais é independente do controle da tireóide. Entretanto, o bloqueio da síntese de TH provoca uma sobre elevação da E-caderina nos dutos coletores, nos tubos distais e nos glomérulos. A expressão da - e -catenina nos dutos coletores, nos tubos distais, nos glomérulos e no mesênquima mesonéfrico é independente da TH. O bloqueio da TH causa uma sobre-regulação da - e -catenina nos tubos proximais. Em contraste com a E-caderina, a expressão da caderina desmossomal demogloína 1 (Dsg-1) é ausente no controle durante a metamorfose da fase larval dos rins e se expressa em algumas células intersticiais nas larvas tratadas com KClO4. De acordo com este trabalho, a expressão Dsg-1 é subregulada pela TH. Demonstramos que a expressão da E-caderina, Dsg-1, -catenina e -catenina são afetadas de forma diferencial pelos níveis de TH, sugerindo um dependência hormonal destas proteínas na metamorfose renal do B. arenarum.

Enzymatic activity of bone markers on Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802) growth during the ossification process

Abstract In order to better understand the ossification processes in anurans our study was carried out on tadpoles and adults of Lithobates catesbeianus. In this sense, we characterized the kinetic properties of alkaline phosphatase with p-nitrophenylphosphatase (pNPP) and pyrophosphate (PPi) and evaluated the activities of tartrate-resistant acid phosphatase and acid phosphatase. The enzyme extracts were obtained from tadpoles and adult femurs, which were divided into epiphysis and diaphysis. After homogenization, the samples were submitted to differential centrifugation to obtain cell membranes and, further, to phospholipase C (PIPLC) treatment, to remove membrane-bound proteins anchored by phosphatidylinositol. The average of specific activity for pNPP hydrolysis (at pH 10.5) by alkaline phosphatase released by phosphatidylinositol-specific phospholipase C (PIPLC) from Bacillus cereus among different bone regions at different animal ages was 1,142.57 U.mg-1, while for PPi hydrolysis (at pH 8.0), it was 1,433.82 U.mg-1. Among the compounds tested for enzymatic activity, the one that influenced the most was EDTA, with approximately 67% of inhibition for pNPPase activity and 77% for PPase activity. In the case of kinetic parameters, the enzyme showed a Michaelian behavior for pNPP and PPi hydrolysis. The Km value was around 0.6mM for pNPPase activity and ranged from 0.01 to 0.11mM for PPase activity, indicating that the enzyme has a higher affinity for this substrate. The study of pNPP and PPi hydrolysis by the enzyme revealed that the optimum pH of actuation for pNPP was 10.5, while for PPi, which is considered the true substrate of alkaline phosphatase, was 8.0, close to the physiological value. The results show that regardless of the ossification type that occurs, the same enzyme or isoenzymes act on the different bone regions and different life stages of anurans. The similarity of the results of studies with other vertebrates shows that anurans can be considered excellent animal models for the study of biological calcification.

Resumo Para melhor compreender o processo de ossificação em anuros, nosso estudo foi conduzido em girinos e adultos de Lithobates catesbeianus. Nesse sentido, as propriedades cinéticas da fosfatase alcalina com p-nitrofenilfosfato (pNPP) e pirofosfato (PPi) foram caracterizadas, e as atividades enzimáticas das fosfatases ácida e ácida tartarato resistente foram avaliadas. Os extratos enzimáticos foram obtidos de fêmur de girinos e adultos, divididos em epífise e diáfise. Após a homogeneização as amostras foram submetidas à centrifugação diferencial para obter membrana celular e, em seguida, ao tratamento com fosfolipase C (PIPLC), para remover as proteínas de membrana ancoradas por fosfatidilinositol. A média da atividade específica da fosfatase alcalina, liberada pela PIPLC de Bacillus cereus, para a hidrólise de pNPP (pH 10,5) nas diferentes regiões do fêmur e idades dos animais foi de 1.142,57 U.mg-1, enquanto para a hidrólise do PPi (pH 8,0) foi de 1.433,82 U.mg-1. Entre os compostos testados para a atividade enzimática, o de maior influência foi o EDTA, inibindo aproximadamente 67% e 77% das atividades de pNPPase e PPase, respectivamente. Quanto aos parâmetros cinéticos, a enzima apresentou comportamento Michaeliano para a hidrólise dos dois substratos. O valor de Km foi de 0,6 mM para a atividade de pNPPase e variou de 0,01 a 0,11 para a atividade de PPase, indicando uma maior afinidade por esse substrato. O estudo da hidrólise de pNPP e PPi revelou que o pH ótimo aparente de atuação foi de 10,5 para o pNPP e 8,0 para o PPi, próximo ao fisiológico, sendo que esse é considerado o substrato natural da fosfatase alcalina. Os resultados demonstram que, apesar do tipo de ossificação que ocorre, a mesma enzima ou isoenzimas, atuam nos diferentes locais do osso e estágios de vida dos anuros. A similaridade dos estudos com os realizados com outros vertebrados apontam que os anuros podem ser considerados excelentes modelos animais para o estudo da calcificação biológica.

Enzymatic activity of bone markers on Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802) growth during the ossification process / Atividade enzimática de marcadores ósseos no crescimento de Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802) durante o processo de ossificação

Abstract In order to better understand the ossification processes in anurans our study was carried out on tadpoles and adults of Lithobates catesbeianus. In this sense, we characterized the kinetic properties of alkaline phosphatase with p-nitrophenylphosphatase (pNPP) and pyrophosphate (PPi) and evaluated the activities of tartrate-resistant acid phosphatase and acid phosphatase. The enzyme extracts were obtained from tadpoles and adult femurs, which were divided into epiphysis and diaphysis. After homogenization, the samples were submitted to differential centrifugation to obtain cell membranes and, further, to phospholipase C (PIPLC) treatment, to remove membrane-bound proteins anchored by phosphatidylinositol. The average of specific activity for pNPP hydrolysis (at pH 10.5) by alkaline phosphatase released by phosphatidylinositol-specific phospholipase C (PIPLC) from Bacillus cereus among different bone regions at different animal ages was 1,142.57 U.mg-1, while for PPi hydrolysis (at pH 8.0), it was 1,433.82 U.mg-1. Among the compounds tested for enzymatic activity, the one that influenced the most was EDTA, with approximately 67% of inhibition for pNPPase activity and 77% for PPase activity. In the case of kinetic parameters, the enzyme showed a "Michaelian" behavior for pNPP and PPi hydrolysis. The Km value was around 0.6mM for pNPPase activity and ranged from 0.01 to 0.11mM for PPase activity, indicating that the enzyme has a higher affinity for this substrate. The study of pNPP and PPi hydrolysis by the enzyme revealed that the optimum pH of actuation for pNPP was 10.5, while for PPi, which is considered the true substrate of alkaline phosphatase, was 8.0, close to the physiological value. The results show that regardless of the ossification type that occurs, the same enzyme or isoenzymes act on the different bone regions and different life stages of anurans. The similarity of the results of studies with other vertebrates shows that anurans can be considered excellent animal models for the study of biological calcification.

Resumo Para melhor compreender o processo de ossificação em anuros, nosso estudo foi conduzido em girinos e adultos de Lithobates catesbeianus. Nesse sentido, as propriedades cinéticas da fosfatase alcalina com p-nitrofenilfosfato (pNPP) e pirofosfato (PPi) foram caracterizadas, e as atividades enzimáticas das fosfatases ácida e ácida tartarato resistente foram avaliadas. Os extratos enzimáticos foram obtidos de fêmur de girinos e adultos, divididos em epífise e diáfise. Após a homogeneização as amostras foram submetidas à centrifugação diferencial para obter membrana celular e, em seguida, ao tratamento com fosfolipase C (PIPLC), para remover as proteínas de membrana ancoradas por fosfatidilinositol. A média da atividade específica da fosfatase alcalina, liberada pela PIPLC de Bacillus cereus, para a hidrólise de pNPP (pH 10,5) nas diferentes regiões do fêmur e idades dos animais foi de 1.142,57 U.mg-1, enquanto para a hidrólise do PPi (pH 8,0) foi de 1.433,82 U.mg-1. Entre os compostos testados para a atividade enzimática, o de maior influência foi o EDTA, inibindo aproximadamente 67% e 77% das atividades de pNPPase e PPase, respectivamente. Quanto aos parâmetros cinéticos, a enzima apresentou comportamento Michaeliano para a hidrólise dos dois substratos. O valor de Km foi de 0,6 mM para a atividade de pNPPase e variou de 0,01 a 0,11 para a atividade de PPase, indicando uma maior afinidade por esse substrato. O estudo da hidrólise de pNPP e PPi revelou que o pH ótimo aparente de atuação foi de 10,5 para o pNPP e 8,0 para o PPi, próximo ao fisiológico, sendo que esse é considerado o substrato natural da fosfatase alcalina. Os resultados demonstram que, apesar do tipo de ossificação que ocorre, a mesma enzima ou isoenzimas, atuam nos diferentes locais do osso e estágios de vida dos anuros. A similaridade dos estudos com os realizados com outros vertebrados apontam que os anuros podem ser considerados excelentes modelos animais para o estudo da calcificação biológica.