Comparative cytogenetics of Astyanax (Teleostei: Characidae) from the upper Paraguay basin

Astyanax is one of the most abundant and diverse taxa of fishes in the Neotropical region. In order to increase the amount of cytogenetic information for Astyanax as well as to exhibit data to subsidize future taxonomic studies, this work analyzed three species of Astyanax: two species are cryptic, and are here reported to live in syntopy (A. abramis and A. lacustris); the first karyotype description for A. pirapuan is also presented. Cytogenetic analyzes reveal a diploid number of 2n=50 chromosomes for three species, yet with differences in their karyotype morphology. The physical mapping of 18S rDNA showed up to thirteen sites in A. pirapuan and two in A. abramis and A. lacustris. The physical mapping of 5S rDNA has proven to be an effective marker for the characterization of species of Astyanax studied in this work.(AU)

Astyanax é um dos táxons mais representados e diversos na região Neotropical. Com o intuito de aumentar as informações citogenéticas para Astyanax e apresentar dados que possam subsidiar estudos taxonômicos futuros, este trabalho traz uma análise citogenética de três espécies de Astyanax: duas espécies consideradas crípticas, aqui reportadas em sintopia (A. abramis e A. lacustris) e a primeira descrição cariotípica de A. pirapuan. As análises citogenéticas revelaram 2n=50 cromossomos para as três espécies, com diferença na morfologia cariotípica de cada uma. Foram observados apenas dois sítios de rDNA 18S em A. abramis e A. lacustris e até 13 para A. pirapuan. O mapeamento físico do rDNA 5S se mostrou como um marcador efetivo para a caracterização das espécies de Astyanax abordadas neste estudo.(AU)

Karyotype analysis of three species of Corydoras (Siluriformes: Callichthyidae) from southern Brazil: rearranged karyotypes and cytotaxonomy

The genus Corydoras comprises a diversity of species with different diploid numbers. We compared cytogenetic data among Corydoras species from different rivers of the Ponta Grossa Arch region in southern Brazil. Corydoras ehrhardti and C. aff. paleatus have a similar karyotype formula and the same diploid number (2n = 44). Corydoras lacrimostigmata has a higher diploid number, with 2n = 58 chromosomes. Fluorescence in situ hybridization using 5S and 18S ribosomal DNA probes suggests that these ribosomal DNA sequences are involved in chromosomal rearrangements in these Corydoras species. 5S rDNA is a chromosomal marker that is considered to be unique to the species analyzed in this study. Signals of interstitial telomeric sites are seen in a chromosome pair of C. lacrimostigmata, suggesting chromosomal rearrangements via fusions or translocations. This study revealed that C. ehrhardti and C. aff. paleatus have exclusive chromosomal markers associated with chromosome differentiation, which we speculate to prevent genetic introgression.(AU)

Corydoras compreende um gênero diversificado com espécies de diferentes números diploides. Nós comparamos dados citogenéticos de espécies de Corydoras de diferentes rios da região do Arco de Ponta Grossa no sul do Brasil. Corydoras ehrhardti e C. aff. paleatus tem fórmula cariotípica similar e o mesmo número diploide (2n = 44). Corydoras lacrimostigmata tem um número diploide maior, com 2n= 58 cromossomos. A hibridação in situ fluorescente (FISH) com sondas de DNA ribossomal 5S e 18S sugere que estas sequências de DNA ribossomal estão envolvidas em rearranjos cromossômicos nestas espécies de Corydoras. A marcação do DNAr 5S foi considerada espécie-específico para as espécies analisadas neste estudo. Sinais de sítios teloméricos intersticiais foram vistos em um par de cromossomos de C. lacrimostigmata sugerindo a ocorrência de rearranjos cromossômicos como fusões ou translocações. Este estudo revelou que as espécies C. ehrhardti e C. aff. paleatus têm marcadores cromossômicos exclusivos associados à diferenciação cromossômica, os quais, em nossa hipótese, podem prevenir a introgressão gênica.(AU)

Microstructural chromosome reorganization in the genus Trichomycterus (Siluriformes: Trichomycteridae)

Trichomycterus is a specious fish genus within Trichomycterinae and displays remarkable karyotype diversity. However, knowledge about their genomic structure and location of repetitive sequence is still limited. In order to better understand the karyotype diversification, we analyzed nine species of Trichomycterus using classical and molecular cytogenetic techniques. Results revealed a conserved diploid chromosome number of 2n=54 chromosomes in all analyzed species, although remarkable differences on the constitutive heterochromatin distribution were observed. In addition, while the 18S rDNA showed a conserved distribution pattern, the 5S rDNA sites showed a quite diverse location considering the analyzed species. Remarkably, both ribosomal genes were co-located in all species, except in T . iheringi , suggesting that co-localization is probably an ancestral condition in Trichomycterus . Finally, three analyzed species showed heterochromatic B chromosomes, reinforcing the intense genomic reorganization occurring in Trichomycterus . Our results showed that chromosomal variations are not restricted to differences in karyotype formula as previously proposed, but also to modifications on the microstructural level of resolution.

Trichomycterus é um especioso gênero dentro de Trichomycterinae e exibe marcante diversidade cariotípica. No entanto, o conhecimento sobre sua estrutura genômica e localização de seqüências repetitivas ainda é restrita. Para um melhor conhecimento sobre a sua diversificação cariotípica, nós analisamos nove especies de Trichomycterus usando técnicas de citogenética clássica e molecular. Os resultados revelaram um conservado número diploide de 2n = 54 cromossomos em todas as espécies analisadas, embora diferentes marcações na distribuição da heterocromatina constitutiva tenham sido observadas. Além disso, enquanto o DNAr 18S mostrou um padrão de distribuição conservado, os sítios de DNAr 5S mostraram uma localização bastante diversa, considerando as espécies analisadas. Ambos os genes ribossomais foram co-localizados em todas as espécies, exceto em T. iheringi , sugerindo que a co-localização é provavelmente uma condição ancestral em Trichomycterus . Finalmente, três espécies analisadas mostraram cromossomos B heterocromáticos, reforçando uma intensa reoganização genômica ocorrendo em Trichomycterus . Nossos resultados mostraram que variações cromossômicas não estão restritas à diferenças na fórmula cariotípica, como proposto anteriormente, mas também às alterações a níveis de resolução estrutural.

Evidence of incipient speciation in astyanax scabripinnis species complex (teleostei: characidae)

Two populations of the Astyanax scabripinnis complex, isolated by a waterfall with over 100 meters depth and inhabiting different altitudes of the same river (1850 m a.s.l. and 662 m a.s.l.) were compared in reproductive data, geometric morphometry, tooth morphology, anal-fin rays counts, and karyotype, in order to test the hypothesis of speciation between the two populations. The results in the geometric morphometry analysis showed differences between the populations. Discriminant function analysis (DFA) and canonical variance analysis revealed sexual dimorphism. Secondary sexual characters, such as hooks in the anal fin rays of the males are absent in the lower altitude population. Both populations had the same macro karyotype structure, except for the absence of B chromosomes in the lower altitude population. The fluorescence in situ hybridization showed differences for both markers (18S rDNA and 5S rDNA), and reproductive data suggests pre-zygotic reproductive isolation among the two populations. The data showed the absence of gene flow, indicating that an incipient speciation process has occurred, which leads the two populations to follow independent evolutionary pathways.

Duas populações do complexo Astyanax scabripinnis isoladas por uma queda d´água de mais de 100 metros de altura e localizadas em diferentes altitudes do mesmo rio (662 m e 1850 m a.s.l.) foram comparadas através de dados de reprodução, cariótipo, morfometria geométrica, morfologia dentária, e número de raios da nadadeira anal, de modo a testar a hipótese de especiação entre as duas populações. Os resultados de morfometria geométrica mostraram diferenças entre as populações. A análise da função discriminante (DFA) e a análise de variância canônica (CVA) demonstraram a presença de dimorfismo sexual. Caracteres sexuais secundários, como ganchos em raios da nadadeira anal dos machos, estão ausentes na população de menor altitude. Ambas as populações têm a mesma macro estrutura cariotípica, exceto pela ausência de cromossomos B na população de menor altitude. A hibridação in situ mostrou diferenças para ambos os marcadores (rDNA 18S e rDNA 5S), e os dados de reprodução sugerem isolamento reprodutivo pré-zigótico entre as duas populações. Os dados mostram ausência de fluxo gênico, indicando que ocorreu um processo de especiação incipiente, o que leva as duas populações seguirem vias evolutivas independentes.

Genetic variability in four samples of Neoplecostomus yapo (Teleostei: Loricariidae) from the rio Paranapanema basin, Brazil

Four samples of Neoplecostomus yapo were analyzed through the allozyme electrophoresis technique in corn starch gel. The allozyme pattern was similar to those found in N. paranensis with 24 loci scored. Two samples (ribeirão Atlântico and ribeirão Uraí) showed monomorphic bands for all 24 loci, whereas the other two (rio Verde and rio Fortaleza) showed 8.3 percent of polymorphic loci. The He genetic variability estimates for the rios Verde and Fortaleza populations were 0.0195 and 0.0179, respectively, too much inferior to the mean heterozygosity summed to species from the whole world (0.051). The Wright statistical values F IS = 0.5181, F IT = 0.5681 and F ST = 0.1039 and the genetic distance of Nei values showed that the four samples are genetically very similar to each other and that there is homozygote excess in the polymorphic loci.(AU)

Foram analisadas quatro populações de Neoplecostomus yapo por meio da técnica de eletroforese de aloenzimas em gel de amido de milho. O padrão de bandas obtido foi semelhante ao de N. paranensis, tendo sido detectado um total de 24 loci enzimáticos. Duas populações (ribeirão Atlântico e ribeirão Uraí) apresentaram formas monomórficas para todos os 24 loci, enquanto as outras duas (rio Verde e rio Fortaleza) apresentaram 8,3 por cento de loci polimórficos. As estimativas de variabilidade genética He para as populações dos rios Verde e Fortaleza foram 0,0195 e 0,0179, respectivamente, muito inferiores à média das espécies de peixes no mundo todo (0,051). Os valores das estatísticas de Wright F IS = 0,5181, F IT = 0,5681 e F ST = 0,1039 e os valores de distância genética de Nei mostram que as quatro populações são geneticamente muito semelhantes entre si e que há excesso de homozigotos nos loci polimórficos.(AU)

Cytogenetic and comparative morphology of two allopatric populations of Astyanax altiparanae Garutti & Britski, 2000 (Teleostei: Characidae) from upper rio Paraná basin

The recently described fish species, Astyanax altiparanae (tetra) is common in the upper rio Paraná basin, and has been reported in the Iguaçu basin. However, its natural origin in the rio Iguaçu is questionable. In the present work, karyotypical and morphological features of two populations of Astyanax altiparanae from the upper rio Tibagi and upper rio Iguaçu were compared. Both populations showed 2n=50 chromosomes and differences in their karyotype formula, NOR-bearing chromosomes and location of heterochromatin. Morphometric data from both populations were analyzed through free-size canonical variables. Cytogenetic and morphological results were mostly coincident showing exclusive markers that reflect their degree of populational isolation. In addition to other geographic, morphological and molecular data for A. altiparanae populations from the lower rio Iguaçu and rio Paraná tributaries upstream from the Itaipu Dam (South Brazil), the present results indicate that the two populations analyzed in this study belong to different stocks. The presence of this species along the rio Iguaçu basin would be a consequence of a complex and poorly understood evolutionary history.

Astyanax altiparanae, recentemente descrita, é comum na bacia do alto rio Paraná, tendo sido registrada recentemente na bacia do rio Iguaçu. Entretanto, sua origem natural no rio Iguaçu é questionável. No presente trabalho algumas características cariotípicas e morfológicas de duas populações de Astyanax altiparanae do rio alto rio Tibagi e alto rio Iguaçu foram comparadas. Ambas as populações mostraram 2n=50 cromossomos e diferenças nas suas fórmulas de cariotípicas, cromossomos portadores das regiões organizadoras de nucléolos e localização da heterocromatina. Dados morfométricos das duas populações foram analisados para variáveis canônicas livres de tamanho. Os dados citogenéticos e morfológicos foram coincidentes e mostraram marcas exclusivas que refletem o grau de isolamento populacional. Em adição a outros dados geográficos, morfológicos e moleculares em populações de A. altiparanae do baixo rio Iguaçu e tributários do rio Paraná acima da represa de Itaipu (Sul do Brasil), os presentes resultados indicam que as duas populações analisadas neste estudo pertençam a diferentes estoques. A presença desta espécie ao longo da bacia do rio Iguaçu pode ser uma conseqüência de uma história evolutiva complexa e pouco conhecida.