Population structuring of the endemic black-cheeked gnateater, Conopophaga melanops melanops (Vieillot, 1818) (Aves, Conopophagidae), in the Brazilian Atlantic Forest

Randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to analyze genetic differentiation among three populations of the endemic Black-cheeked Gnateater (Conopophaga melanops melanops) within a larger pristine reminiscent of the Brazilian Atlantic Forest. Analyses of molecular variance (AMOVA) (phiST = 0.13149, P < 0.0001) and the nonparametric test for homogeneity of the molecular variance (HOMOVA) (B = 0.32337; P = 0.0019) showed a statistically significant genetic divergence among the three Black-cheeked Gnateater populations in a continuous transect of 250 km. Some hypothetic explanations for these results are the sedentary nature of the species and the historical isolation of the populations in refuges during the Pleistocene. The present results suggest that the local populations were naturally differentiated along the entire original range before the recent process of massive deforestation.

Marcadores polimórficos de DNA amplificados ao acaso (RAPD) foram utilizados para analisar a diferenciação genética entre três populações do endêmico cuspidor-de-máscara preta (Conopophaga melanops melanops) de um amplo remanescente preservado da floresta Atlântica brasileira. Análises de Variância Molecular (AMOVA) (fiST = 0,13149, P < 0,0001) e o teste não paramétrico para a homogeneidade da variância molecular (HOMOVA) (B = 0,32337; P = 0,0019) comprovaram uma divergência genética significativa entre as três populações em um transecto contínuo de 250 km. Algumas explicações hipotéticas para estes resultados são a natureza sedentária da espécie e o isolamento histórico das populações em refúgios durante o Pleistoceno. Os presentes resultados sugerem que as populações locais foram diferenciadas naturalmente ao longo da distribuição original antes do recente processo de intenso desmatamento.

Genetic evidence of population structuring in the neotropical freshwater fish Brycon hilarii (Valenciennes, 1850)

Brycon hilarii is a migratory fish widely distributed throughout the Paraguay River Basin. It is appreciated in sport fishing and for its superior meat quality. It is also the main species for tourist attraction in the Bonito region (State of Mato Grosso do Sul, Brazil). Considering the lack of information on the genetic structure of the fish of this species, the aim of the present study was to detect the genetic variability of Brycon hilarii through RAPD markers. A total of eighty specimens collected in different seasons at four sites of the Miranda River sub-basin (Paraguay River Basin, Brazil) were used for analysis. The results of genetic similarity, Shannon diversity, and AMOVA revealed differences between the sampling sites. Through AMOVA, differences between populations were more evident among the animals collected during the non-reproductive season, corresponding to a time of less movement of these fish. A population structuring model in which B. hilarii appears organized into genetically differentiated reproductive units that coexist and co-migrate through the studied system was suggested, contrasting the currently accepted idea that freshwater migratory fish form large panmictic populations in a determined hydrographic system. Despite the lack of a complete picture regarding the distribution of B. hilarii in the studied region, this initial idea on its population genetic structure could be an important contribution to providing aid for management and conservation programs of these fish.

Brycon hilarii é uma espécie de peixe migrador, distribuída por toda a Bacia do Paraguai, bastante apreciada tanto pela qualidade da carne quanto para a pesca esportiva, além de ser a principal espécie de interesse turístico da região de Bonito (MS, Brasil). Considerando a ausência de informações sobre a estrutura genética dos peixes desta espécie, o presente trabalho visou detectar a variabilidade genética de Brycon hilarii através de marcadores RAPD. Foi estudado um total de 80 exemplares amostrados em diferentes períodos do ano, em 4 localidades da sub-bacia do Rio Miranda (Bacia do Rio Paraguai, Brasil). Os resultados de similaridade genética, de diversidade de Shanon e AMOVA evidenciaram diferenças entre as localidades amostradas. Através da AMOVA, a diferenciação populacional foi mais evidente entre os peixes coletados no período não-reprodutivo, que representa a época de menor deslocamento desses peixes. Desta forma, ao contrário da idéia até então aceita de que os peixes migradores de água doce formam grandes populações panmíticas em um dado sistema hidrográfico, sugere-se a ocorrência de um modelo de sub-estruturação populacional onde os indivíduos de B. hilarii se organizam em unidades reprodutivas geneticamente diferenciadas e mantêm sua integridade co-existindo e co-migrando através do sistema estudado. Apesar da falta de um cenário completo a respeito da distribuição de B. hilarii na região estudada, esta idéia inicial acerca de sua estrutura genético-populacional pode ser uma contribuição muito importante principalmente por fornecer subsídios para planos de manejo e conservação desses peixes.

Genetic diversity of three ornamental reef fishes (Families Pomacanthidae and Chaetodontidae) from the Brazilian coast

Reef fishes of the families Pomacanthidae (angelfish) and Chaetodontidae (butterflyfish) are popular ornamental species, intensively harvested for the aquarium trade. The impacts of such activity on intra-specific diversity and reef ecosystems are still poorly understood in the south Atlantic. In the present work, a fine-scale genetic analysis using RAPD markers was performed in distinct samples of the queen angelfish (Holacanthus ciliaris), French angelfish (Pomacanthus paru), and banded butterflyfish (Chaetodon striatus) along the Brazilian coast. Most of the genetic variation in the three species was related to intra-population diversity. However, AMOVA results demonstrated that H. ciliaris presents a subtle population structure (sigmast = 0.132, P = 0.003), while P. paru and C. striatus present low genetic differentiation, especially remarkable in the latter (sigmast = 0.090, P = 0.001 and sigmast = 0.041, P = 0.028, respectively). Gene flow (Nm) was also higher in C. striatus than in the angelfish species. The reported patterns of genetic differentiation contrast with the similar pelagic stage of the selected species, suggesting that larval dispersal per se is a poor predictor of population structure in these reef fishes. Ecological features coupled with biogeographic history and distinct local selective pressures might play a major role on the genetic composition of each species. Although preliminary, the present results provide a baseline for monitoring the genetic variability in these reef species. These differences in the genetic structure among co-occurring species should be taken into consideration for the conservation of eventual evolutionary units along the Brazilian Province.

Os peixes recifais das famílias Pomacanthidae (peixes-anjo) e Chaetodontidae (peixes-borboleta) são espécies ornamentais populares, intensivamente coletadas para o comércio aquariófilo. Os impactos dessa atividade na diversidade intra-específica e no ecossistema recifal ainda são pouco conhecidos no Atlântico Sul. No presente trabalho, uma análise genética em fina escala usando marcadores RAPD foi realizada em diferentes amostras de Holacanthus ciliaris (anjo ciliaris), Pomacanthus paru (peixe frade) e Chaetodon striatus (borboleta striatus) ao longo da costa brasileira. A maior parte da variação genética nas três espécies relacionou-se à diversidade intrapopulacional. Contudo, resultados da AMOVA demonstraram que H. ciliaris apresenta uma estruturação populacional sutil (sigmast = 0,132, P = 0,003), enquanto P. paru e C. striatus apresentam uma baixa diferenciação genética, particularmente reduzida na última (sigmast = 0,090, P = 0,001 e sigmast = 0,041, P = 0,028, respectivamente). O fluxo gênico (Nm) também foi mais alto em C. striatus do que nas espécies de Pomacanthidae. Os padrões de diferenciação genética registrados contrastam com o estágio pelágico inicial similar nas espécies selecionadas, sugerindo que a dispersão larval per se não é um bom indicador de estrutura populacional nesses peixes recifais. Fatores ecológicos associados à história biogeográfica e distintas pressões seletivas locais podem desempenhar um papel fundamental na composição genética de cada espécie. Embora preliminares, os resultados apresentados fornecem subsídios para o monitoramento da variabilidade genética dessas espécies recifais. Tais diferenças na estrutura genética entre espécies co-existentes devem ser consideradas para a conservação de eventuais unidades evolutivas dentro da Província Brasileira.

Genetic diversity within and between broodstocks of the white shrimp Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) (Decapoda, Penaeidae) and its implication for the gene pool conservation

Genetic variation within and between fifteen closed broodstock lines of the Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei, reared at different hatcheries in the Brazilian coast, was assessed by RAPD analysis. Fifty two polymorphic loci were identified when a set of five decamer primers was used in PCR. The genetic diversity analysis within lines evidenced genetic variation loss probably related to bottleneck effects and inbreeding. In addition, the genetic divergence values between the different samples appear to reflect the initial founder composition of such stocks, in some cases, sharing a common origin, suggesting a putative importance of interbreeding for the establishment of genetic improvement programs for these broodstocks. The genetic variation monitoring appears to be helpful to the gene pool conservation of this aquaculture species, mainly if considered its exotic status in Brazil and the current impossibility of new introduction of wild individuals.

A variação genética existente dentro e entre quinze linhagens fechadas de reprodutores do camarão branco Litopenaeus vannamei, mantidas em diferentes laboratórios de larvicultura na costa brasileira, foi estudada utilizando análises RAPD. Através de um conjunto de cinco iniciadores decâmeros em PCR, foram identificados 52 locos polimórficos. A análise da diversidade genética dentro de cada linhagem evidenciou perda da variação genética provavelmente devida a efeitos de bottleneck e endocruzamento. Em adição, os valores de divergência genética entre as diferentes linhagens parecem refletir a composição inicial de fundação desses estoques, em alguns casos, compartilhando uma origem comum, sugerindo uma importância potencial do exo-cruzamento para estabelecer programas de melhoramento genético baseado nessas linhagens reprodutoras. O monitoramento da variação genética será muito útil para a conservação do conjunto gênico desta espécie de aquacultura, especialmente se for considerado seu status exótico no Brasil e que atualmente é impossível a realização de novas introduções de indivíduos selvagens.

Cytotaxonomic considerations on Neotropical Psittacidae birds and description of three new karyotypes.

Chromosomes obtained from feather tissues of 14 species of Brazilian Psittacidae were analyzed by Giemsa conventional staining and the karyotypes of Ara chloroptera, Propyrrhura maracana and Nandayus nenday are presented for the first time. The remaining species showed no chromosome differences when compared with previous literature data. Two basic karyotype patterns were observed. A karyotype pattern is mostly characterized by biarmed macrochromosomes, while in the other one most macrochromosomes are telocentrics.

Chromosome banding and synaptonemal complexes in Leporinus lacustris (Pisces, Anostomidae): analysis of a sex system.

Leporinus lacustris had been studied previously, and shows 2n = 54 metacentric and submetacentric chromosomes, including an XX/XY system described on the basis of Giemsa-stained preparations. However, there was some doubt regarding the identification of the sex chromosomes, because of the relative homogeneity of this species karyotype. Thus, the main goal of the present study was to find new evidence of heteromorphic sex chromosomes in these fish through chromosome banding and synaptonemal complex analyses. In fact, the data obtained do not support the presence of sexual heteromorphism. The importance of these methodologies in the study of fish sex chromosomes is discussed.

Synaptonemal complex analysis in spermatocytes of tilapia, Oreochromis niloticus (Pisces, Cichlidae).

Some adaptations of the synaptonemal complex (SC) whole-mounting technique first used in plants permitted its application to meiotic studies in tilapia, Oreochromis niloticus. Direct observation of the chromosome pairing process and bivalent structure during the meiotic prophase of this fish species by light and electron microscopy permitted the analysis of SCs in autosomes and the possible identification of sex chromosomes. The analysis of SCs in spermatocytes of O. niloticus revealed that all 22 bivalent chromosomes completely paired, except for the occurrence of a size heteromorphism in the terminal region of the largest bivalent associated with the presence of an incompletely paired segment during the synapsis process, which may be the cytological visualization of an XX/XY sex chromosome system in this species.

Heterochromatin and karyotype reorganization in fish of the family Anostomidae (Characiformes).

Mitotic chromosomes of four fish species of the family Anostomidae, belonging to the genera Leporinus, Leporellus, and Schizodon, were studied. With 2n = 54 meta- and sub-metacentric chromosomes, this family appears to be characterized by marked karyotypic stability. Although perceptible differences exist, mainly in the amount of constitutive heterochromatin present in the chromosomes of these species, these differences do not affect the structure and/or size of these chromosomes. Chromatin substitutions and/or modifications may have led, in one direction, to an increase in heterochromatin in some species and, in the opposite direction, to heterochromatin reduction in others. Whether these changes are accompanied by changes in the amount of euchromatin in the chromosomes is an open question. The nucleolar organizer regions, which may be located on different chromosomes in the various species, may also be indicators of reorganization of these karyotypes.