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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS Morfologia comparativa da estrutura gonadal de seis espécies de peixes Anostomidae neotropicais. Fabiano de Andrade Silva Orientador: Nilo Bazzoli Belo Horizonte - MG 2011 Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Zoologia de Vertebrados da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais como pré- requisito para obtenção do título de mestre em Zoologia de Vertebrados.

Morfologia comparativa da estrutura gonadal de seis ... · Dissertação apresentada ao Programa de Pós- ... com o apoio da Estação de Hidrobiologia e Piscicultura de ... Espécies

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOLOGIA DE VERTEBRADO S

Morfologia comparativa da estrutura gonadal de seis espécies de peixes

Anostomidae neotropicais.

Fabiano de Andrade Silva

Orientador: Nilo Bazzoli

Belo Horizonte - MG

2011

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Zoologia de Vertebrados da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais como pré-requisito para obtenção do título de mestre em Zoologia de Vertebrados.

FICHA CATALOGRÁFICA Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Silva, Fabiano de Andrade S586m Morfologia comparativa da estrutura gonadal de seis espécies de peixes

Anostomidae neotropicais / Fabiano de Andrade Silva. Belo Horizonte, 2011. 27f. : il. Orientador: Nilo Bazzoli Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Zoologia de Vertebrados 1. Peixes de água doce - Morfologia. 2. Ovários. 3. Testículos. 4. Filogenia. I.

Bazzoli, Nilo. II. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Zoologia de Vertebrados. III. Título.

CDU: 597.554

Esta dissertação foi realizada no Laboratório de Ictiologia do Programa de Pós Graduação em

Zoologia de Vertebrados da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, sob orientação

do Professor Dr. Nilo Bazzoli, com o apoio da Estação de Hidrobiologia e Piscicultura de

Três Marias, MG / CODEVASF e das seguintes instituições:

- Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES);

- Conselho Nacional de desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq);

- Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG);

À minha mãe pelo incentivo e persistência

Ao meu avô pelo exemplo de vida

AGRADECIMENTOS

À minha namorada Renata e aos meus amigos pelo apoio.

Aos meus colegas e amigos de mestrado Aline, Gabriel, Natália, Bárbara, Gilberto, Hermano,

Julianna, Marina, Bia e Íris pela força e companheirismo.

À Clédma e Rogério pelas valorosas ajudas.

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Zoologia de Vertebrados, em especial ao

Prof. Nilo Bazzoli pelos ensinamentos, apoio e entusiasmo científico.

Aos professores da graduação Humberto Mello e Adriano Paglia pela confiança.

Aos funcionários da Estação de Hidrobiologia e Piscicultura de Três Marias-CODEVASF,

pela disposição.

Às grandes mentes da história da humanidade pela eterna fonte de inspiração.

E a todos que de alguma forma contribuíram para a elaboração deste trabalho.

"O degrau de uma escada não serve simplesmente para

que alguém permaneça em cima dele, destina-se a

sustentar o pé de um homem pelo tempo suficiente para

que ele coloque o outro um pouco mais alto.”

Thomas Huxley

RESUMO

Este estudo apresenta uma análise comparativa da morfologia gonadal de Leporellus vittatus,

Leporinus piau, Leporinus reinhardti, Leporinus taeniatus, Leporinus obtusidens e Schizodon

knerii, espécies da família Anostomidae. Ovários maduros das seis espécies apresentam

coloração acinzentada. Os alvéolos corticais dos ovócitos vitelogênicos das quatro espécies de

Leporinus e Leporellus vittatus são formados por vesículas pequenas enquanto em Schizodon

knerii por vesículas grandes. Os alvéolos corticais dos ovócitos vitelogênicos das seis

espécies estudadas apresentam conteúdo histoquímico similar. A zona pelúcida é formada por

duas camadas em todas as espécies estudadas, sendo mais espessada em S. knerii (11,5 ± 1,8

µm) que em L, vittatus (9,0 ± 0,8 µm) e nas quatro espécies de Leporinus estudadas (3,5 ± 0,6

- 8,7 ± 0,9 µm). As células foliculares são cúbicas (22,3 ± 3,2 µm) no pólo animal e

prismáticas (61,1 ± 9,6 µm) no pólo vegetativo de S. knerii enquanto pavimentosas nas outras

espécies (1,3 ± 0,3 – 1,6 ± 0,3 µm). O IGS de fêmeas maduras de S. knerii foi mais baixo que

nas outras espécies. Entre os machos, o IGS de L. vittatus foi estatisticamente menor que o

das demais espécies analisadas. Os Anostomidae analisados apresentaram morfologia

testicular similar a da maioria dos Characiformes neotropicais, com testículos do tipo

espermatogonial irrestrito e tubular anastomosado. Diferenças fenotípicas nos ovócitos

vitelogênicos de peixes Anostomidae confirmam a posição taxonômica de S. knerii em

relação aos Leporinus e L. vittatus da bacia do rio São Francisco embora a morfologia

gonadal das seis espécies apresentasse algumas semelhanças fenotípicas características da

família Anostomidae.

Palavras chave: Ovários, testículos, peixes Anostomidae, estratégias reprodutivas.

ABSTRACT

This study presents a comparative analysis of the gonadal morphology of Leporellus vittatus,

Leporinus piau, Leporinus reinhardti, Leporinus taeniatus, Leporinus obtusidens e Schizodon

knerii, species of family Anostomidae. Mature ovaries of the six species show a grayish color.

The cortical alveoli of vitellogenic oocytes of the studied species are formed by small vesicles

in the four species of Leporinus and Leporellus vittatus and large vesicles in Schizodon knerii

and have similar histochemical contente in all of them. The zona pellucida is composed of

two layers, being thicker in S. knerii (11.5 ± 1.8 µm) than in L. vittatus (9.0 ± 0.8 µm) and

Leporinus (3.5 ± 0.6 – 8.7 ± 0,9 µm). The follicular cells are cubic (22.3 ± 3.2) in animal pole

and prismatic (61.1 ± 9.6 µm) in vegetative pole of S. knerii while pavement in the other

species (1.3 ± 0.3 – 1.6 ± 0.3 µm). The gonadosomatic index (GSI) of mature females of S.

knerii and mature males of L. vittatus was lower than the GSI of the other analised species.

The Anostomidae analyzed showed similar testicular morphology like of the most neotropical

Characiformes, with tubular espermatogonial unrestricted and anastomosed testis. Phenotypic

differences in the vitellogenic oocytes of Anostomidae fishes confirm the taxonomic position

of S. knerii in relation to Leporinus and L. vittatus from the São Francisco River while the

gonadal morphology of six species showed some phenotypic characteristics similar of that

showed by the family Anostomidae.

Keywords: Ovaries, testis, Anostomidae fishes, reproductive strategies.

LISTA DE TABELAS E FIGURAS

Tabela 1: Biometria de seis espécies de Anostomidae da Bacia do Rio São

Francisco, Minas Gerais, Brasil......................................................................... 17

Tabela 2: Índice gonadossomático de fêmeas maduras (IGS) e diâmetro de

ovócitos vitelogênicos (DO), espessura da zona pelúcida (ZP) e altura das

células foliculares (CF) em micrometros (µm) de cinco espécies de

Anostomidae da Bacia do Rio São Francisco, Minas Gerais, Brasil................. 20

Figura 1: Peixes Anostomidae. – A. Leporinus reinhardti (comprimento

total = 22,5 cm). B. Leporinus piau (22,7 cm). C. Leporinus obtusidens (33,3

cm). D. Leporinus taeniatus (19,5 cm). E. Leporellus vittatus (16,0 cm). F.

Schizodon knerii (28,5 cm)................................................................................ 16

Figura 2: Ovários maduros e ovócitos vitelogênicos de Leporinus e

Leporellus vittatus.............................................................................................. 18

Figura 3: Ovários maduros e ovócitos vitelogênicos de Schizodon knerii....... 19

Figura 4: Testículos maduros de peixes Anostomidae..................................... 20

SUMÁRIO

Página

Introdução Geral................................................................................................................. 10

Morfologia ovariana...................................................................................................... 10

Morfologia testicular..................................................................................................... 10

Ovogênese e Espermatogênese..................................................................................... 10

Rio São Francisco......................................................................................................... 11

Espécies em estudo....................................................................................................... 12

Objetivos............................................................................................................................ 13

Objetivos gerais............................................................................................................ 13

Objetivos específicos.................................................................................................... 13

Artigo a ser publicado........................................................................................................ 14

Introdução..................................................................................................................... 14

Material e métodos........................................................................................................ 15

Resultados...................................................................................................................... 16

Discussão....................................................................................................................... 21

Agradecimentos............................................................................................................. 23

Referências......................................................................................................................... 23

10

INTRODUÇÃO GERAL

Os peixes, grupo mais numeroso e diversificado dentro dos vertebrados, estão

adaptados a diversos hábitats aquáticos, sendo essa diversidade refletida em suas estratégias

reprodutivas e, consequentemente, em sua morfologia gonadal (Nelson, 2006; Desjardins &

Fernald, 2009).

Morfologia Ovariana

Anatomicamente, ovários de teleósteos podem ser de dois tipos: cistovariano e

gimnovariano. Os ovários cistovarianos têm continuidade com o oviduto, através do qual,

ovócitos alcançam o meio externo. Nos ovários gimnovarianos, ovócitos são liberados

diretamente na cavidade celômica, para depois serem lançados ao meio externo (Redding &

Patiño, 1993). Ovários maduros apresentam coloração e forma variadas dependendo da

espécie (Groove & Wourms, 1991; Núñez & Duponchelle, 2009). Histologicamente, ovários

são revestidos pela túnica albugínea que emite septos para o interior do órgão formando

lamelas ovulígeras que delimitam a cavidade ovariana central e onde se encontram ovogônias

e ovócitos em diferentes fases de desenvolvimento (Bazzoli, 2003).

Morfologia testicular

Nos testículos de teleósteos a variação de coloração é discreta, quando comparada a

dos ovários, uma vez que eles são geralmente transparentes na fase não reprodutiva e branco-

leitosos na fase reprodutiva (Bazzoli, 2003). Os testículos de teleósteos são preenchidos por

túbulos seminíferos com parede formada de cistos delimitados por prolongamentos

citoplasmáticos das células de Sertoli. Dentro de cada cisto, as células espermatogênicas

encontram-se na mesma fase de desenvolvimento (Grier, 1981; Schulz et al., 2009). Os

testículos são classificados em: lobular e tubular anastomosado. Nos testículos do tipo lobular

o epitélio germinativo localiza-se apenas na periferia do órgão (Grier, 1993). Segundo este

mesmo autor, nos testículos do tipo tubular anastomosado os compartimentos germinativos

estão interconectados em toda extensão do testículo.

Ovogênese e Espermatogênese

A ovogênese inicia-se com a proliferação de ovogônias que após divisões mitóticas e

diferenciação originam ovócitos. Baseando-se em mudanças que ocorrem no citoplasma,

núcleo e camadas envoltórias os ovócitos podem ser classificados em quatro estádios de

desenvolvimento: ovócitos perinucleolares iniciais e avançados são pequenos com citoplasma

basófilo, núcleo central, vesiculoso e vários nucléolos periféricos; ovócitos pré-vitelogênicos

caracterizam-se pela presença de vesículas corticais no ooplasma, zona pelúcida evidente

11

células foliculares de alturas variadas; ovócitos vitelogênicos caracterizam-se por

apresentarem ooplasma repleto de glóbulos de vitelo acidófilos, núcleo central ou excêntrico,

alvéolos corticais formados de vesículas no ooplasma periférico, zona pelúcida acidófila com

típicas estriações transversais e número de camadas e espessura variadas, além de células

foliculares pavimentosas, cúbicas ou prismáticas (Bazzoli, 2003). O conteúdo histoquímico

das estruturas ovocitárias também é variado dependendo da espécie (Bazzoli & Godinho,

1994; Martins et al., 2010).

Espermatogênese em peixes é um longo e complexo processo onde as

espermatogônias proliferam-se por mitoses e originam espermatócitos por meioses. Quanto à

distribuição das espermatogônias, os testículos podem ser de dois tipos: espermatogoniais

irrestritos e espermatogoniais restritos. Testículos espermatogoniais irrestritos possuem

espermatogônias em toda extensão do órgão e nos espermatogoniais restritos, as

espermatogônias estão restritas à porção distal dos túbulos seminíferos (Grier, 1981). Na

espermiogênese não ocorrem divisões e as espermátides diferenciam-se em espermatozóides

(Corriero et al., 2009). A espermatogênese pode ser classificada em cística quando ela ocorre

dentro dos cistos que se rompem para liberar espermatozóides no lume dos túbulos

seminíferos ou semi-cística quando os cistos se rompem na fase de espermátide e a maturação

se completa no lume dos túbulos seminíferos (Mattei et al., 1993; Magalhães et al., 2011).

Rio São Francisco

A bacia do rio São Francisco abrange os três grandes biomas do país, Caatinga,

Cerrado e Mata Atlântica e drena os estados de Minas Gerais, Bahia, Pernambuco, Alagoas e

Sergipe, além do Distrito Federal. Esta bacia está dividida em alto, médio, submédio e baixo

São Francisco (Godinho & Godinho, 2003). O Alto São Francisco é a região mais degradada

e compreende a área entre a nascente, na Serra da Canastra e o município de Pirapora (Alves

& Pompeu, 2001).

O reservatório de Três Marias, localizado no alto São Francisco, foi formado em 1961

com os objetivos de: regularização do rio São Francisco, aumento do tirante d'água para a

navegação entre Pirapora e Juazeiro, controle das cheias, obras de irrigação, aumento da

potência da Usina Hidrelétrica de Paulo Afonso e produção de energia (Britski et al., 1988).

O número de pescadores na região do alto São Francisco é de aproximadamente 300 efetivos

no reservatório e 150 no rio São Francisco a jusante da barragem de Três Marias. A produção

de pescado por ano no período de 2000-2002 foi de 650 a 700 mil toneladas capturadas na

região do alto São Francisco (Sato & Sampaio, 2005).

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Espécies em estudo

Leporellus vittatus (Valenciennes, 1850)

O piau-rola L. vittatus, de biologia reprodutiva pouco estudada, desova em ambientes

lóticos, com ausência de migrações reprodutivas e cuidado parental (Lamas, 1993).

Leporinus piau Fowler, 1941

O piau-gordura L. piau, espécie de porte médio, pode atingir comprimento padrão de

16,9 e 19,3 cm e peso corporal médio de 116 e 182 g respectivamente para machos e fêmeas.

L. piau reproduz-se de novembro a fevereiro com desova total em ambientes lênticos e

ausência de migrações reprodutivas e de cuidado parental. Seus ovos são livres e de cor

cinza/parda (Santos & Barbieri, 1993; Tavares & Godinho, 1994; Rizzo et al., 2002; Borçato

et al., 2004).

Leporinus reinhardti Lütken, 1875

O piau-três-pintas L. reinhardti, de médio porte, é encontrado em toda bacia do rio

São Francisco, realiza migrações reprodutivas e tem desova total. Seus ovos são livres e de

cor cinza/parda (Rizzo et al., 2002; Santos et al., 2007).

Leporinus obtusidens (Valenciennes,1837)

O piau-verdadeiro L. obtusidens é o maior Anostomidae conhecido, com período

reprodutivo de dezembro a janeiro, que realiza migrações reprodutivas, tem desova total em

ambientes lóticos e não possui cuidado parental. Seus ovos são livres, opacos e de cor cinza

claro (Sato et al., 2000; Rizzo et al., 2002; Sato et al., 2003).

Leporinus taeniatus Lütken, 1875

O piau-jeju L. taeniatus, é de porte médio, com período reprodutivo de dezembro a

fevereiro, realiza migrações reprodutivas, tem desova total, não possui cuidado parental e seus

ovos são livres (Rizzo et al., 2002; Santos et al., 2005).

Schizodon knerii (Steindachner, 1875)

O piau-branco S. knerii, espécie endêmica da bacia do São Francisco, reproduz-se de

outubro a abril, é sedentária, não apresenta cuidado parental e os ovos são adesivos e de cor

cinza-parda (Ferreira & Godinho, 1990; Rizzo et al., 2002).

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OBJETIVOS

Objetivo Geral

Comparar a morfologia de ovários e testículos maduros de seis espécies de peixes da

família Anostomidae da bacia do rio São Francisco, Minas Gerais.

Objetivos Específicos

- Verificar a existência de dimorfismo sexual entre machos e fêmeas nas espécies estudadas;

- Analisar relações anatômicas, forma e coloração de ovários e testículos maduros;

- Determinar diâmetro, espessura da zona pelúcida e altura das células foliculares dos

ovócitos vitelogênicos;

- Detectar o conteúdo histoquímico, de alvéolos corticais, glóbulos vitelogênicos, zona

pelúcida e células foliculares;

- Comparar, entre as espécies estudadas, os valores médios do IGS de machos e fêmeas

maduras;

- Analisar a morfologia dos testículos quanto ao padrão de distribuição das espermatogônias;

- Comparar a morfologia gonadal das espécies em estudo, correlacionando-as com as

estratégias reprodutivas.

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ARTIGO A SER SUBMETIDO

Morfologia comparativa de ovários e testículos maduros de seis espécies de

peixes Anostomidae neotropicais

Introdução

A morfologia gonadal tem sido utilizada para compreensão da reprodução e relações

filogenéticas dos peixes (Belova, 2008; Martins et al., 2011; Melo et al., 2011), embora não

exista estudos comparando este aspecto em peixes da família Anostomidae. Alguns estudos

mostraram que espécies da mesma família e subfamília de teleósteos geralmente apresentam

um padrão comum de morfologia gonadal (Rizzo et al., 2002; Martins et al., 2011; Melo et

al., 2011). Em revisão, Parenti & Grier (2004) observaram uma rede evolucionária da

morfologia testicular de teleósteos através da organização dos túbulos seminíferos e

distribuição das espermatogônias no epitélio germinal. Na família Apopongidae algumas

características são comuns entre gêneros e espécies próximas contribuindo para o

entendimento da evolução reprodutiva deste grupo (Fishelson & Gon, 2008).

A ordem Characiformes é uma das mais numerosas em famílias e subfamílias dentre

os peixes (Nelson, 2006), sendo a família Anostomidae constituída de aproximadamente 163

espécies compreendidas em 12 gêneros distribuídos por toda região neotropical (Garavello &

Britski, 2003; Reis et al., 2003). Na bacia do rio São Francisco, um dos principais rios do

Brasil em recursos pesqueiros, existem três gêneros de Anostomidae, Leporellus, Leporinus e

Schizodon incluindo espécies de importância comercial na pesca artesanal e esportiva, como

Leporinus obtusidens que pode atingir 40 cm de comprimento padrão (Garavello & Britski,

2003).

Considerando que a morfologia gonadal é um importante parâmetro para a

compreensão da biologia reprodutiva, relações filogenéticas e sistemática de peixes o objetivo

do presente trabalho é analisar comparativamente a morfologia de ovários e testículos de seis

espécies de peixes da família Anostomidae da bacia do rio São Francisco, Minas Gerais,

Brasil: Leporellus vittatus (Valenciennes, 1850); Leporinus obtusidens (Valenciennes,1837);

Leporinus piau Fowler, 1941; Leporinus reinhardti Lütken, 1875; Leporinus taeniatus

Lütken, 1875 e Schizodon knerii (Steindachner, 1875).

15

Material e Métodos

Para análise comparativa das gônadas maduras coletaram-se 212 exemplares com

gônadas maduras de seis espécies de Anostomidae (Fig. 1) no rio São Francisco, região de

Três Marias (18 – 20 ° S, 44 – 46 ° W), Estado de Minas Gerais, sudeste do Brasil, de agosto

de 2008 a dezembro de 2010. Os peixes foram capturados com redes de emalhar com malhas

de tamanhos variados. Os exemplares que estavam vivos nas redes foram manuseados de

acordo com o Animal Experimentation Guidelines estabelecido pelo Brazilian College of

Animal Experimentation (COBEA) sendo sacrificados com secção da medula cervical

(Andersen et al., 2008). De cada exemplar obtiveram-se comprimento total (CT) e peso

corporal (PC) (Tabela 1). Após dissecação, as gônadas foram analisadas quanto a relações

anatômicas, forma, coloração e documentadas fotograficamente. Determinou-se também o

peso das gônadas (PG) para calcular o índice gonadossomático (IGS) das fêmeas maduras:

IGS = PG x 100/ PC.

Para análises microscópicas, fragmentos de gônadas foram fixados em líquido de

Bouin por 8-12 horas e submetidos às técnicas histológicas de rotina: inclusão em parafina,

cortes com 3 a 5 µm de espessura e coloração com hematoxilina-eosina (HE).

Ovócitos e células espermatogênicas foram classificados de acordo com Gonçalves et

al. (2006) e Martins et al. (2011) e gônadas foram classificadas em três estádios de maturação

de acordo com Carvalho et al. (2009). Para determinar o conteúdo histoquímico das estruturas

ovocitárias, as seguintes técnicas foram utilizadas (Pearse, 1985): Ácido periódico de Schiff

(PAS) para glicoproteínas neutras e sialomucinas, Alcian blue pH 2,5 (AB pH 2,5) para

glicoconjugados ácidos carboxilados e sulfatados, incluindo sialomucinas, Alcian blue pH 0,5

(AB pH 0,5) para glicoconjugados ácidos sulfatados e hidrólise ácida com HCl 0.1 N (8h a 60

°C) para extração do ácido siálico, seguida de PAS e Alcian blue pH 2,5.

Diâmetro, espessura da zona pelúcida e altura das células foliculares foram

determinados em 50 ovócitos vitelogênicos de cada espécie com auxílio de ocular

micrométrica acoplada a microscópio de luz. Para comparar, entre as espécies analisadas, as

medidas histométricas e o IGS, utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis seguido pelo teste de

Dunn com p ≤ 0,05.

16

Figura 1: Fotos das espécies de peixes Anostomidae estudadas – A. Leporinus reinhardti (comprimento total = 22,5 cm). B. Leporinus piau (22,7 cm). C. Leporinus obtusidens (33,3 cm). D. Leporinus taeniatus (19,5 cm). E. Leporellus vittatus (16,0 cm). F. Schizodon knerii (28,5 cm).

Resultados

Dados da biometria mostraram que a maior espécie analisada foi o Leporinus piau

tanto em comprimento total, quanto peso corporal, enquanto os menores foram o Leporinus

taeniatus e Leporelus vittatus (Tabela 1).

Ovários de Leporinus, Leporellus e Schizodon analisados são órgãos pares, alongados,

fusiformes, localizados dorso-lateralmente à bexiga gasosa e cavidade celômica e dorsalmente

ao tubo digestivo. Ovários maduros têm coloração acinzentada, variando de tonalidade

dependendo da espécie (Figs. 2A e 3A). O IGS de fêmeas maduras foi significativamente

menor em S. knerii (Tabela 2). Histologicamente, ovários maduros são repletos de ovócitos

vitelogênicos com diâmetro variando de 586,7 ± 26,5 até 616,6 ± 59,4 µm (Fig. 2B e Tabela

2), com ooplasma preenchido por glóbulos de vitelo esféricos acidófilos (Figs. 2C e 3B) e

alvéolos corticais no ooplasma periférico (Fig. 2F e 3F). O diâmetro das vesículas dos

17

alvéolos corticais variou entre 8,8 ± 2,1 em L. vittatus e 20,3 ± 3,4 em S knerii (Tabela 2). Em

todas espécies estudadas, a zona pelúcida é formada por duas camadas com espessura, nos

ovócitos vitelogênicos, variando de 3,5 ± 0,6 a 11,5 ± 1,8 µm, sendo significativamente mais

espessada em S. knerii (Tabela 2). As células foliculares dos Leporinus e L. vittatus são

pavimentosas com altura variando 1,3 ± 0,3 a 1,6 ± 0,3 µm (Fig. 2D e Tabela 2), enquanto em

S. knerii elas são prismáticas no pólo vegetativo, com altura de 61,1 ± 9,6 µm (Fig. 3C e

Tabela 2) e cúbicas no pólo animal, com altura de 22,3 ± 3,2 µm (Fig. 3D). Glicoproteínas

neutras foram detectadas nas células foliculares, zona pelúcida, alvéolos corticais e glóbulos

de vitelo das seis espécies estudadas devido à reação positiva à técnica do PAS (Figs. 2E e

3E). Glicoconjugados ácidos carboxilados foram detectados nas células foliculares de

Leporinus e L. vittatus (Fig. 2F) e nos alvéolos corticais de todas as espécies estudadas devido

à reação positiva ao AB pH 2,5 (Fig. 2F e 3F), negativa ao AB pH 0,5 e reação inalterada ao

PAS e AB pH 2,5 após hidrólise ácida.

Tabela 1: Biometria de seis espécies de Anostomidae da bacia do rio São Francisco, Minas Gerais, Brasil. CT (cm) PC (g) N

Espécies macho fêmea macho fêmea macho fêmea

L reinhardti 18,7 ± 2,2 23,4 ± 2,5 87,3 ± 33,5 201,6 ± 68,9 17 38

L. piau 21,4 ± 2.9 24,0 ± 3,3 171,5 ± 77,4 209,7 ± 75,0 11 26

L. obtusidens 32,2 ± 10,7 40,9 ± 12,3 550,0 ± 644,7 1255,1 ± 1118,8 14 15

L. taeniatus 16,1 ± 2,0 19,9 ± 2,9 48,1 ± 23,7 112,6 ± 58,4 17 23

L. vittatus 17,3 ± 1,1 18,2 ± 3,6 56,6 ± 9,4 76,7 ± 46,7 09 13

S. knerii 26,7 ± 3,0 31,0 ± 4,6 242,7 ± 79.3 388,3 ± 141,3 12 17

CT = comprimento total; PC = peso corporal.

Os testículos de Leporinus, L. vittatus e S. knerii são órgãos pares, alongados e

fusiformes, localizados dorso-lateralmente à bexiga gasosa e cavidade celômica e dorsalmente

ao tubo digestivo. Os testículos maduros têm coloração branco-leitosa (Fig. 4A) e o IGS foi

signficativamente mais baixo em L. vittatus do que nas outras espécies estudadas (Tabela 2).

Histologicamente os testículos são constituídos por túbulos seminíferos contendo cistos de

células espermatogênicas (Fig. 4B). A parede dos cistos é formada por prolongamentos

citoplasmáticos das células de Sertoli e em cada cisto células espermatogênicas encontram-se

na mesma fase de desenvolvimento (Fig. 4C). Nos testículos de Leporinus, L. vittatus e S.

knerii as espermatogônias distribuem-se em toda extensão dos túbulos seminíferos, os quais

se conectam formando anastomoses (Fig. 4D) que convergem para o ducto espermático.

18

Figura 2: Ovários maduros e ovócitos vitelogênicos Leporinus e L. vittatus – A. Ovários de L. obtusidens. B. Ovários maduros repletos de ovócitos vitelogênicos em L. reinhardti, HE, 60X. C. Ovócito vitelogênico de L. reinhardti, HE, 200X. D. Células foliculares pavimentosas em ovócito vitelogênico de L. vittatus, HE 840X. E. Reação positiva ao PAS em estruturas ovocitárias de L. piau, 990X. F. Reação positiva ao AB pH 2.5 nos alvéolos corticais e células foliculares de L. piau, 1000X. FC, Células foliculares; ZP, Zona pelúcida; CA, Alvéolos corticais; YG, Glóbulos de vitelo; seta, micrópila.

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Figura 3: Ovários maduros e ovócitos vitelogênicos de S. knerii. – A. Ovários maduros. B. Ovócito vitelogênico, HE, 170X. C. Detalhe de células foliculares primáticas no pólo vegetativo, HE, 410X. D. Transição entre células foliculares cúbicas no pólo animal e células foliculares prismáticas no pólo vegetativo, HE, 370X. E. Reação positiva ao PAS em estruturas ovocitárias, 950X. F. Reação positiva ao AB pH 2.5 nos alvéolos corticais e ao PAS nas células foliculares, zona pelúcida e glóbulo de vitelo, 680X. FC, Células foliculares; ZP, Zona pelúcida; CA, Alvéolos corticais; YG, Glóbulos de vitelo.

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Figura 4: Testículos maduros de peixes Anostomidae. – A. Testículos de L. piau. B. Túbulos seminíferos nos testículos de S. knerii, HE, 400X. C. Cistos de células espermatogênicas nos testículos de L. taeniatus, HE, 900X. D. Testículo tubular anastomosado de S. knerii, HE, 190X. * Anastomoses.

Tabela 2: Índice gonadossomático(IGS) e diâmetro de ovócitos vitelogênicos (DO), espessura da zona pelúcida (ZP) e altura das células foliculares (CF) em micrometros (µm) de seis espécies de Anostomidae da bacia do rio São Francisco, Minas Gerais, Brasil. IGS Estrutura

Espécies Macho Fêmea DO CA ZP CF

L reinhardti 1,2 ± 0,2a, b 18,7 ± 1,9a 586,9 ± 34,0a 9,8 ± 2,8a 3,5 ± 0,6a 1,4 ± 0,3a

L. piau 2,7 ± 1.5b 15,8 ± 1,7a 616,6 ± 59,4a 10,0 ± 2,4a 8,3 ± 0,7b 1,3 ± 0,3a

L. obtusidens 1,1 ± 0,3a, b 18,7 ± 1,6a 586,7 ± 26,5a 10,5 ± 2,3a 8,7 ± 0,9b 1,6 ± 0,3a

L. taeniatus 1,7 ± 1,6a, b 17,7 ± 1,3a 600,6 ± 24,5a 10,3 ± 2,2a 8,1 ± 1,1b 1,5 ± 0,3a

L. vittatus 0,4 ± 0,1c 17,9 ± 0,5a 601,4 ± 82,4a 8,8 ± 2,1a 9,0 ± 0,8b 1,3 ± 0,4a

S. knerii 1,0 ± 0,7a 12,7 ± 1,2b 582,8 ± 30,1a 20,3 ± 3,4b 11,5 ± 1,8c 61,1 ± 9,6b

Teste de Kruskal-Wallis seguido de Teste de Dunn. Letras diferentes = p ≤ 0,05.

21

Discussão

Neste estudo, as fêmeas de todas as espécies são maiores que os machos, dimorfismo

sexual já observado em Characiformes neotropicais (Hojo et al., 2004; Thomé et al., 2005;

Alvarenga et al., 2006; Gonçalves et al., 2006; Carvalho et al., 2009; Honorato-Sampaio et

al., 2009). Marcantes diferenças foram observadas nos ovócitos vitelogênicos entre as

espécies analisadas, porém, semelhanças macroscópicas e microscópicas na morfologia dos

ovários e testículos também foram registradas.

Diferenças no diâmetro dos ovócitos vitelogênicos podem ocorrer entre famílias e

populações de uma mesma espécie devido a variações na expressão gênica (Patiño &

Sullivan, 2002; Kolm & Ahnesjö, 2005). Além disso, geralmente, espécies sedentárias

possuem ovos grandes e adesivos, enquanto espécies migradoras possuem ovos pequenos e

livres (Rizzo et al., 2002; Melo et al., 2011). Entre os Anostomidae estudados, somente S.

knerii tem ovos adesivos (Rizzo et al., 2002), embora não foram observadas diferenças

estatísticas no diâmetro dos ovócitos vitelogênicos de Leporinus, L. vittatus e S. knerii.

A coloração dos ovócitos vitelogênicos de teleósteos é variada entre as espécies,

dependendo da dieta, constituindo parâmetro importante para identificação da prole, seleção

de fêmeas saudáveis e cuidado parental (Blount & Houston, 2000; Lubzens et al., 2010). Os

ovócitos vitelogênicos das espécies analisadas são acinzentados, padrão de coloração

característico das espécies das famílias Anostomidae e Prochilodontidae (Borçato et al., 2004;

Arantes et al., 2011).

A morfologia dos alvéolos corticais constitui importante parâmetro em agrupamento

de peixes (Belova, 2008). No presente estudo, observou-se alvéolos corticais formados de

vesículas grandes em S. knerii e de vesículas pequenas em Leporinus e L. vittatus. Em

teleósteos, o conteúdo dos alvéolos corticais é liberado no espaço perivitelínico no momento

da fertilização, constituindo bloqueio à polispermia participando também do endurecimento

do córion (Hart, 1990). No presente estudo, detectou-se nos alvéolos corticais de Leporinus,

L. vittatus e S. knerii, glicoproteínas neutras e glicoconjugados ácidos carboxilados, sugerindo

que estas espécies podem possuir mecanismo similar de bloqueio à polispermia. Esta

afirmação é corroborada pelas análises de Bazzoli & Godinho (1994) que estudaram a

morfologia e o conteúdo dos alvéolos corticais de 102 espécies de teleósteos neotropicais de

água doce e concluíram que espécies de mesma família apresentam o mesmo conteúdo

histoquímico dos alvéolos corticais e similar mecanismo de bloqueio à polispermia.

A zona pelúcida dos ovócitos vitelogênicos das espécies estudadas têm duas camadas

de glicoproteínas neutras, conteúdo comum à zona pelúcida de vertebrados (Lubzens et al.,

2010). Em teleósteos, a camada externa da zona pelúcida é responsável pelas interações entre

22

o ovo e o ambiente (Rizzo et al., 2002). As glicoproteínas neutras da zona pelúcida dos

peixes possuem propriedades bactericidas e são responsáveis pelo enrijecimento da camada

externa após a liberação do ovócito no ambiente (Hart, 1990; Lubzens et al., 2010). A

espessura da zona pelúcida também está relacionada ao local de desova e pode refletir

adaptações a diferentes condições ecológicas (Riehl, 1996; Santos et al., 2006). Espécies com

ovos adesivos tendem a possuir IGS mais baixo e zona pelúcida mais espessa em relação às

espécies com ovos livres (Sato et al., 2003; Melo et al., 2011). No presente estudo, S. knerii,

cujos ovos são adesivos (Rizzo et al., 2002), apresentou estatisticamente IGS mais baixo e

zona pelúcida mais espessa que os Leporinus, cujos ovos são livres (Rizzo et al., 2002). Pelo

fato de L. vittatus possuir IGS e espessura da zona pelúcida dos ovócitos vitelogênicos

estatisticamente similar a L. piau, L. obtusidens e L. taeniatus sugere-se que a espécie também

deve possuir ovos livres.

As células foliculares dos ovócitos vitelogênicos de S. knerii mostraram-se

estatisticamente mais altas que aquelas de Leporinus e L. vittatus, provavelmente devido a

adesividade de seus ovos. Esta suposição é reforçada por estudos ultraestruturais que

mostraram nas espécies cujos ovos são adesivos, células foliculares com grande quantidade de

organelas que sintetizam mucosubstâncias que são transferidas para a zona pelúcida para

promover a adesividade dos ovos ao substrato (Andrade et al., 2001; Rizzo et al., 2002;

Santos et al., 2006). Nos ovócitos vitelogênicos de S. knerii observaram-se células foliculares

cúbicas no pólo animal e prismáticas no pólo vegetativo, similar ao observado em alguns

Cichlidae (Normando et al., 2009; Martins et al., 2011). As células cúbicas sintetizam

proteínas que são importantes para o funcionamento da região micropilar enquanto as células

prismáticas estão envolvidas na secreção de substâncias relacionadas com a adesividade dos

ovos (Rizzo et al., 2002).

A morfologia dos testículos das seis espécies analisadas mostrou padrão similar ao da

maioria dos Characiformes neotropicais (Gonçalves et al., 2006; Carvalho et al., 2009;

Martins et al., 2010; Arantes et al., 2011; Martins et al., 2011). Os Anostomidae estudados

apresentaram espermatogônias distribuídas ao longo de todo testículo, sendo classificados, de

acordo com Grier (1981), como testículos espermatogonias irrestritos, organização testicular

que permite a produção potencial de células germinativas (Schulz & Miura, 2002). Nas

espécies estudadas, os túbulos seminíferos se conectaram caracterizando testículos do tipo

tubular anastomosado, plesiomorfia morfológica apresentada pelos peixes ósseos (Parenti &

Grier, 2004). Neste tipo de testículo, os túbulos seminíferos se anastomosam em toda

extensão gonadal, diferente dos neoteleósteos que possuem anastomoses apenas nos túbulos

seminíferos localizados na região central dos testículos (Parenti & Grier, 2004).

23

O presente estudo mostrou diferenças fenotípicas nos ovócitos vitelogênicos de peixes

Anostomidae que confirmam a posição taxonômica de S. knerii em relação aos Leporinus e L.

vittatus. A morfologia gonadal das espécies analisadas mostrou ainda algumas semelhanças

fenotípicas que são características da família Anostomidae.

Agradecimentos

Os autores agradecem a CEMIG-GT/ CODEVASF pela parceria e ao CNPq, CAPES e

FAPEMIG pelo suporte financeiro.

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