Phenotypic plasticity associated to environmental hypoxia in the neotropical serrasalmid Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) (Characiformes: Serrasalmidae)
Fernández-Osuna, María Alejandra; Scarabotti, Pablo Augusto.
Neotrop. ichthyol;
14(2)jun. 2016. ilus, tab, graf
Artigo
em Inglês
| VETINDEX
| ID: vti-339538
Resumo
Muchos peces carácidos sudamericanos desarrollan protuberancias dérmicas reversibles en las mandíbulas para optimizar la respiración acuática superficial (RAS) durante la hipoxia. Actualmente, aspectos básicos de esta adaptación permanecen desconocidos, principalmente debido a la escasez de estudios experimentales. En experiencias de laboratorio, determinamos el tiempo necesario para el desarrollo y la reversión completos de estas estructuras en Piaractus mesopotamicus , y estudiamos comparativamente respuestas conductuales, morfológicas, y respiratorias en un gradiente de concentración de oxígeno disuelto (OD). Los cambios morfológicos durante la hipoxia consistieron en protuberancias dérmicas del labio inferior, el borde anterior del maxilar, y el borde distal de la válvula opercular, incrementando el número conocido de estructuras modificadas. Éstas se desarrollaron completamente en menos de 6 horas y se revirtieron en menos de 3 horas. La mayoría de los rasgos observados siguieron una curva de respuesta logística, con valores críticos entre 0,90 y 2,70 mgL-1 de OD. La frecuencia respiratoria y el desarrollo de la válvula opercular presentaron valores críticos similares ubicados por encima del nivel de tolerancia al OD, mientras que la RAS y las protuberancias dérmicas mandibulares presentaron críticos por debajo de dicho nivel. Estas observaciones apoyan la relación funcional existente entre estos grupos de rasgos conductuales y morfológicos. Este estudio demuestra que esta especie puede modificar reversiblemente porciones del sistema respiratorio para optimizar las respuestas a la hipoxia.(AU)Many South American characid fishes develop reversible dermal protuberances in the jaws to optimize aquatic surface respiration (ASR) during hypoxia. To date, basic aspects of this adaptation remain unknown, mainly due to the scarcity of experimental studies. In laboratory experiments, we determined time necessary for the complete formation and reversion of these structures in Piaractus mesopotamicus , and studied comparatively behavioral, morphological, and respiratory responses along gradients of dissolved oxygen (DO) concentration. Morphological changes during hypoxia consisted in dermal protuberances of lower lip, anterior border of maxillary and distal border of opercular valve, increasing the known number of structures modified. These structures developed completely in less than 6 hours and reversed in less than 3 hours. Most of observed traits showed a logistic response curve with threshold DO values between 0.90 and 2.70 mgL-1. Respiratory frequency and opercular valve development showed similar threshold values above the level of tolerance of DO, whereas ASR and dermal protuberances of the jaws showed threshold values below this level. This observation supports the functional link between these groups of behavioral and morphological traits. This study demonstrates that this species is able to modify reversibly portions of the respiratory system to optimize responses to hypoxia.(AU)
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