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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR E GENÉTICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR
RELAÇÕES FILOGENÉTICAS EM CALLICHTHYINAE
(SILURIFORMES: CALLICHTHYIDAE): UMA CONTRIBUIÇÃO
CITOGENÉTICA AOS ESTUDOS EVOLUTIVOS.
JOCICLÉIA THUMS KONERAT
MARINGÁ 2008
2
JOCICLÉIA THUMS KONERAT
RELAÇÕES FILOGENÉTICAS EM CALLICHTHYINAE
(SILURIFORMES: CALLICHTHYIDAE): UMA CONTRIBUIÇÃO
CITOGENÉTICA AOS ESTUDOS EVOLUTIVOS.
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Ciências Biológicas
(área de concentração - Biologia Celular e
Molecular) da Universidade Estadual de
Maringá para obtenção do grau de Mestre
em Ciências Biológicas.
MARINGÁ 2008
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JOCICLÉIA THUMS KONERAT
RELAÇÕES FILOGENÉTICAS EM CALLICHTHYINAE
(SILURIFORMES: CALLICHTHYIDAE): UMA CONTRIBUIÇÃO
CITOGENÉTICA AOS ESTUDOS EVOLUTIVOS.
Orientadora: Dra. Isabel Cristina Martins dos Santos
Co-orientador : Dr. Vladimir Pavan Margarido
MARINGÁ 2008
Ficha catalográfica
Elaborada pela Bibliotecária Jeanine S. Barros CRB-9/1362
Konerat, Jocicléia Thums
K822r Relações filogenéticas em Callichthyinae (Siluriformes: Callichthyinae): uma contribuição citogenética aos estudos evolutivos. / Jocicléia Thums Konerat.— Maringá, PR: UEM, 2008. 29 f. ; 30 cm
Orientadora: Profa. Dra. Isabel Cristina Martins dos Santos Co-orientador: Prof. Dr. Vladimir Pavan Margarido Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual de Maringá. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas área de concentração Biologia Celular e Molecular.
Bibliografia 1. Evolução cromossômica. 2. Filogenia. 3. Marcadores citogenéticos. I. Santos, Isabel Cristina Martins dos. II. Margarido, Vladimir Pavan. III. Universidade Estadual de Maringá. IV. Título.
CDD 21ed. 571.6 CIP – NBR 12899
4
BIOGRAFIA
Jocicléia Thums Konerat nasceu em São Miguel do Oeste/SC em 14/11/1974.
Possui graduação em Ciências Biológicas com ênfase em Biotecnologia pela
Universidade Paranaense – UNIPAR campus Cascavel; Pós-graduação lato sensu
em Biotecnologia e Análise da Biodiversidade pela Universidade Paranaense –
UNIPAR campus Toledo; atualmente mestranda em Ciências Biológicas, área de
concentração Biologia Celular e Molecular pela Universidade Estadual de Maringá.
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Viver e não ter a vergonha de ser feliz Cantar.. (E cantar e cantar...) A beleza de ser um eterno aprendiz.... (Gonzaguinha)
6
Dedico esta dissertação,Dedico esta dissertação,Dedico esta dissertação,Dedico esta dissertação,
A Leonardo e Edílson por compartilhar todos os A Leonardo e Edílson por compartilhar todos os A Leonardo e Edílson por compartilhar todos os A Leonardo e Edílson por compartilhar todos os
momentos de minha vida: amo vocês.momentos de minha vida: amo vocês.momentos de minha vida: amo vocês.momentos de minha vida: amo vocês.
Aos estudantes que estão iniciando os estudos na Aos estudantes que estão iniciando os estudos na Aos estudantes que estão iniciando os estudos na Aos estudantes que estão iniciando os estudos na
CitCitCitCitogenética; que esta Dissertação seja um estímulo à ogenética; que esta Dissertação seja um estímulo à ogenética; que esta Dissertação seja um estímulo à ogenética; que esta Dissertação seja um estímulo à
pesquisa.pesquisa.pesquisa.pesquisa.
7
AGRADECIMENTOS
A universidade Estadual de Maringá pela oferta do Programa de Pós-
Graduação em Ciências Biológicas área de concentração Biologia Celular e
Molecular.
A Universidade Estadual do Oeste do Paraná pela estrutura e condições
essenciais para o desenvolvimento da parte prática desta pesquisa.
Aos professores que ministraram as disciplinas pela dedicação. Ao Nelsino
pelo atendimento carinhoso em todas as horas.
A Profª. Dra. Isabel Cristina Martins dos Santos, pelo aceite da orientação;
agradeço à compreensão permitindo o desenvolvimento desta pesquisa, fora das
dependências da UEM.
Aos membros da banca Prof. Dr. Roberto Ferreira Artoni e Prof. Dr. Horácio
Ferreira Júlio Junior.
A Dra. Carla Simone Pavanelli e Msc. Weferson Júnio da Graça pela
identificação das espécies.
Ao Prof. Dr. Vladimir Pavan Margarido, pelas palavras de incentivo,
confiança, e, acima de tudo por em momento tão difícil, ter aceitado co-orientar uma
desconhecida. Neste ano de pesquisa o aprendizado não se ateve apenas ao tema
da pesquisa, permitindo crescimento pessoal e profissional. Conviver ao lado de um
grande profissional, instiga-nos a melhorar. Obrigado!!!!!
A Maria Aparecida Denardo Möller e Oscar Möller pelo auxílio nas coletas.
As minhas companheiras de todas as horas, Juliana e Carla; sem o carinho
e amizade, aquelas infindáveis horas de estudo com certeza seriam mais difíceis. A
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Joselaine e Leandra amigas que dividiram comigo, além do local para morar, as
alegrias e tristezas vivenciadas neste período.
Aos colegas de laboratório de Cascavel: Maelin, Roberto, Vanessa, Eduarda,
Ana Caroline, Jéssica, Darlene, Larissa, Fernandes, Profª Dra. Nereide, Profª Dra.
Maria Amélia, Profª Dra. Luciana; e os colegas de laboratório de Maringá: Fernanda,
Renata, Paula, Paulo, Suzana, Ana Paula, Carlos Alexandre, Maria José e Leonardo
por propiciarem a troca de experiências e conhecimentos, aliados aos momentos de
descontração.
A Leonardo e Edilson, pela compreensão, carinho, incentivo em todos os
sentidos. Amo vocês!!!
A minha família, mesmo distante, por acreditarem em meus sonhos. Amo
todos vocês!!!
9
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO ....................................................................................................10
RESUMO ..........................................................................................................11
ABSTRACT .......................................................................................................12
Relações filogenéticas em Callichthyinae (Silurifor mes: Callichthyidae): uma contribuição citogenética aos estudos evolutivos. .............................................13
RESUMO ..........................................................................................................13
INTRODUÇÃO ..................................................................................................14
MATERIAL E MÉTODOS..................................................................................15
RESULTADOS..................................................................................................16
DISCUSSÃO .....................................................................................................17
Figura 1. Cariótipos corados por Giemsa. ...................................................22
Figura 2. Cromossomos portadores das RONs ...........................................22
Figura 3. Cariótipos C-bandados .................................................................23
Figura 4. Evolução de caracteres citogenéticos em Callichthyinae. . ..........23
Tabela I – Sumário dos dados citogenéticos em Callichthyinae. .................24
REFERÊNCIAS.................................................................................................25
10
APRESENTAÇÃO
Esta dissertação é composta por um artigo, o qual foi redigido a partir de estudos
citogenéticos em três espécies, Callichthys callichthys, Hoplosternum littorale e
Lepthoplosternum pectorale, pertencentes à subfamília Callichthyinae. Os
espécimens foram coletados no Rio Paraná – Guaíra (PR). O referido artigo, em
consonância com as regras do Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas,
segue as normas da revista a qual será submetido para publicação.
Relações filogenéticas em Callichthyinae (Silurifor mes: Callichthyidae): Uma
contribuição citogenética aos estudos evolutivos. Journal of Fish Biology
11
RESUMO
Siluriformes é a ordem mais especiosa, diversificada e amplamente
distribuída entre os peixes de água doce, possui 36 famílias e cerca de 3.000
espécies. Callichthyidae, uma das maiores famílias entre os Siluriformes
neotropicais, é constituída por duas subfamílias, Corydoradinae e Callichthyinae, e
compreende 194 espécies. A escassez de estudos anatômicos comparativos
dificulta a proposição de hipóteses de relacionamento filogenético na família.
O presente trabalho foi realizado em três espécies de Callichthyinae:
Callichthys callichthys, Hoplosternum littorale e Lepthoplosternum pectorale. As
espécies foram coletadas no alto rio Paraná (Guaíra/PR) e submetidas ao estudo
citogenético pela coloração convencional por Giemsa, impregnação pela prata e
bandamento-C, com o objetivo de caracterizar os cariótipos destas espécies e
correlacionar os mesmos de forma evolutiva, buscando confirmar as relações
filogenéticas nesta subfamília. Ainda, neste trabalho foi realizada a primeira
descrição citogenética para o gênero Lepthoplosternum, além do primeiro registro de
L. pectorale para a bacia do Alto rio Paraná acima do reservatório de Itaipu.
A análise dos resultados mostrou em C. callichthys 2n = 56 cromossomos (26
m-sm + 30 st-a); em L. pectorale 2n = 64 cromossomos (08 m-sm + 56 st-a); e em H.
littorale 2n = 60 cromossomos (8 m-sm + 52 st-a). O padrão de distribuição da
heterocromatina mostrou-se comum às três espécies, com marcações conspícuas
na região centromérica dos cromossomos, sendo que em H. littorale também foram
verificadas marcações intersticiais. Quanto às regiões organizadoras de nucléolos
(RONs), diferentes situações foram verificadas: RONs simples em H. littorale e C.
callichthys, e múltiplas em L. pectorale, com variação numérica intra e inter-
individual.
Embora corroborando a hipótese de Reis (1998) como Callichthys sendo o
gênero mais primitivo no grupo, uma nova proposta de relacionamento entre os
gêneros de Callichthyinae é apresentada, utilizando-se os dados de número diplóide,
fórmula cariotípica e número de RONs apresentados no presente trabalho, em
conjunto com os dados citogenéticos disponíveis na literatura.
12
ABSTRACT
Siluriformes is the most specious, diversified and widely distributed order
among the freshwater fishes, possesses 36 families and around 3.000 species.
Callichthyidae, one of the biggest families among the neotropical Siluriformes, is
composed by two subfamily: Corydoradinae and Callichthyinae, and comprising 194
species. The lack of comparatives anatomical studies difficulties the proposition of
phylogenetical relationship in the family.
The present study was carried out in three Callichthyinae species: Callichthys
callichthys, Hoplosternum littorale and Lepthoplosternum pectorale. All the species
were collected in upper Paraná river (Guaíra/PR), and cytogenetically studied
through Giemsa staining, silver staining and C-banding, with the aim to characterize
the karyotype and to correlate them in a evolutive approach, trying to confirm the
phylogenetic relationship in this subfamily. Moreover, this is the first cytogenetical
description for Lepthoplosternum genus, beyond the first register of L. pectorale for
the upper Paraná river basin above of the Itaipu Reservoir.
The analysis showed in C. callichthys 2n = 56 chromosomes (26 m-sm + 30
st-a); in L. pectorale 2n = 64 chromosomes (8 m-sm + 56 st-a); in H. littorale 2n = 60
chromosomes (8 m-sm + 52 st-a). The heterochromatin distribution pattern showed a
common feature among the three species, with conspicuous blocks in the
centromeric region of the chromosomes; in H. littorale it had been also verified
interstitial blocks. In relation to the NORs, different situations had been verified:
single NORs in H. littorale and C. callichthys, whereas multiple NORs in L. pectorale,
with intra and inter-individual number variation.
Although corroborating Reis (1998) hypothesis that points Callichthys as the
most primitive genus in the group, a new phylogenetical relationship among the
Callichthyinae genera is proposed, by using the diploid number, karyotypic formulae
and Ag-NORs showed in the preset paper, together the cytogenetics data available
in the literature.
13
Relações filogenéticas em Callichthyinae (Silurifor mes: Callichthyidae): uma
contribuição citogenética aos estudos evolutivos.
Jocicléia Thums Konerat*, Isabel Cristina Martins dos Santos* e Vladimir Pavan
Margarido**
*Universidade Estadual de Maringá, Departamento de Biologia Celular e Genética.
Avenida Colombo, 5790, 87020-900, Maringá, PR – Brasil, ** Universidade Estadual
do Oeste do Paraná, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde, Cascavel, PR,
Brasil.
RESUMO
No presente trabalho foram analisadas, através de parâmetros citogenéticos, três
espécies pertencentes à subfamília Callichthyinae coletadas no Rio Paraná (Guaíra
– PR). A análise dos resultados mostrou em Callichthys callichthys 2n = 56
cromossomos (26 m-sm + 30 st-a), em Lepthoplosternum pectorale, 2n = 64
cromossomos (8 m-sm + 56 st-a), e em Hoplosternum littorale, 2n = 60
cromossomos (8 m-sm + 52 st-a). Quanto à localização das RONs pela impregnação
por prata, diferentes situações foram verificadas: RONs simples em H. littorale e C.
callichthys, enquanto múltiplas em L. pectorale, com variação numérica intra e inter-
individual. A heterocromatina foi verificada na região centromérica dos cromossomos
nas três espécies, sendo que em H. littorale também foram verificadas marcações
intersticiais equilocais. Através de parâmetros citogenéticos (número diplóide,
fórmula cromossômica e Ag-RONs), uma nova hipótese de relacionamento
filogenético em Callichthyinae é apresentada.
Palavras-chave: Evolução cromossômica, Filogenia, Marcadores Citogenéticos.
14
INTRODUÇÃO
A ictiofauna neotropical de água doce é a mais diversificada e rica; das
13.000 espécies existentes no mundo, aproximadamente 6.000 espécies encontram-
se na América Central e do Sul, correspondendo a uma grande parcela da
diversidade de peixes do mundo (Reis, 2003). Frente a esta diversidade, o número
de espécies citogeneticamente investigadas é bastante diminuto; contudo, as
informações cariotípicas existentes, por sua relevância, contribuem para o
conhecimento da biologia, sistemática e evolução desse importante grupo de
vertebrados (Artoni et al., 2000).
A ordem Siluriformes compreende 36 famílias, 478 gêneros e 3.093 espécies,
sendo uma das mais especiosas, diversificadas e amplamente distribuídas dentre os
peixes de água doce. A família Callichthyidae, uma das maiores entre os
Siluriformes neotropicais, é constituída por 194 espécies agrupadas em 8 gêneros
(Ferraris, 2007) Seus representantes possuem vasta distribuição geográfica, e este
fator associado à escassez de estudos anatômicos comparativos dificulta hipóteses
de relacionamento filogenético, sugerindo novas revisões taxonômicas (Reis, 1998).
Segundo estudos baseados em caracteres morfológicos e moleculares,
Callichthyidae é considerada monofilética, compreendendo dois grupos naturais:
Corydoradinae (Aspidoras, Scleromystax e Corydoras) e Callichthyinae (Callichthys,
Dianema, Hoplosternum, Lepthoplosternum e Megalechis) (Reis, 1998; Britto, 2003;
Shimabukuro-Dias et al., 2004).
A citogenética tem contribuído na caracterização de espécies, em estudos
citotaxonômicos (Bertollo et al., 1978; Moreira-Filho & Bertollo, 1991; Bellafronte et
15
al., 2005; Fernandes & Martins-Santos, 2005) e citossistemáticos (Oliveira et al.,
1993; Margarido & Galetti Jr., 1999; Artoni & Bertollo, 2001). Estudos desta natureza
em Callichthyinae têm mostrado número diplóide variando de 52 a 66 cromossomos
e apresentando variação na estrutura cariotípica (Martins-Santos et al., 1990;
Marcon et al., 1992; Porto & Feldberg,1992; Porto et al., 1992; Oliveira et al., 1993;
Porto & Feldberg,1993; Shimabukuro-Dias et al., 2005).
No presente estudo são analisadas citogeneticamente Callichthys callichthys
Linnaeus, 1758, Hoplosternum littorale (Hancock, 1828) e Lepthoplosternum
pectorale (Boulenger, 1895), sendo a primeira descrição citogenética para o gênero
Lepthoplosternum, além do primeiro registro de L. pectorale para a bacia do Alto rio
Paraná acima do reservatório de Itaipu. Neste contexto, utilizou-se os parâmetros
citogenéticos para discutir as proposições filogenéticas de Oliveira et al. (1993) e de
Reis (1998) e para este grupo.
MATERIAL E MÉTODOS
Os estudos citogenéticos foram realizados em Hoplosternum littorale (5 machos e 3
fêmeas), Lepthoplosternum pectorale (5 machos e 13 fêmeas) e Callichthys
callichthys (6 machos e 1 fêmea) coletados no Rio Paraná (Guaíra- PR). Os
espécimens analisados foram depositados no Núcleo de Pesquisas em Limnologia,
Ictiologia e Aqüicultura (NUPÉLIA) da Universidade Estadual de Maringá: NUP 6095
– C. callichthys; NUP 6096 – H. littorale e NUP 6097 - L. pectorale. As células
metafásicas foram obtidas a partir do rim (Bertollo et al., 1978; Foresti et al., 1993). A
heterocromatina foi evidenciada pelo bandamento C (Sumner, 1972) e as regiões
organizadoras de nucléolos (Ag-RONs) foram caracterizadas pela impregnação com
16
nitrato de prata (Howel & Black, 1980). Os tipos cromossômicos foram classificados
de acordo com os critérios de relação de braços propostos por Levan et al. (1964).
Para a análise filogenética foram utilizados os seguintes caracteres: número diplóide,
Ag-RONs, padrão de distribuição de heterocromatina, macroestrutura
cromossômica; utilizou-se como grupo externo Loricariidae e Diplomystidae, com
análise dos caracteres e confecção do clado sendo manual baseada em parcimônia.
RESULTADOS
Hoplosternum littorale
A análise das células mitóticas mostrou um número diplóide de 60 cromossomos (8
m-sm + 52 st-a) para ambos os sexos (Fig.1a). As Ag-RONs foram localizadas na
região terminal do braço curto do par 07 (Fig.2a). Blocos heterocromáticos foram
verificados na posição centromérica de todos os pares cromossômicos, além de
marcações equilocais em regiões intersticiais-proximais nos pares 5, 6, 7, 8, 10, 11,
12, 13, 14, 15, 19, 20, 21 e 22 (Fig.3a).
Lepthoplosternum pectorale
A análise das células mitóticas mostrou um número diplóide de 64 cromossomos (8
m-sm + 56 st-a) para ambos os sexos (Fig. 1b). As Ag-RONs foram localizadas
terminalmente no braço curto do par 13; adicionalmente, ocorreu variação inter e
intra-individual, com até oito diferentes marcações esporádicas
(cromossomos/posições diferentes): braço curto do par 28 , braço curto do par 21,
braço longo do cromossomo 14, braço longo do cromossomo 9 e marcação bi-
telomérica do cromossomo 5 (Fig.2b). O bandamento-C revelou blocos
heterocromáticos evidentes, em quase todos os pares cromossômicos na região
17
centromérica, sendo mais conspícuos nos pares 2, 3, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
17, 21, 23, 24, 25, 27 e 28; heterocromatina intersticial foi observada no braço longo
do primeiro par de cromossomos m-sm (Fig. 3b).
Callichthys callichthys
A análise das células mitóticas mostrou um número diplóide de 56 cromossomos (26
m-sm + 30 st-a) para ambos os sexos (Fig. 1c). As Ag-RONs foram localizadas
terminalmente no braço curto do par 25 (Fig. 2c). Bandamento C revelou blocos
heterocromáticos na posição centromérica dos pares cromossômicos 1, 4, 6, 7, 14,
15, 16, 18, 25, 27, 28, e marcações discretas em posição telomérica de alguns pares
de cromossomos (Fig. 3c).
DISCUSSÃO
A subfamília Callichthyinae apresenta cinco gêneros (Dianema,
Hoplosternum, Lepthoplosternum, Megalechis e Callichthys), sendo que destes
apenas Lepthoplosternum não apresentava estudos citogenéticos realizados.
Lepthoplosternum possui seis espécies descritas (L. altamazonicum, L. beni, L.
tordilho, L. ucamara, L. stellatum e L. pectorale), sendo que os primeiros dados
citogenéticos obtidos no presente estudo revelam número diplóide de 64
cromossomos para L. pectorale.
A análise citogenética das três espécies analisadas no presente trabalho
mostra diferenças de número diplóide, variando de 56 a 64 cromossomos, com Ag-
RONs localizadas no braço curto em um único par para H. littorale e C. callichthys, e
múltiplas em L. pectorale. Os dados citogenéticos de número diplóide fórmula
18
cariotípica e RONs para diferentes espécies da subfamília Callichthyinae são
apresentados na tabela 1. Para Hoplosternum, das três espécies descritas (H.
littorale, H. magdalenae e H. punctatum), apenas H. litttorale foi estudado
citogeneticamente, apresentando 60 cromossomos (Porto & Feldberg, 1992;
Shimabukuro-Dias et al., 2005). Em Megalechis, com duas espécies descritas (M.
thoracata e M. picta), o número cromossômico foi detectado apenas para M.
thoracata, variando de 62 cromossomos (citado como Megalechis personata,
Shimabukuro-Dias et al., 2005) a 66 cromossomos (citado como Hoplosternum aff.
thoracatum, Porto et al., 1992). Dianema, com descrição de duas espécies, D.
longibarbis e D. urostriatum, a variação encontrada é de 60 a 62 cromossomos,
respectivamente (Marcon et al., 1992; Oliveira et al., 1993). Embora Callichthys
apresente quatro espécies descritas (C. fabricioi, C. oibaensis, C. serralabium, C.
callichthys), apenas C. callichthys possui estudos citogenéticos em diferentes
populações, apresentando variabilidade ainda maior em relação aos demais gêneros
quanto ao número diplóide (52 a 58 cromossomos), além da presença de 1-8
cromossomos supranumerários (Martins-Santos et al., 1990; Porto & Feldeberg,
1993; Oliveira et al., 1993; Sanchez & Fenocchio, 1996; Shimabukuro-Dias et al.,
2005), sugerindo tratar-se de um “complexo” de espécies.
Em relação ao número diplóide de C. callichthys, 56 cromossomos foi
considerada basal para este “complexo de espécies”, porém apresentando variação
interpopulacional na fórmula cariotípica. Este tipo de variação também tem sido
observado nos demais gêneros analisados dentro da subfamília (Tab. 1). Desta
forma, a diversificação em Callichthyinae tem sido sugerida devido à ocorrência de
rearranjos cromossômicos como fissões e inversões pericêntricas com perda de
DNA (Oliveira et al., 1993), provavelmente de segmentos heterocromáticos.
19
A variação de número diplóide em Callichthyinae (52 a 66 cromossomos) é
pequena quando comparada à Corydoradinae, a qual apresenta número diplóide
variando de 40 a 134 cromossomos (Oliveira et al., 1990; Turner et al., 1992), e cuja
diversificação cariotípica tem sido relacionada a eventos de poliploidia (Oliveira et
al., 1993). Apesar da diversificação cromossômica que leve a variação do número
diplóide dentro de cada gênero ser um evento independente, os mesmos tipos de
rearranjos acima sugeridos ocorrem nos diferentes gêneros de Callichthyinae, sendo
eventos recorrentes (homoplásicos). Esta situação já fora observada na origem de
sistemas de cromossomos sexuais múltiplos em diferentes gêneros de Erythrinidae
(Hoplias malabaricus, Bertollo et al., 1997; Erythrinus erythrinus, Bertollo et al.,
2004), ou ainda em diferentes famílias de Gymnotiformes (Eigenmannia virescens,
Almeida-Toledo et al., 2000a; Brachyhypopomus pinicaudatus, Almeida-Toledo et al.,
2000b; Gymnotus pantanal citado como Gymnotus sp., Silva & Margarido, 2005).
Com relação à evolução cromossômica em Siluriformes, Oliveira & Gosztonyi
(2000) verificaram em Olivaichthys mesembrinus (citado como Diplomystes
mesembrinus) o número diplóide de 56 cromossomos, sendo que Diplomystidae é
considerada a família mais basal da ordem. De acordo com as relações filogenéticas
em Siluriformes, Callichthyidae é considerado filogeneticamente próximo a
Loricariidae (Pinna, 1998), e neste contexto, sugere-se que Callichthys ocuparia a
posição mais basal de Callichthyidae (Oliveira et al., 1993) e Callichthyinae (Reis,
1998). Através de estudos citogenéticos em três diferentes subfamílias de
Loricariidae, Artoni & Bertollo (2001) sugerem número diplóide de 54 cromossomos
como plesiomórfico para esta família; corroborando estes estudos, Alves et al.
(2005) atribuem o mesmo número diplóide e RONs simples como característica
basal para este grupo. Baseado nestes dados e utilizando os dados citogenéticos
20
em Callichthyinae (Tab.1) (Dianema, Hoplosternum, Lepthoplosternum, Megalechis e
Callichthys) sugere-se Callichthys callichthys como basal neste grupo por apresentar
número diplóide de 52-58 cromossomos, predominantemente dos tipos m-sm.
Diferentemente Dianema, Hoplosternum, Lepthoplosternum e Megalechis
apresentam número diplóide mais elevado, variando de 60-66 cromossomos, com
maior proporção de cromossomos dos tipos st-a, indicando serem grupos mais
derivados, corroborando então as proposições de Oliveira et al. (1993) e Reis
(1998). Esta proposta diverge dos estudos de DNA mitocondrial realizados por
Shimabukuro-Dias et al. (2004), que utilizaram as seqüências 12S rRNA, 16S rRNA,
ND4, tRNAHist e tRNASer e propõem um relacionamento diferente em Callichthyinae,
tanto dos baseados em caracteres morfoanatômicos (Reis, 1998) como dos
caracteres citogenéticos (presente estudo). De acordo com este estudo, Dianema e
Hoplosternum são mais basais nesta subfamília, seguido por Callichthys
considerado grupo irmão de Leptthoplosternum e Megalechis, ambos mais
derivados.
Os padrões de distribuição heterocromatina observado em C. callichthys, L.
pectorale e H. littorale, em conjunto com dados disponíveis na literatura permite
corroborar a proposta de Oliveira et al. (1993) sobre os eventos responsáveis pela
diversidade da constituição cromossômica do grupo, como facilitadores de
rearranjos, além da ocorrência de eventos de dispersão e amplificação de
heterocromatina. Particularmente em H. littorale e D. urostriatum (Oliveira et al.;
1993) a presença de blocos heterocromáticos em posição intersticial e equilocal na
maioria dos cromossomos do tipo subtelo-acrocêntricos permite sugerir a ocorrência
de mecanismos de dispersão e amplificação durante a evolução da espécie,
semelhantes ao proposto por Souza et al. (2001) em Astyanax scabripinnis e por
21
Margarido & Galetti Jr. (2000) em Leporinus desmotes. Ainda, este caráter pode
representar uma sinapomorfia para estes dois gêneros.
Em relação às RONs foram verificadas em C. callichthys e H. littorale RONs
simples enquanto L. pectorale apresentou RONs múltiplas, com ocorrência de
polimorfismo intra- e inter-individual no número e localização das RONs. D.
uriostriatum (Oliveira et al., 1993) e M. thoracata (Shimabukuro-Dias et al., 2005)
possuem RONs telómericas simples e múltiplas, respectivamente. A ocorrência do
caráter RONs simples em Olivaichthys mesembrinus (Oliveira & Gosztonyi, 2000),
considerado basal em Siluriformes, fortalece a hipótese de C. callichthys como basal
e L. pectorale, M. thoracata, como mais derivados na subfamília Callichthyinae
(Fig.4).
Embora corroborando a hipótese de Reis (1998) como Callichthys sendo o
gênero mais primitivo no grupo, uma nova proposta de relacionamento entre os
gêneros é apresentada (Fig. 4), utilizando-se os dados de número diplóide, fórmula
cromossômica, padrão de distribuição de heterocromatina e número de RONs
apresentados no presente trabalho em conjunto com os dados citogenéticos
disponíveis na literatura para a subfamília (Tab. 1). Nesta nova proposta, Callichthys
permanece em posição mais basal, seguido por Hoplosternum e Dianema, todos os
três gêneros apresentando RONs simples, e número diplóide mais baixo (52-58, 60
e 60-62 cromossomos, respectivamente). Megalechis e Lepthoplosternum
apresentam RONs múltiplas e número diplóide mais elevado (62-66, 64
cromossomos, respectivamente). A ampliação de espécies a serem estudadas
citogeneticamente nos diferentes gêneros poderá auxiliar na confirmação ou não da
nova proposta apresentada no presente trabalho.
22
Figura 1. Cariótipos corados por Giemsa: (a) Hoplosternum
littorale, (b) Lepthoplosternum pectorale e (c) Callichthys callichthys.
Figura 2. Cromossomos portadores das RONs detectados pela prata: (a) Hoplosternum littorale, (b) Lepthoplosternum pectorale e (c) Callichthys callichthys.
23
Figura 3. Cariótipos C-bandados: (a) Hoplosternum littorale, (b) Lepthoplosternum pectorale e (c) Callichthys callichthys.
a
b
Estado Caráter
(0) (1) (2)
1-2n 56 60 64
2-RONs Simples Múltipla
3-Nº st-a ≤ 32 st-a > 32 st-a
4-Padrão geral de distribuição de heterocromatina
Centromérica Intersticial-equilocal
5-Heterocromatina do 1º m-sm
Centromérica Intercalar braço longo
Braço curto completamente heterocromático
Figura 4. Evolução citogenética em Callichthyinae: a) cladograma dos cinco gêneros de Callichthyinae, b) caracteres citogenéticos utilizados.
24
Tabela I – Sumário dos dados citogenéticos em Callichthyinae.
Espécies Localidade 2n Fórmula Cromossômica RONs Referências
Callichthys callichthys Candirú - AM 52 44 m-sm + 8 st-a Simples Porto & Feldberg (1993)
C. callichthys Marchantaria - AM 54 46 m-sm + 8 st-a * Múltiplas Porto & Feldberg (1993)
C. callichthys Alto RIo Paraná - PR 54 - - Martins-Santos et al. (1990)
C. callichthys Alto Rio Paraná - PR 56 26 m-sm + 30 st-a Simples Presente estudo
C. callichthys Córrego do Pombo - SP 56 22 m + 16 sm + 18 st Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
C. callichthys Reconquista - ARG. 56 14 m + 10 sm + 32 st-a Simples Sanchez & Fenocchio (1996)
C. callichthys Universidade da Amazônia - AM 56-58 - Simples Porto & Feldberg (1993)
C. callichthys Itanhaén - SP 58 22 m + 22 sm + 14 st Simples Oliveira et al. (1993)
C. callichthys Guarulhos - SP 58 22 m + 22 sm + 14 st Simples Oliveira et al. (1993)
C. callichthys Ribeirão Santa Rita - SP 58 18 m + 16 sm + 24 st Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
C. callichthys Ribeirão do Convento - SP 58 18 m + 14 sm + 26 st Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
C. callichthys Corumbá - MT 56/57 20 m + 16 sm + 20 st Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
Dianema longibarbis Rio Amazonas - AM 60 6 m + 54 a Simples Marcon et al. (1992)
D. urostriatum Rio Amazonas - AM 62 6 m + 6 st + 50 a Simples Marcon et al. (1992)
D. urostriatum Estação Experimental de Aqüicultura - SP 62 8 m + 4 sm + 4st + 46a Simples Oliveira et al. (1993)
Lepthoplosternum pectorale Alto Paraná - PR 64 8 m-sm + 56 st-a Múltiplas Presente estudo
Hoplosternum littorale Rio Amazonas - AM 60 4 m + 4 sm + 52 a Simples Porto & Feldberg (1992)
H. littorale Alto Rio Paraná - PR 60 8 m-sm + 52 st-a Simples Presente Estudo
H. littorale Rio Guaíba - RS 60 6 m + 2 sm + 52 a Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
H. littorale Represa Jurumirim - SP 60 6 m + 2 sm + 52 a Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
H. littorale Afluente do Rio Piraí - MT 60 6 m + 2 sm + 52 a Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
Megalechis thoracata Rio Amazonas - AM 64 8 m + 12 sm + 44 st-a Simples Porto & Feldberg (1992)
M. thoracata Rio Amazonas - AM 66 - - Porto et al. (1992)
M. thoracata Afluente do Rio Itiquira - MT 62 6 m + 2 sm + 54 a Simples Shimabukuro-Dias et al. (2005)
M. thoracata Córrego Almoço - AC 62 8 m + 54 a Múltiplas Shimabukuro-Dias et al. (2005)
Legenda: 2n= número diplóide; m-sm (metacêntrico/submetacêntrico), st-a (subtelocêntrico/acrocêntrico). *Um par de homólogos, mais um cromossomo portador das RONs.
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