Tracking the evolutionary pathways among Brazilian Lebiasina species (Teleostei: Lebiasinidae): a chromosomal and genomic comparative investigation

Despite several difficulties in chromosomal analyses of small-sized fishes, the cytogenetics of the Lebiasinidae was largely improved in the last years, showing differential patterns in the chromosomal evolution inside the family. In this context, it has been shown that genus Lebiasina preserves its karyotypic macrostructure, composed of 2n = 36 chromosomes, whereas the other genera generally present higher 2n. This study focused on the comparative cytogenetics of three Lebiasina species, one of them analyzed here for the first time, using conventional and molecular procedures. The results reinforced the differentiated evolutionary path of the genus Lebiasina while, at the same time, highlighted the genomic particularities that have accompanied the evolution of each species. In this sense, the repetitive components of the genome played a significant role in the differentiation of each species. It is also notable that L. minuta and L. melanoguttata, the two species that occur exclusively in the Brazilian territory, show greater chromosomal similarities to each other than to the trans-Andean sister species, L. bimaculata.(AU)

Apesar das dificuldades encontradas em se realizar análises cromossômicas em peixes de pequeno porte, os estudos citogenéticos em Lebiasinidae vêm crescendo nos últimos anos e demonstrando padrões diferenciados na evolução cromossômica entre os membros da família. Nesse contexto, o gênero Lebiasina tem mostrado preservar sua macroestrutura cariotípica, composta por 2n = 36 cromossomos, enquanto os demais gêneros geralmente apresentam 2n maiores. Este estudo tem como foco a citogenética comparativa de três espécies de Lebiasina, sendo uma delas analisada pela primeira vez aqui, através do emprego de técnicas convencionais e moleculares. Os resultados obtidos reforçam a trajetória evolutiva diferenciada do gênero Lebiasina, ao mesmo tempo em que evidenciam as particularidades genômicas que acompanham a evolução de cada uma das espécies. Neste contexto, os componentes repetitivos do genoma tiveram um papel importante na caracterização particular de cada uma das espécies. Também, é notável que L. minuta e L. melanoguttata, duas espécies que ocorrem exclusivamente no território brasileiro, apresentam maior proximidade citogenética entre elas do que com a espécie irmã transandina, L. bimaculata.(AU)

First cytogenetic record for a species of Otothyropsis Ribeiro, Carvalho & Melo, 2005 (Loricariidae, Hypoptopomatinae)

Hypoptopomatinae is a monophyletic subfamily that includes 147 species, distributed in 20 genera. Otothyropsis is a genus of Hypoptopomatinae, recently described. Here, we provided the first cytogenetic information of Otothyropsis . The specimens were collected from córrego Dourado, a small tributary of rio Iguatemi, which flows into rio Paraná. The specimens of Otothyropsis cf. polyodon were analyzed with respect to diploid number, C-Band and Ag-NOR patterns. The diploid number was 54 chromosomes, distributed in 18 metacentric, 28 submetacentric, and 8 subtelocentric chromosomes, with single Ag-NOR and conspicuous heterochromatic blocks on the short and long arms of the 24th pair of chromosomes. Our study highlights the conservation trend of the diploid number (2n=54) and fundamental number (FN = 108) among the species of Hypoptopomatinae. However, the karyotype formula (18m+28sm+8st) seems to be specific to O. cf. polyodon , considering the other Hypoptopomatinae species already analyzed.

Hypoptopomatinae é uma subfamília monofilética que inclui 147 espécies distribuídas em 20 gêneros, sendo Otothyropsis um gênero recentemente descrito. Aqui, fornecemos a primeira informação citogenética do gênero Otothyropsis . Espécimes foram coletados no córrego Dourado, um pequeno tributário do rio Iguatemi, o qual deságua no rio Paraná. Espécimes de Otothyropsis cf. polyodon foram analisados em relação ao número diploide e padrões de Banda-C e Ag-NOR. O número diploide foi de 54 cromossomos, distribuídos em 18 metacêntricos, 28 submetacêntricos e 8 subtelocêntricos, com Ag-NOR simples e blocos heterocromáticos evidentes no braços curto e longo do par de cromossomos 24. Nosso estudo destaca a tendência de conservação do número diploide (2n=54) e número fundamental (NF=108) entre as espécies de Hypoptopomatinae. Entretanto, a fórmula cariotípica (18m+28sm+8st) parece ser específica para O. cf. polyodon, considerando as outras espécies de Hypoptopomatinae já analisadas.

Chromosomal divergence and evolutionary inferences in Rhodniini based on the chromosomal location of ribosomal genes

In this study, we used fluorescence in situ hybridisation to determine the chromosomal location of 45S rDNA clusters in 10 species of the tribe Rhodniini (Hemiptera: Reduviidae: Triatominae). The results showed striking inter and intraspecific variability, with the location of the rDNA clusters restricted to sex chromosomes with two patterns: either on one (X chromosome) or both sex chromosomes (X and Y chromosomes). This variation occurs within a genus that has an unchanging diploid chromosome number (2n = 22, including 20 autosomes and 2 sex chromosomes) and a similar chromosome size and genomic DNA content, reflecting a genome dynamic not revealed by these chromosome traits. The rDNA variation in closely related species and the intraspecific polymorphism in Rhodnius ecuadoriensis suggested that the chromosomal position of rDNA clusters might be a useful marker to identify recently diverged species or populations. We discuss the ancestral position of ribosomal genes in the tribe Rhodniini and the possible mechanisms involved in the variation of the rDNA clusters, including the loss of rDNA loci on the Y chromosome, transposition and ectopic pairing. The last two processes involve chromosomal exchanges between both sex chromosomes, in contrast to the widely accepted idea that the achiasmatic sex chromosomes of Heteroptera do not interchange sequences.

Karyotype description of possible new species of the Hypostomus ancistroides complex (Teleostei: Loricariidae) and other Hypostominae / Descrição cariotípica de possíveis novas espécies do complexo Hypostomus ancistroides e outros Hypostominae

Cytogenetic analyses were performed in four species of the Hypostominae subfamily, three from Hypostomus (Hypostomini) genus and Rhinelepis aspera (Rhinelepini). Three populations of Hypostomus ancistroides were analyzed, which had 2n=68 chromosomes, but presented different karyotype formulas. Hypostomus regani and H. strigaticeps, both from Ivaí river, showed 2n=72 chromosomes with two distinct cytotypes. In turn, R. aspera of the upper Paraná river basin presented 2n=54 chromosome. Multiple Nucleolar Organizer Regions (NORs) have been evidenced by silver nitrate staining in species of Hypostomus and single NOR in R. aspera. The observed variation in the chromosome number and the marked variability in karyotype formulas and NORs reveal a certain amount of karyotype variation in the genus Hypostomus suggesting the probable existence of cryptic species with independent chromosome traits. Therefore, our data can be of great value in discriminating species and understanding their chromosomal evolution.

Foram analisadas três populações de peixes identificadas como Hypostomus ancistroides, as quais apresentaram 2n=68 cromossomos, com distintas fórmulas cariotípicas. Hypostomus regani e H. strigaticeps, ambas do rio Ivaí, apresentaram 2n=72 cromossomos com citótipos distintos. Rinelepis aspera da bacia do alto rio Paraná apresentou 2n=54 cromossomos. Nucleolar Organizer Regions (NORs) múltiplas foram evidenciadas por nitrato de Prata para as espécies do gênero Hypostomus e NOR simples para R. aspera. A variação de número cromossômico observada, como também a acentuada variação nas fórmulas cariotípicas e nas NORs, são discutidas, sugerindo a existência de possíveis espécies crípticas com caracteres cromossômicos independentes. Portanto, nossos dados podem ser de grande valia na discriminação das espécies e no entendimento de sua evolução cromossômica.

Karyotype differentiation and cytotaxonomic considerations in species of Serrasalmidae (Characiformes) from the Amazon basin

Six species of Serrasalmidae from the central Amazon, representatives of the genera Serrasalmus (S. elongatus, S. maculatus, S. cf. rhombeus, and S. rhombeus), Pygocentrus (P. nattereri), and Colossoma (C. macropomum), were analyzed regarding the distribution of the Ag-NORs, C-positive heterochromatin and 18S and 5S rRNA genes on the chromosomes. All specimens had 2n = 60 chromosomes, except S. cf. rhombeus, with 2n = 58, and C. macropomum with 2n = 54 chromosomes. The Ag-NORs were multiple and located on the short arms of subtelo-acrocentric chromosomes in all Serrasalmus species and in P. nattereri, but were found on metacentric chromosomes in C. macropomum. The 18S rDNA sites were usually coincident with Ag-NORs, although some species had a higher number and/or a distinct localization of these sites. C-positive heterochromatin was preferentially situated in centromeric regions, remarkably on metacentric pair number 7 in all Serrasalmus species and number 3 in P. nattereri, which beared a conspicuous proximal C-band on the long arms. The 5S rDNA sites were detected in a single chromosomal pair in all species. In Serrasalmus and P. nattereri, this pair was the number 7 and 3, respectively, thereby revealing its co-localization with the conspicuous heterochromatic band. However, in C. macropomum, only one homologue (probably belonging to pair number 12) exhibited 5S rDNA sites on the short arms, close to the centromere. The present data revealed reliable cytotaxonomic markers, enabling the evaluation of karyotype differentiation and interrelationships among Serrasalmidae, as well as the probable occurrence of a species complex in S. rhombeus.

Seis espécies de Serrasalmidae da Amazônia central, representantes dos gêneros Serrasalmus (S. elongatus, S. maculatus, S. cf. rhombeus e S. rhombeus ), Pygocentrus (P. nattereri) e Colossoma (C. macropomum), foram analisadas quanto à distribuição das Ag-RONs, heterocromatina C-positiva e dos genes de RNAr 18S e 5S nos cromossomos. Todos os espécimes apresentaram 2n = 60 cromossomos, exceto S. cf. rhombeus, com 2n = 58, e C. macropomum com 2n = 54 cromossomos. As Ag-RONs foram múltiplas e localizadas nos braços curtos de cromossomos subtelo-acrocêntricos em todas as espécies de Serrasalmus e em P. nattereri, mas foram encontrados em cromossomos metacêntricos em C. macropomum. Os sítios de DNAr 18S, foram geralmente coincidentes com as Ag-RONs, embora algumas espécies tenham apresentado um maior número e/ou uma localização distinta desses sítios. A heterocromatina C-positiva foi preferencialmente encontrada como uma conspícua banda proximal no par metacêntrico número 7 em todas as espécies de Serrasalmus e número 3 em P. nattereri. Os sítios de DNAr 5S foram detectados em um único par cromossômico nas seis espécies sendo que nas espécies de Serrasalmus, este par foi o de número 7 e em P. nattereri o de número 3, colocalizados com bandas heterocromáticas conspícuas. No entanto, em C. macropomum, apenas um homólogo (provavelmente pertencente ao par número 12) apresentou sítios de DNAr 5S nos braços curtos, próximos ao centrômero. Os dados apresentados revelaram confiáveis marcadores citotaxonômicos, permitindo a avaliação da diferenciação cariotípica, e as inter-relações entre Serrasalmidae, bem como a provável ocorrência de um complexo de espécies em S. rhombeus.

Chromosome polymorphism in Ancistrus cuiabae Knaack, 1999 (Siluriformes: Loricariidae: Ancistrini)

Cytogenetic and FISH analyses were performed in 30 Ancistrus cuiabae specimens from a bay near the town of Poconé, in the Pantanal of Mato Grosso, Brazil. The observed diploid number was 2n = 34 chromosomes for both sexes and three distinct katyotypic formulae were found, namely cytotype A (20m, 8sm, 6st, Fundamental Number/FN = 68; 6 males and 11 females), cytotype B (19m, 8sm, 6st, 1a, FN = 67; 8 males and 4 females) and cytotype C (18m, 8sm, 6st, 2a, FN = 66; a single male). NORs's analyses showed that these regions were located in distinct sites on the NOR-bearing chromosome pair, according to cytotypes. Thus, in cytotype A, NORs were located in the terminal region of the short arm of the second metacentric chromosome pair; in cytotype B, they were detected in the short arm of the metacentric chromosome and interstitially on the acrocentric chromosome and, in cytotype C, NORs were observed in the interstitial region of the acrocentric chromosome pair. C-positive heterochromatic bands were adjacent to the rDNA sites in the corresponding chromosomes. Thus, the chromosomal polymorphism of A. cuiabae was probably originated through a pericentric inversion in chromosome pair nº 2 involving the NOR sites, which represents a novelty in the Ancistrini tribe. The results also broaden the knowledge of the chromosomal evolution in Ancistrus, the most derived genus of the Ancistrini tribe.(AU)

Foram analisados, com técnicas convencionais de citogenética e FISH, 30 exemplares da espécie Ancistrus cuiabae da baía Arrombado, próximo a Poconé, Pantanal do Mato Grosso. Foram observadas metáfases com número diploide 2n = 34 cromossomos para ambos os sexos e três fórmulas cariotípicas distintas, aqui denominadas de citótipo A, verificado em 06 machos e 11 fêmeas (20m, 8sm, 6st, Número Fundamental, NF = 68); citótipo B, em 08 machos e 04 fêmeas (19m, 8sm, 6st, 1a, NF = 67) e citótipo C em apenas 01 macho (18m, 8sm, 6st, 2a, NF = 66). As NORs confirmaram os distintos citótipos verificados, além de evidenciar que os cromossomos portadores de rDNA são os que representam o polimorfismo na espécie Ancistrus cuiabae. No citótipo A, as NORs foram verificadas na região terminal do braço curto do segundo par de cromossomos metacêntricos; no citótipo B, foram evidenciadas no segundo par, heteromórfico, no braço curto do cromossomo metacêntrico e intersticial no seu homólogo acrocêntrico; no citótipo C as NORs foram observadas na região intersticial num par de cromossomos acrocêntricos. A análise da heterocromatina constitutiva evidenciou blocos discretos adjacentes ao rDNA no segundo par de cromossomos de ambos os citótipos. Uma provável inversão pericêntrica é a hipótese proposta para a origem deste polimorfismo na espécie Ancistrus cuiabae. Estes resultados ampliam o conhecimento sobre o gênero Ancistrus, o mais derivado da tribo, contribuem para o conhecimento sobre este grupo de peixes e para inferir sobre a evolução cromossômica dos Ancistrini(AU)

Synteny of human chromosomes 14 and 15 in the platyrrhines (Primates, Platyrrhini)

In order to study the intra- and interspecific variability of the 14/15 association in Platyrrhini, we analyzed 15 species from 13 genera, including species that had not been described yet. The DNA libraries of human chromosomes 14 and 15 were hybridized to metaphases of Alouatta guariba clamitans, A. caraya, A. sara, Ateles paniscus chamek, Lagothrix lagothricha, Brachyteles arachnoides, Saguinus midas midas, Leontopithecus chrysomelas, Callimico goeldii, Callithrix sp., Cebus apella, Aotus nigriceps, Cacajao melanocephalus, Chiropotes satanas and Callicebus caligatus. The 14/15 hybridization pattern was present in 13 species, but not in Alouatta sara that showed a 14/15/14 pattern and Aotus nigriceps that showed a 15/14/15/14 pattern. In the majority of the species, the HSA 14 homologue retained synteny for the entire chromosome, whereas the HSA 15 homologue displayed fragmented segments. Within primates, the New World monkeys represent the taxon with the highest variability in chromosome number (2n = 16 to 62). The presence of the HSA 14/15 association in all species and subspecies studied herein confirms that this association is the ancestral condition for platyrrhines and that this association has been retained in most platyrrhines, despite the occurrence of extensive inter- and intrachromosomal rearrangements in this infraorder of Primates.