RENATO JOSÉ GATHAZ
CONDIÇÃO RELACIONADA AO HERMAFRODITISMO PROTOGÍNICO DIÂNDRICO EM Synbranchus marmoratus (BLOCH, 1795) (TELEOSTEI, SYNBRANCHIFORMES,
SYNBRANCHIDAE) NA REPRESA DE SALTO GRANDE, AMERICANA – SP.
Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências do Campus de Rio Claro, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências Biológicas (Zoologia). Orientador: Roberto Goitein
RENATO JOSÉ GATHAZ
CONDIÇÃO RELACIONADA AO HERMAFRODITISMO PROTOGÍNICO DIÂNDRICO EM Synbranchus marmoratus (BLOCH, 1795) (TELEOSTEI, SYNBRANCHIFORMES,
SYNBRANCHIDAE) NA REPRESA DE SALTO GRANDE, AMERICANA – SP.
Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências do Campus de Rio Claro, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências Biológicas (Zoologia) Comissão Examinadora
Roberto Goitein Giulianna Rondineli Carmassi
Agradecimentos
Gostaria de, primeiramente, agradecer ao meu orientador, Prof. Dr. Roberto Goitein pelo seu auxílio e amizade ao longo do desenvolvimento deste trabalho.
Agradeço também a todos dos Departamentos de Zoologia e Biologia que me ajudaram de diversar formas. À Profª Dr. Giulianna Rondineli Carmassi e à Dr. Ursulla Pereira Souza, pela participação na banca examinadora da defesa e pelas suas valiosas sugestões para a melhoria deste trabalho.
Agradeço à minha família, meus pais e minha esposa, mais os nossos dois maravilhosos filhos que me incentivam a ser cada vez melhor.
Resumo
Em nenhum outro grupo de vertebrados o hermafroditismo apresenta-se tão difundido como nos peixes teleósteos. Isso, devido a uma certa labilidade inerente às gônadas dos teleósteos, que também permanecem mais sujeitas às alterações do ambiente do que as dos
outros grupos de vertebrados.
Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo verificar uma possível mudança na condição da espécie de peixe teleósteo Synbranchus marmoratus, quando da ocorrência do processo de inversão sexual. Esta espécie é hermafrodita protogínica, ou seja, os indivíduos primeiro se reproduzem como fêmeas e, após a inversão sexual, tornam-se machos. Para a análise da condição, os indivíduos foram divididos em fêmeas, intersexos e machos, com o auxílio de técnicas histológicas e os dados de peso e comprimento foram submetidos a uma
análise de covariância.
Os resultados demonstraram que após o processo de inversão sexual ocorre um aumento na condição dos indivíduos. Este aumento na condição possivelmente estaria relacionado ao comportamento reprodutivo da espécie, em que os machos constroem um ninho para a desova das fêmeas, entrando em disputas por território ao longo da estação reprodutiva. Além disso, após a desova, o macho permanece próximo ao ninho protegendo os ovos. Desta forma, os indivíduos de maior comprimento obteriam uma vantagem reprodutiva ao trocarem de sexo, pois estariam aptos a cruzar com várias fêmeas ao terem sucesso na disputa de um bom território para a construção do ninho de desova e também seriam mais hábeis ao proteger os ovos de possíveis predadores.
Abstract
In no other group of vertebrates hermaphroditism is seen as widespread as in teleost fish. This is due to a certain inherent lability of teleost gonads, which also remains more susceptible to environmental changes than other groups of vertebrates.
Thus, the present study aimed to evaluate a possible change of theSynbranchus marmoratus condition upon the occurrence of sexual inversion process. This species is hermaphroditic protogynous, ie, individuals reproduce first as females and, after sexual inversion, become males. For the analysis of the condition, the specimens were divided into females, intersexes and males, with by using histological techniques, and data of length/weight data were analysed using an analysis of covariance.
Results show that after the process of sex inverion, the male individuals present an increase for their condition of individuals. This condition increment is possibly related to the reproductive behavior, which includes the male activities to protect territories in which females may breed. These activities include territory defense but also nest building. Moreover, after spawning, the male stays near the nest to protect the eggs. Therefore, larger individuals would obtain a reproductive advantage to exchange of sex, because they would be able to mate with several females to be successuful in the competition for a good territory for nest building and would also be more able to protect the eggs of potencial predators.
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO... 7
1.1 Synbranchiformes... 7
1.2 Determinação Sexual... 11
1.3 Hermafroditismo em Teleósteos ... 21
2. OBJETIVOS... 26
3. MATERIAL E MÉTODOS... 27
3.1 Área de Estudo... 27
3.2 Coleta de Dados... 32
3.3 Análise de Dados... 33
4. RESULTADOS... 35
4.1 Coleta de Dados... 35
4.2 Análise de Dados... 36
5. DISCUSSÃO... 44
5.1 Aspectos Reprodutivos... 44
5.2 Estrutura Populacional... 44
5.3 Condição Corpórea... 46
6. CONCLUSÃO... 49
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1. Introdução
1.1 Synbranchiformes
A Ordem Synbranchiformes é composta por três famílias, 15 gêneros e, aproximadamente, 99 espécies. Todas as espécies, com exceção de três, ocorrem na água doce (NELSON, 2006). Das três famílias que compõem a Ordem (Synbranchidae, Chaudhuriidae e Mastacembelidae), os mastacembelídeos são os que parecem ter retido as características mais ancestrais e, dessa forma, fornecem maiores informações a respeito do ancestral comum do grupo (GOSLINE, 1983). Os Synbranchiformes caracterizam-se por apresentarem corpo alongado, ausência de nadadeiras pélvicas, abertura branquial confinada à metade inferior do corpo e pré-maxila não-protrusível. Formam um grupo monofilético com os mugiliformes, aterinomorfos, gasterosteiformes e elassomatídeos (os smegmamorfos) (JOHNSON &
PATTERSON, 1993).
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de características.
A maioria das espécies apresenta a capacidade de respirar ar atmosférico. O gênero Monopterus apresenta bolsas suprabranquias em forma de pulmão com função respiratória. Muitas apresentam hábitos escavadores, enquanto que algumas vivem em cavernas. O maior comprimento registrado, atingido por Ophisternon aenigmaticum do Novo Mundo, foi de
aproximadamente 1 m (NELSON, 2006).
A família é composta por quatro gêneros, Macrotrema (1 espécie, de água doce e salobra, na Tailândia e Península Malaia), Ophisternon (6 espécies, duas nas Américas e quatro na Eurásia), Synbranchus (3 espécies, México, Américas Central e do Sul) e Monopterus (8 espécies, Libéria e do Paquistão ao Japão) (NELSON, 2006). A protoginia está confirmada para quatro espécies, Monopterus albus, M. boueti, Ophisternon bengalense e Synbrachus marmoratus (SADOVY & LIU, 2008). Rosen & Greenwood (1976) reconheceram duas sub-famílias de sinbranquídeos – Macrotreminae (para Macrotrema caligans) e Synbranchinae (para os outros três gêneros).
Estudos genéticos e bioquímicos têm identificado uma grande diversidade dentro da espécie S. marmoratus (PERCIDES et al., 2005; TORRES et al., 2005). Foram encontrados dois padrões eletroforéticos para a hemoglobina, cada um exclusivo a uma região geográfica específica do estado de São Paulo. Estudos citogenéticos revelaram números diplóides variando de 2n = 42 a 2n = 46. O número cromossômico e o fenótipo da hemoglobina estão associados, desta forma, 2n = 44 e 2n = 46 são encontrados em espécimes com o fenótipo 1 para a hemoglobina, enquanto que 2n = 42 são encontrados em espécimes com o fenótipo 2 para a hemoglobina (NAKAMOTO et al., 1986a, b apud TORRES et al., 2005).
Ao examinar espécimes de S. marmoratus coletados em sete diferentes localidades das bacias dos rios Paraguai e Paraná, Torres et al. (2005) encontraram diferenças no número diplóide e fórmula cromossômica entre as amostras, resultando na identificação de cinco citótipos para a espécie. Este mesmo estudo também encontrou uma grande variação no conteúdo de DNA nuclear. Muitas vezes as amostras simpátricas diferiram mais entre si do que as alopátricas, sugerindo uma especiação simpátrica ou algum evento biogeográfico que levou a uma distribuição simpátrica de espécies muito similares.
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forma cilíndrica, pele escorregadia, habilidade de fuga (inclusive fora d’água) e uso de
esconderijos (BUCKUP, 1999).
Durante sua etapa de vida juvenil, alimenta-se de zooplâncton, pequenos crustáceos (Cladocera e Ostracoda) e insetos associados à vegetação flutuante (RODRÍGUEZ, 1999). Na etapa adulta, é carnívoro, ingerindo peixes, moluscos (Pellecipoda e Gastropoda) e crustáceos (MONTENEGRO, 2009). Em muitas localidades da Argentina é utilizada para consumo
humano (LO NOSTRO, 2000).
Synbranchus marmoratus (Figura 1) é um hermafrodita protogínico diândrico. Sua gônada ímpar ocupa dois terços da longitude total do corpo, na região médio-dorsal da cavidade celomática, estendendo-se até a papila urogenital. Macroscopicamente, a gônada é alongada e cilíndrica, em geral, com aspecto translúcido e homogêneo (ANTONELI, 2002).
Figura 1: Synbranchus marmoratus (KULLANDER, 2003)
A gônada dos machos primários apresenta-se como dois cordões unidos medialmente por tecido conjuntivo. A organização histológica testicular de S. marmoratus corresponde ao tipo lobular irrestrito. Os lóbulos testiculares constituem um sistema de canais anastomosados que terminam em fundo cego junto à cápsula e, cujo epitélio (epitélio germinativo) é organizado em cistos (PARENTI & GRIER, 2004).
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Em cortes transversais, apresenta-se revestida externamente por uma cápsula organizada em três camadas. A mais externa é delgada e constituída por um epitélio pavimentoso simples (camada serosa). A camada intermediária é formada por tecido conjuntivo denso e, subjacente a esta, uma delgada faixa de tecido conjuntivo mais frouxo (estroma ovariano), altamente celular, margeado pelo epitélio germinativo projeta-se para o interior do órgão (cavidade ovariana, dorsalmente), constituindo as lamelas ovígeras. A região ventral, de onde se projetam as lamelas ovígeras para a cavidade ovariana, constitui-se a cavidade
pseudo-ovariana (ANTONELI, 2002).
A inversão do sexo inicia-se na região limitante da cavidade ovariana. O tecido testicular, a princípio escasso, paulatinamente substitui o tecido germinativo feminino, em regressão. É observada uma aparente desorganização da arquitetura histológica da gônada. Às gônadas dos exemplares caracterizados como intersexo, acresce-se ao descrito: hiperplasia da cápsula ovariana, aumento acentuado na vascularização, intensa proliferação e migração de células mióides e proliferação de células de Leydig (ANTONELI, 2002).
A gônada dos machos secundários diferencia-se daquela do macho primário por ser oriunda de um ovário de fêmea funcional. Tal testículo é constituído por um único cordão. É construído sobre uma estrutura meramente ovariana e, portanto, envolto pela espessa cápsula ovariana. Entre a cápsula e as “lamelas testiculares”, permanece a cavidade pseudovariana, situada ventralmente ao corpo do animal. Igualmente, a cavidade para a qual se projetam as lamelas ovígeras, denominada “cavidade ovariana”, situada dorsalmente, não desaparece nos machos secundários. A região ventral do testículo apresenta-se coberta por uma cápsula de tecido conjuntivo bastante espessa. Este tecido se fixa aos suportes laterais, existentes nas fêmeas, os quais estão unidos à cápsula e numerosos condutos eferentes desenvolvem-se nesse tecido e nos suportes laterais. Na região distal do testículo, os condutos eferentes seguem dois caminhos: aqueles da região posterior abrem-se diretamente no ducto urinário, ao passo que os da região anterior, num conduto coletor intratesticular. Ambos desembocam no conduto urogenital que termina da papila de mesmo nome (ANTONELI, 2002).
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outros grupos de peixes bem alimentados, a frequência de machos foi mais alta nos peixes mal-nutridos, indicando que um período de escassez de alimentos pode ter alguma influência no mecanismo de reversão sexual em M. albus. Em seu hábitat natural, estes peixes frequentemente são expostos a secas periódicas e condições críticas durante os quais a disponibilidade de alimentos decresce. É possível que estas condições ecológicas excepcionalmente severas causem uma má-nutrição, que, por sua vez, produza a reversão sexual (LIEM, 1963). Supondo que as funções reprodutivas de um sexo possam ser melhor desempenhadas por um animal pequeno e aquelas do outro sexo por um animal maior, a protoginia pode ocorrer em indivíduos onde seja vantajoso, para o macho, ser grande – por exemplo, onde há seleção sexual ou onde os machos cuidam dos jovens (GHISELIN, 1969). Evidências de cuidado parental em sinbranquídeos por parte dos machos, como construção e limpeza do ninho e proteção dos ovos são citadas por muitos autores (TAYLOR, 1913; BREDER & ROSEN, 1966; BLUMER, 1982; FAVORITO et al.; 2005;), podendo este comportamento ter favorecido o surgimento da protoginia. Uma melhor compreensão do mecanismo de inversão sexual pode contribuir para esclarecer como a evolução deste tipo de estratégia estaria ligada às mudanças nas condições ecológicas que a espécie pode sofrer ao longo de sua ontogenia .
1.2 Determinação sexual
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organismo, a sexualidade dos vertebrados pode ser brevemente classificada em dois grupos principais: gonocóricos e hermafroditas. Entre as poucas exceções estão os indivíduos unissexuais, tais como Poecilia formosa (Poeciliidae), no qual a fêmea se reproduz ao cruzar com machos simpátricos de espécies gonocóricas, tais como P. latipinna e P. mexicana
(YAMAMOTO, 1969; DRIES, 2003).
Nos gonocóricos há a ocorrência, em um único indivíduo, ou de testículos ou de ovários, sendo a condição a qual a maioria dos vertebrados pertence. Quando maduro, cada indivíduo funciona ou como macho ou como fêmea, a despeito da ocorrência usual de intersexualidade embriológica na gônada primordial de todos os tetrápodes e
elasmobrânquios.
Os hermafroditas possuem ambos os tecidos ovariano e testicular no mesmo indivíduo que, durante a sua história de vida, desempenham as funções de macho e fêmea. Entre os teleósteos, nos quais a expressão da sexualidade é mais complexa e diversificada, muitas formas de hermafroditismo são exibidas. A este respeito, o hermafroditismo pode ser: simultâneo ou sequencial.
O hermafroditismo simultâneo é aquele no qual tanto os ovócitos como os espermatozóides amadurecem, ao mesmo tempo, em um ovotéstis. No hermafroditismo sequencial, o indivíduo possui tanto o tecido testicular quanto o ovariano mas, em um dado momento, funciona adequadamente ou como macho ou como fêmea. Na ontogenia normal da gônada, ocorre uma completa substituição do tecido gonadal de um sexo pelo outro, usualmente com um estágio intersexual transitório. Podem existir hermafroditas protândricos , em que os ovários substituem os testículos, ou protogínicos, nos quais a sequência é revertida
(GHISELIN, 1969 ; CHAN, 1970).
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de uma vez em um único indivíduo (KUWAMURA & NAKASHIMA, 1998; SAKAI et al., 2003; LIU & SADOVY, 2004; WITTENRICH & MUNDAY, 2005).
A utilização dos termos “inversão” e “reversão” de sexo permanecem mal definidas na literatura e ambos os termos são utilizados indistintamente. Lone e colaboradores (2001) definem como inversão quando um indivíduo muda para o sexo oposto, passando por uma fase transicional (intersexo) enquanto a reversão acontece quando um indivíduo caminha para o intersexo, porém, retorna ao sexo inicial. Por outro lado, se o intersexo é considerado um tipo sexual, pode-se afirmar que, no processo de reversão, necessariamente ocorre uma inversão. Portanto, existiria o fenômeno de inversão com ou sem reversão de sexo.
Há também casos de hermafroditismo não-funcional, em que uma proporção de indivíduos de uma espécie (ou uma população), podem exibir tanto os tecidos ovarianos como testiculares, mas somente se reproduzem como macho ou fêmea. O hermafroditismo anormal ocorre em algumas famílias de teleósteos, tais como Clupeidae, Esocidae, Percidae e Bothidae. Este tipo de hermafroditismo pode surgir em resposta a distúrbios hormonais ou exposição a compostos químicos. Finalmente, há casos de arrenoidia, no qual a fêmea exibe características sexuais típicas de um macho e ginoidia, onde o macho exibe características sexuais típicas de uma fêmea (SADOVY & LIU, 2008).
Entre os vertebrados, o hermafroditismo simultâneo é encontrado somente nos teleósteos. Mesmo assim, sua ocorrência é rara, estando confinado a algumas espécies de mar profundo (MEAD et al., 1964) e a uma subfamília (Serraninae) de garoupas (Serranidae). A auto-fertilização natural está documentada em somente uma espécie, o ciprinodontídeo Rivulus marmoratus (HARRINGTON & RIVAS, 1958 ; HARRINGTON, 1961). É uma espécie ovovivípara com fertilização interna. Algumas populações desta espécie na Flórida consistem inteiramente de hermafroditas simultâneos (HARRINGTON & RIVAS, 1958 ; HARRINGTON, 1961, 1971) e, em outras partes, como nas ilhas do Caribe, coexistem tanto
hermafroditas como machos (KRISTENSEN, 1965).
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tipo I e tipo II. Na gônada limitada, um septo de tecido conjuntivo separa o tecido feminino e masculino; na gônada não-limitada tipo I, os tecidos feminino e masculino estão em contato entre si, mas não se mesclam e na gônada não-limitada tipo II, os tecidos feminino e masculino estão entremeados (ATZ, 1964).
O hermafroditismo simultâneo pode ser diagnosticado por características como: i) gônadas limitadas ou não-limitadas tipo I; ii) presença de tecido feminino e masculino desde os estágios iniciais do desenvolvimento gonadal; iii) existência de tecido gonadal funcional de ambos os sexos, ou seja, tecido ovariano com oócitos vitelogênicos e tecido espermatogênico, com espermátides e/ou espermatozóides e condutos eferentes bem definidos; iv) comprovação de autofecundação e reconhecimento de que ambos os tipos de tecido são funcionais por idêntico período, durante a estação de reprodução e vida do indivíduo (ANTONELI, 2002).
Entre os critérios para a diagnose do hermafroditismo sequencial em peixes podemos citar: i) testículos com uma cavidade central revestida por uma membrana; ii) indivíduos transicionais; iii) oócitos atrésicos dentro dos testículos; iv) sinus espermático na parede da gônada e produção experimental da reversão sexual – ou de indivíduos transicionais – através da manipulação do sistema social. Algumas características, como uma distribuição bimodal da frequência de tamanho dos diferentes sexos, podem ter várias causas, sendo que somente uma delas é o hermafroditismo (SADOVY & SHAPIRO, 1987).
Durante a remodelação gonadal, nos hermafroditas sequenciais, os processos de morte e remoção de restos celulares são intensos e podem envolver vários mecanismos (UCHIYAMA, 2001). As gônadas transicionais das espécies de peixes hermafroditas sequenciais constituem, portanto, excelentes modelos biológicos para os estudos sobre atresia, degeneração e morte celular, como, também, sobre remoção e processamento dos restos celulares do tecido gonadal do primeiro sexo (ANTONELI, 2002).
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em pequeno número em corpos d’água isolados e limitados, e que a capacidade e a ocorrência normal da autofertilização na espécie forneceram fortes evidências de que estas formas hermafroditas sincrônicas são derivadas de fêmeas gonocóricas sobre uma pressão evolutiva de severo isolamento (ATZ, 1964). Parece que a autofertilização tem origem convergente a adaptações a condições especiais, por isso é frequentemente facultativa (GHISELIN, 1969). Embora, no geral, ela seja bastante prejudicial, é mais vantajoso se autofertilizar do que, absolutamente, não se reproduzir (DARWIN, 1876).
Na medida em que a causa é a prevenção da autofertilização, comportamentos de desova em grupo em Serranus scriba em ambientes naturais (REINBOTH, 1962) podem, possivelmente, fornecer uma situação para o aumento das chances de fertilização cruzada. Por outro lado, a expressão sequencial das fases masculina e feminina em estações de desova separadas pode ter fornecido um mecanismo tão bom quanto nos gonocóricos (CHAN, 1970), além de poder reduzir a endogamia entre irmãos. Se todos os membros de uma ninhada crescessem à mesma taxa, e todos passassem, simultaneamente, primeiro através de um estágio masculino e, então, através de um estágio feminino, não estariam aptos a cruzarem entre si (GHISELIN, 1969). Três aspectos comparativos podem ser incluídos na discussão da determinação da sexualidade em vertebrados: base genética de determinação sexual, organização somática da gônada e substâncias indutoras.
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com efeitos aditivos determinam o sexo do organismo dependendo se a soma dos efeitos de todos os loci sexuais ultrapassam um valor limite. Sistemas multifatoriais são raros, provavelmente em razão da sua instabilidade evolutiva (BULL, 1983; FRANCIS, 1992).
O heteromorfismo dos cromossomos sexuais é também associado à diferenciação sexual pré-determinada. A diferenciação sexual primária de espécies com cromossomos sexuais heteromorfos não é influenciada por fatores ambientais nem há processos como a reversão sexual natural nestes grupos. Os mamíferos, por exemplo, nos quais o heteromorfismo se encontra mais desenvolvido, não estão sujeitos a qualquer perturbação ambiental em seus órgãos sexuais primários. Já os teleósteos apresentam poucas evidências de heteromorfismo e muitas evidências de instabilidade sexual (FRANCIS, 1992). De fato, entre as 259 espécies de peixes que apresentam algum tipo de hermafroditismo, somente em sete gêneros e quatro espécies encontraram-se cromossomos sexuais em algumas populações e/ou indivíduos (DEVLIN & NAGAHAMA, 2002).
Uma vez que fatores ambientais substituem os cromossomos sexuais na determinação do sexo, como em casos em que não há uma diferença genética consistente entre os machos e fêmeas ou quando a determinação sexual ocorre após a fertilização em uma dada temperatura de incubação, a proporção sexual ou o número de machos para cada fêmea torna-se tendenciosa, desviando-se da proporção mendeliana (1:1) produzida pelos sistemas de cromossomos sexuais heterogaméticos (VALENZUELA et al., 2003).
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Além disso, em muitas espécies hermafroditas simultâneas, o potencial masculino aumenta com a idade (HARRINGTON, 1967, 1968, 1975; HASTINGS & PETERSEN, 1986) e, entre as espécies hermafroditas sequenciais, a protoginia é muito mais comum do que a protandria. Em todas as espécies protândricas investigadas até agora, os machos sempre possuem tecidos femininos em estágios iniciais de diferenciação (REINBOTH, 1988).
O tecido embrionário único encontrado em teleósteos também é característico dos ciclostomados. Tanto nas lampreias como nas feiticeiras, a topografia córtico-medular das gônadas dos demais táxons de vertebrados está ausente, sugerindo que este seja um estado primitivo. As gônadas de todas as lampreias primeiramente se diferenciam em ovários, e, em alguns indivíduos, o tecido ovariano se degenera antes do início da maturação, cedendo lugar para o desenvolvimento dos testículos (GORBMAN, 1983). Feiticeiras exibem um padrão de desenvolvimento sexual protogínico. O grupo possui uma única gônada que se diferencia ao longo de um eixo ântero-posterior. A porção anterior, que se diferencia primeiro, é ovariana; os tecidos masculinos tendem a se concentrarem no segmento posterior da gônada, que se
diferencia por último (GORBMAN, 1990).
Em teleósteos, como em outros vertebrados, o controle das características sexuais secundárias e o comportamento reprodutivo estão relacionados à presença de tecidos endócrinos nas gônadas. A adenohipófise, através da secreção dos hormônios gonadotróficos, regula a atividade gametogênica não só nos peixes teleósteos, sendo indispensável para a maturação das gônadas em todos os vertebrados acima dos ciclostomados, dominando o processo da reprodução desde o Ordoviciano, um período de quase 500 milhões de anos atrás. A natureza dos hormônios sexuais é esteroide e aqueles sintetizados pelos testículos são andróginos e os sintetizados pelo ovário são estrógenos (HOAR, 1965).
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impulsos tanto visuais como olfativos. Dessa forma, o cérebro deve ter certa primazia no desenvolvimento de qualquer forma de hermafroditismo sequencial que esteja sob controle social, uma vez que a única maneira do comportamento afetar as gônadas é através do cérebro
(FRANCIS, 1992).
Centros nervosos também são responsáveis pela coordenação de comportamentos reprodutivos. Segaar e Nieuwenhuys (1963), demonstraram a importância do telencéfalo na coordenação da agressividade sexual e cuidado parental do esgana-gata Gasterosteus aculeatus. Ao causar lesões em diferentes áreas, eles forneceram evidências para a localização de centros coordenadores; os animais, assim operados, ainda exibiam padrões familiares de comportamento, mas com intensidades de movimento alteradas, demonstrando que os efeitos das lesões nos comportamentos eram mais quantitativos do que qualitativos. Este estudo atentou para a participação do telencéfalo em uma função além da olfativa, particularmente, a coordenação do comportamento reprodutivo (HOAR, 1965).
Flutuações nos níveis de gonadotropinas podem ter um papel na reversão sexual em peixes protândricos. Em Sparus aurata, apesar de nenhuma variação no nível de hormônios esteróides ter sido observada após a administração de hormônios liberadores da gonadotropina, o tratamento resultou na redução da porcentagem do tecido testicular na gônada (VILIA & CANARIO, 1995). Tratamentos com gonadotropinas ou liberadores da gonadotropina também são capazes de induzir a reversão sexual em peixes protogínicos, resultando na produção de células germinais (espermatogônias, espermatócitos e espermátides) e somáticas (células de Leydig). Em Synbranchus marmoratus (RAVAGLIA et al., 1997) e M. albus (TAO et al., 1993), tratamentos com GnRH elevaram os níveis de andrógenos e induziram reversão sexual funcional, apesar de que na última espécie os efeitos do GnRH no processo de reversão sexual podem ser mais efetivos em fêmeas que já
desovaram (YEUNG et al., 1993a,c).
Os mecanismos que controlam os ciclos reprodutivos e as mudanças gonadais, em um primeiro nível de integração, são os hormônios hipofisários que atuam através de um mecanismo complexo que envolve caminhos bioquímicos, neurológicos e fisiológicos. Em outro nível de integração, as mudanças hipofisárias são usualmente engatilhadas por temperaturas ambientais, luz ou precipitação. Fotoperíodo e temperatura são os reguladores ambientais para peixes de temperaturas e áreas frígidas, mas a importância relativa dos dois fatores varia marcadamente em diferentes espécies (HOAR, 1959; JOHN, 1963).
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controladas durante o desenvolvimento embrionário. Entretanto, peixes são pecilotérmicos e o desenvolvimento embrionário ocorre em total exposição ao ambiente físico externo, onde variações relativamente grandes na temperatura podem ocorrer. Embora os peixes tenham evoluído uma ampla tolerância para permitir o desenvolvimento dos embriões expostos a tais temperaturas, há um acúmulo de evidências demonstrando o efeito da temperatura na determinação sexual de algumas famílias. A determinação do sexo é controlada pela ação de uma variedade de caminhos bioquímicos envolvendo muitas proteínas diferentes (e.g. fatores de transcrição, enzimas estereoidogênicas, sistemas de receptores e de mensageiros secundários, etc.). Uma vez que a temperatura pode influenciar dramaticamente a estrutura e função de proteínas e outras macromoléculas, flutuações nas temperaturas como as encontradas pelos peixes em diferentes habitats podem alterar a determinação sexual e influenciar a probabilidade do desenvolvimento resultar em um macho ou uma fêmea
(DEVLIN & NAGAHAMA, 2002).
Estudos conduzidos por Harrington (1975) sobre a autofertilização em Rivulus marmoratus demonstraram que, apesar da vasta maioria dos peixes desta espécie serem hermafroditas simultâneos, embriões submetidos a baixas temperaturas produzem machos primários. Sob condições experimentais, tais machos primários puderam ser produzidos ao se criar ovos fertilizados em uma faixa de temperatura de 19,6º C 0,5º C antes de se atingir um ‘‘período termolábil crítico’’ que se inicia um pouco antes da eclosão (HARRIGTON, 1967, 1968). Em estágios de desenvolvimento tardios, altas temperaturas (30º C ou mais), causaram a diferenciação de machos em hermafroditas simultâneos (FRANCIS, 1992). Além disso, com o aumento da idade, os peixes hermafroditas tendem a desenvolver-se em machos secundários através de um progressivo aumento das áreas testiculares em comparação com os componentes ovarianos. Esta mudança é favorecida por condições de dia curto e a sensibilidade às alterações no período de luz é controladae4 por um gene específico etário-dependente (HARRINGTON, 1971). A temperatura também afeta a diferenciação sexual das fêmeas partenogenéticas de Poecilia formosa (HUBBS, 1964) e do peixe-beta Betta splendens (LOWE & LARKIN, 1975).
O caso mais bem documentado de determinação sexual dependente da temperatura em teleósteos ocorre no aterinídeo Menidia menidia. Nesta espécie, baixas temperaturas produzem fêmeas e altas temperaturas produzem machos (CONOVER & KYNARD, 1981). O período sensitivo para a ocorrência deste efeito da temperatura ocorre logo antes da metamorfose, aproximadamente 50 dias após o nascimento (FRANCIS, 1992). A resposta à
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temperatura em M. menidia também tem um componente genético, uma vez que a descendência de diferentes fêmeas responde de forma diferenciada às influências térmicas (CONOVER & KYNARD, 1981) e pais diferentes também podem ter um forte efeito na resposta às influências térmicas (CONOVER & HEINS, 1987a). Em condições naturais, suspeita-se que a temperatura oceânica afeta a razão sexual em espécies de Menidia de tal forma que as fêmeas são produzidas antes, com a desova ocorrendo em temperaturas mais baixas, fornecendo um tempo adicional para o crescimento dos ovários (CONOVER, 1984; MIDDAUGH & HEMMER, 1987). Esta resposta à temperatura é afetada pela latitude (CONOVER & HEINS, 1987b), de tal forma que populações do norte do Canadá não respondem à temperatura, enquanto que as da Carolina do Sul o fazem (LAGOMARSINO & CONOVER, 1993). Estas diferenças genéticas permitem distinguir populações de M. menidia e ajustar a razão sexual apropriada para diferentes latitudes de modo a maximizar o fitness
(DEVLIN & NAGAHAMA, 2002).
Informações consideráveis indicam que a poluição ambiental pode causar sérios impactos na reprodução de peixes (KIME, 1995, 1998; SUMPTER, 1997). A complexidade dos processos fisiológicos envolvidos na diferenciação e maturação das gônadas fornecem muitas oportunidades para interferências químicas tanto em machos como em fêmeas. Os ditúrbios incluem efeitos gerais na morfologia da gônada, nas taxas de espermatogênese e oogênese (incluindo vitelogênese), ovulação, espermiação, e/ou comprometimento no número ou qualidade dos gametas, assim como efeitos no comportamento reprodutivo (MUNKITTRICK et al., 1992; JONES & REYNOLDS, 1997). As substâncias químicas envolvidas nestes distúrbios incluem metais pesados, organofosfatos, organoclorados e misturas complexas ou indefinidas de compostos encontrados em pesticidas, herbicidas, lixo industrial e águas, solos ou sedimentos de ambientes naturais contaminados. Em muitos casos, os mecanismos bioquímicos através dos quais os danos reprodutivos são mediados não são conhecidos, e os impactos são notados através de características tais como índice gonadossomático reduzido ou falhas ao atingir a maturidade sexual (DEVLIN &
NAGAHAMA, 2002).
Ϯϭ
mosquito (Gambusia afinis), características sexuais secundárias são controladas por andrógenos (ROSA MOLINAR et al., 1996) e peixes à jusante dos efluentes de fábricas de papel kraft podem sofrer uma masculinização, apresentando elongação da nadadeira anal em um gonopódio, ou, então, sofrem alterações no comportamento sexual feminino (HOWELL et al., 1980; DRYSDALE & BORTONE, 1989; KROTZER, 1990; CODY & BORTONE, 1997). Esta influência, que não altera a diferenciação sexual (HUNSINGER et al., 1988), parece ser mediada por andrógenos derivados da degradação microbiótica de esteroides vegetais (i.e. estigmastanol e β-sitosterol) (DENTON et al., 1985).
Outro aspecto do ambiente físico que também pode influenciar a determinação do sexo em teleósteos é o pH da água, que afeta a proporção sexual de várias espécies de ciclídeos (Apistogramma e Pelviachhromis) e do poeciliídeo Xiphophorus helleri (RUBIN, 1985). 1.3 Hermafroditismo em teleósteos
ϮϮ
Figura 2: Curvas de fecundidade por idade para uma população hipotética na qual a fecundidade das fêmeas é representada pela curva a. A curva b é a fecundidade por idade calculada para machos em uma população na qual o acasalamento ocorre aleatoriamente. A curva c corresponde a uma população em que as fêmeas acasalam somente com machos da mesma idade ou mais velhos (WARNER, 1975).
Em sistemas de acasalamento poligínicos, em que machos grandes monopolizam o encontro com as fêmeas, o potencial reprodutivo dos machos se torna fortemente dependente do tamanho, favorecendo o surgimento do hermafroditismo protogínico. Ao contrário, em sistemas monogâmicos ou onde o acasalamento ocorre aleatoriamente, o potencial reprodutivo feminino tende a ser mais dependente do tamanho do que o potencial reprodutivo masculino, favorecendo o surgimento do hermafroditismo protândrico (MUNDAY et al.,
2006).
De fato, o sistema de acasalamento pode ter efeitos dramáticos no momento da mudança sexual (MUNDAY et al., 2006). Em espécies tais como o gudião azul (Thalassoma bifasciatum), quando os recursos disponíveis favorecem a poliginia, a maioria dos machos se originam a partir de uma reversão sexual. Por outro lado, quando altas densidades tornam os recursos para a poliginia inviáveis, os indivíduos geralmente tendem a se tornar machos antes da maturação (sendo, portanto, machos primários), não mudando mais de sexo quando adultos (WARNER, 1984; WARNER & HOFFMAN, 1980).
Para peixes vivendo em grupos que contém um ou dois machos e muitas fêmeas, Ϭ ϭϬ ϮϬ ϯϬ ϰϬ ϱϬ ϲϬ
Ϭ Ϯ ϰ ϲ ϴ ϭϬ ϭϮ
Ϯϯ
Aldenhoven (1986) desenvolveu um modelo que revela que as pressões seletivas para a mudança do sexo se alteram conforme o número de machos que se encontram competindo para assumir o controle de um grupo. Um importante atributo deste modelo é que ele incorpora fatores como condições demográficas e comportamento. Consequentemente, este modelo prevê uma variabilidade temporal e espacial na proporção de indivíduos que trocam de sexo. De fato, Robertson (1972) observou que o bodião-limpador Labrides dimidiatus vive em pequenos grupos onde um macho controla um harém de fêmeas, no qual os indivíduos maiores são dominantes sobre os pequenos. O macho de cada harém suprime a tendência de reversão sexual das fêmeas através de uma dominância ativa sobre elas. A morte do macho liberta as fêmeas desta supressão e a fêmea dominante troca de sexo imediatamente, ao menos que um macho de fora assuma o grupo (ROBERTSON, 1974 apud REINBOTH, 1980). Por outro lado, estudos recentes demonstraram que nem sempre a maior fêmea em um grupo aumentaria o seu potencial reprodutivo ao trocar de sexo se a soma da fecundidade das outras fêmeas do grupo for menor do que a fecundidade da maior fêmea e/ou se a competição espermática for intensa. Sob estas condições, seria mais vantajoso para o maior indivíduo permanecer como uma fêmea, sendo que a menor das fêmeas ganharia mais ao trocar de sexo (MUÑOZ & WARNER, 2003). Além disso, fêmeas de algumas espécies de peixe-frade formadoras de harém podem mudar de sexo sem a perda do macho dominante. Uma explicação para este fenômeno é que a fêmea (aparentemente a fêmea que está no topo da hierarquia), de alguma forma, contorna a dominância agressiva do macho permanecendo abrigada e visualmente isolada do macho dominante, mudando de sexo e estabelecendo o seu próprio território e harém (MOYER & ZAISER, 1984; HOURIGAN & KELLEY, 1985;
ALDENHOVEN, 1986).
Uma vez que a maioria das técnicas de pesca tendem a capturar os peixes de maior tamanho, é esperado que a pesca reduza a proporção de indivíduos grandes em uma população. Em peixes hermafroditas protogínicos “típicos”, os maiores indivíduos da população são machos e o controle social da reversão sexual pode, algumas vezes, mitigar os efeitos da contínua remoção dos machos maiores. Por outro lado, naquelas espécies em que fêmeas grandes que não passaram pelo processo de reversão sexual predominam, a pressão da pesca pode estar removendo os indivíduos mais férteis, e isto pode ter efeitos drásticos na produção local (MUÑOS & WARNER, 2003).
Ϯϰ
obteriam nenhum ganho imediato no sucesso reprodutivo. Esta reversão sexual precoce pode ser uma estratégia viável se indivíduos não-reprodutores obtém um decréscimo nas taxas de mortalidade e um aumento nas taxas de crescimento (IWASA, 1991). O budião Sparisoma viride apresenta uma reversão sexual precoce aparentemente favorecida pela razão de que os machos não-reprodutores apresentarem uma taxa de crescimento maior do que os machos territoriais, além de não sofrerem taxas de mortalidade marcadamente altas (VAN ROOIJ et al., 1995; VAN ROOIJ & VIDELER, 1997). Uma vantagem alternativa para a razão da reversão sexual precoce, é que estes indivíduos teriam uma melhor chance de assumirem um harém ou território reprodutivo após a morte de um macho territorial (ALDENHOVEN,
1986).
Peixes monogâmicos habitantes de coral, como Gobiodon histrio podem trocar de sexo mais de uma vez. Quando um dos parceiros morre (ou quando o hospedeiro do coral morre), o sobrevivente tem de se mudar a fim de encontrar um novo parceiro. Esta busca, entretanto, é muito arriscada e, quando uma nova parceria é formada, um dos indivíduos mudará o seu sexo se ambos forem do mesmo sexo (NAKASHIMA et al., 1995; MUNDAY, 2002). Espécies poligínicas também apresentam repetidas reversões sexuais. No peixe Trimma okinawe, uma reversão sexual protogínica ocorre quando uma fêmea se torna o maior indivíduo de um grupo social. Entretanto, um macho pode reverter a mudança no sexo se ele trocar de grupo social e se encontrar subordinado a um macho maior (SUNOBE &
NAKAZONO, 1993).
Ϯϱ
característica por um período extenso, ou, então, da coexistência de tecidos funcionais de ambos os sexos na mesma gônada (SADOVY & LIU, 2008). Lo Nostro et al. (2003), mostraram que uma única gônia de Synbranchus marmoratus pode produzir células germinativas de ambos os sexos.
Ϯϲ
2. Objetivos
Ϯϳ
3. Material e Métodos 3.1 Área de estudo
O reservatório Salto Grande é formado pelo rio Atibaia e está inserido na Bacia do Rio Piracicaba, pertencente ao 5° grupo de Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) do Estado de São Paulo. As águas do reservatório destinam-se, principalmente, à recreação de contato primário e secundário e geração de energia elétrica e influenciam a qualidade da água das captações de Americana e Piracicaba, localizadas a jusante. Recebe grande aporte de efluentes domésticos, industriais e agrícolas de municípios a montante, especialmente de Campinas e do Pólo Petroquímico de Paulínia (AGUJARO, 2007). As principais características deste reservatório estão descritas na Tabela 1.
O Rio Atibaia, classe 2 na Resolução Federal CONAMA 357/2005 (BRASIL, 2005), nasce na cidade de Atibaia, Estado de São Paulo, oriundo dos rios Atibainha e Cachoeira. Esses dois rios são represados, juntamente com o Rio Jaguari, para, através do sistema Cantareira, fornecer água para a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), suprindo 60% dos seus habitantes (cerca de 8 milhões de pessoas) que recebem 33 m3/s revertidos da bacia do Rio Atibaia para a bacia do Alto Tietê. Essa reversão diminui a vazão potencial no Rio Atibaia, exigindo de seus gestores um controle eficiente da qualidade das águas desse recurso hídrico (AGUJARO, 2007 ; SILVA & JARDIM, 2007).
Ϯϴ
TABELA 1: Informações gerais sobre o reservatório Salto Grande (DEBERDT, 2002; ESPÍNDOLA et al., 2004)
Parâmetros Valores
Localização Americana – SP
Latitude 22º 43’
Longitude 47º 16’
Elevação (m) 530
Principal rio Rio Atibaia
Área de drenagem 2770 km²
Área mínima inundada 10,55 km²
Área máxima inundada 13,80 km²
Perímetro do reservatório 64 km
Profundidade máxima 19 m
Profundidade média 9,2 m
Comprimento do reservatório 17 km
Volume máximo do reservatório 106 x 106 m³/s
Vazão máxima 37,1 m³/s
Tempo médio de retenção da água 30 dias
Tipo de circulação Polimítico
Uso principal Geração de energia elétrica
Capacidade nominal 30,0 MW
Capacidade efetiva 33,6 MW
Ϯϵ
TABELA 1 (continuação): Informações gerais sobre o reservatório Salto Grande (DEBERDT, 2002; ESPÍNDOLA et al., 2004)
Parâmetros Valores
Tomada de água Barragem (porção inferior)
Altura da barragem 25 m
Comprimento da crista 228 m
Número de comportas 3
ϯϬ
A represa do Salto Grande localiza-se no município de Americana – SP, na porção mais baixa do rio Atibaia (Figura 3) e faz parte da sub-bacia do Atibaia, uma das formadoras da Bacia do rio Piracicaba, pertencente à Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos 05 – UGRHI 05, que abrange um total de 62 municípios e uma área de drenagem de 15303,67 km2, com 92,6% de sua área localizada no Estado de São Paulo e 7,4% no Estado de Minas Gerais (AGUJARO, 2007). Nela encontra-se a Usina Hidrelétrica Salto Grande, inaugurada em 1911 e vendida pra a CPFL em 1949, com três unidades geradoras e uma potência de 30MW, segundo o relatório de programa de ações ambientais (CPFL, 2007). A represa atende, na atualidade, aos habitantes dos municípios de Americana, Paulínia e Nova Odessa, que utilizam o manancial também para atividades de lazer e captação de água para irrigação. As formas de uso e ocupação da terra no entorno, especialmente aquelas destinadas ao uso urbano, vêm se intensificando nos últimos anos e ocasionando diversos tipos de impactos na represa, como o uso e ocupação irregular da terra, aumento dos processos erosivos, soterramento de nascentes, entre outros, que comprometem as funções deste importante recurso hídrico da região, contaminando não somente os corpos hídricos, como também o solo e o ar, causando uma série de problemas de ordem socio-ambiental (CARVALHO & MATIAS, 2008 ; CRUZ E MATIAS, 2008).
Figura 3: Localização da Represa de Salto Grande no Rio Atibaia.
cana-de-ϯϭ
açúcar enquanto que a margem esquerda do Reservatório de Salto Grande tem uma ocupação predominantemente urbana (Figura 4).
Figura 4 : Imagem de satélite compreendendo o Reservatório de Salto Grande e suas margens direita e esquerda.
Conforme constatado por Fonseca (2008) em estudo realizado sobre o uso da terra no entorno da Represa do Salto Grande, dentre as culturas agrícolas mapeadas, a da cana-de-açúcar foi tida como elemento espacialmente dominante. Tal atividade rural demanda o uso de fertilizantes, principalmente do fósforo e do potássio, além de pesticidas e herbicidas e, todos eles, ao serem carreados, promovem a contaminação dos reservatórios (DIAS et al., 2005). O grande aporte de nutrientes, associados com a condição lêntica do corpo hídrico, favorece o aparecimento de florações intensas de algas e cianobactérias. Foram verificadas densidades elevadas de células de cianobactérias no reservatório em concentrações médias que, quando comparadas com parâmetros internacionais, apontam riscos para a população
exposta (AGUJARO, 2007).
ϯϮ
disseminar doenças de veiculação hídrica como amebíase, ancilostomose, ascaridíase, cólera, dengue, enterobíase, esquistossomose, febre tifóide, giardíase, malária, entre outros
(IRRIGART, 2006).
Os reservatórios surgem como uma importante ferramenta para o atendimento dos usos múltiplos das águas como, por exemplo, criação de peixes, captação de água para abastecimento, recreação de contato primário, navegação, abastecimento humano, geração de energia, abastecimento industrial, irrigação, controle de cheias, pesca e mitigação de secas. No caso do Reservatório de Salto Grande, quase todos os seus usos foram impedidos, exceto a geração de energia elétrica, em função de um processo de eutrofização extremamente elevado. Além da perda de qualidade da água, ocorreram vários problemas de caráter econômico e social na região, como a desvalorização dos imóveis e o aumento da criminalidade às margens do reservatório. Este processo é intimamente ligado à degradação ambiental que se encontra o reservatório e o seu entorno, afugentando as pessoas do local, contribuindo ainda mais para os problemas sociais que ocorrem no entorno do reservatório (IRRIGART, 2006).
3.2 Coleta de dados
Todos os exemplares de Synbranchus cf marmoratus foram coletados na Represa de Salto Grande durante o período de estudo. A coleta dos exemplares foi efetuada com o material de pesca dos próprios pescadores que atuam na represa, onde foi realizada a compra
dos exemplares de muçum capturados.
ϯϯ
em gramas (com aproximação de 0,1 g) foram tomadas. Após a dissecção, as gônadas retiradas de cada exemplar foram pesadas em balança semi-analítica (com aproximação de 0,01g) e, separadamente, três distintas porções foram separadas para análise histolóligica. Desta forma, para cada espécime analisado, porções anterior, média e posterior da gônada foram, separadamente, fixadas em solução Bouin por 48h e em tampão fosfato (pH = 7,4) por 24h. Após a desidratação do material, o mesmo foi embebido em resina. Os cortes foram feitos em micrótomo, com uma espessura de 7 µm e corados com hematoxilina e eosina para posterior análise sob microscópio óptico.
3.3 Análise de dados
3.3.1 Aspectos reprodutivos
3.3.1.1 Índice Gonadossomático (IGS)
Como indicativo do estado funcional dos ovários, utilizou-se o IGS, uma vez que este expressa a porcentagem que as gônadas representam do peso total ou do peso corporal dos indivíduos através da relação:
IGS = (Wg/Wt) x 100,
onde Wgcorresponde ao peso da gônada e Wtao peso total do peixe (McADAM, 1999).
3.3.1.3 Comprimento da primeira maturação gonadal
Uma curva logística pode ser ajustada para o cálculo da proporção (P) dos indivíduos sexualmente maduros através do comprimento (L), usando:
P= 1/{1 + exp[-r(L – Lm)]}
onde r é a inclinação da curva e Lm é o comprimento médio de maturação gonadal que
corresponde ao comprimento da primeira maturação (ܮ50) quando P = 0,5 (KING, 2007).
3.3.2 Estrutura Populacional
3.3.2.1 Estrutura em comprimentro
ϯϰ
Classe de comprimento 1: 15cm – 24,9cm Classe de comprimento 2: 25cm – 34,9cm Classe de comprimento 3: 35cm – 44,9cm Classe de comprimento 4: 45cm – 54,9cm Classe de comprimento 5: 55cm – 64,9cm Classe de comprimento 6: 65cm – 75cm
3.3.2.2 Proporção Sexual
Após estabelecida a proporção sexual total e por estação do ano, aplicou-se aos resultados o teste do qui-quadrado (χ²) com p<0,05 para identificar os possíveis desvios da proporção esperada de 1:1 estatisticamente significativos.
3.3.3 Condição corpórea
ϯϱ
4. Resultados 4.1 Coleta de dados
Foram coletados, ao todo, 82 indivíduos de Synbranchus marmoratus, sendo 47 fêmeas, 9 intersexos, 19 machos secundários e 7 machos primários. A preparação histológica das gônadas tornou possível distinguir os grupos de machos, fêmeas e hermafroditas. A Figura 5a mostra uma fêmea com múltiplos folículos atrésicos (AF), característica de indivíduos em processo de inversão sexual. A Figura 5b apresenta o corte histológico de um indivíduo hermafrodita, aonde se evidencia a presença de folículos ovarianos (F) próximos a espermatogônias(*). Na Figura 5c pode-se observar a presença de dois lóbulos espermáticos (LS) com espermatozóides, característica de indivíduos machos maduros e, por fim, na figura 5d é possível visualizar as células típicas do tecido testicular, como espermatogônias (SPG), células de Sertoli (SC) e células de Leydig (LC).
ϯϲ
Figura 5: Cortes histológicos das gônadas de diferentes indivíduos de Synbranchus marmoratus da Represa de Salto Grande, Americana, SP, Brasil ; a : fêmea apresentando folículos atrésicos (AF) ; b : hermafrodita com folículos ovarianos em desenvovimento (F) e espermatogônias (*), ; c : macho com lóbulos espermáticos (SL) preenchidos com espermatozoides ; d : macho apresentando células típicas do tecido testicular como espermatogônias (SPG), células de Sertoli (SC) e células de Leydig (LC).
Os intersexos foram capturados somente nos meses de outono e inverno, sendo que as fêmeas e os machos puderam ser amostrados ao longo de todo o período de estudo, apesar de que os últimos ocorreram em menor número nos meses de primavera e verão.
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4.2 Análise de dados
4.2.1 Aspectos reprodutivos
4.2.1.1 Índice Gonadossomático
As medianas e desvios interquartílicos para o IGS, durante o período de estudo, são apresentados na Tabela 2 e Figura 6, onde pode-se observar que os valores da mediana foram menores nos meses de outono e inverno e maiores para a primavera e verão. Além disso, os valores de mínimo e máximo para o IGS nos meses de outono e inverno estiveram mais próximos entre si do que nos meses de primavera e verão. Os meses de primavera apresentaram os valores de mínimo e de 1º quartil semelhantes àqueles dos meses de outono e inverno, entretanto, a mediana e os valores acima dela foram superiores quando comparados a estes meses. Os valores mais altos apareceram nos meses de verão, indicando que estes meses correspondem à estação reprodutiva da população em questão.
Tabela 2: Valores máximos, mínimos, medianas e desvios interquartílicos para Índice Gonadossomático em Synbranchus marmoratus na Represa de Salto Grande, Americana/SP, durante o período analisado por estação do ano.
Outono Inverno Primavera Verão
1º quartil 0,47 0,17 0,44 4,63
Mínimo 0,45 0,11 0,17 3,71
Mediana 0,49 0,26 1,91 7,07
Máximo 0,52 1,285 7,01 13,34
ϯϴ
Figura 6: Box-plot para os valores de IGS em Synbranchus marmoratus na represa de Salto Grande, Americana/SP, durante o período analisado por estação do ano.
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4.2.1.2 Comprimento da primeira maturação gonadal
Como apresentado na Figura 7, através do cálculo do comprimento da primeira maturação gonadal e do posterior ajuste da curva logística, pode-se demontrar que, para a população de Synbranchus marmoratus estudada na represa de Salto Grande, Americana, SP, metade da população das fêmeas atingiu a maturidade sexual a partir do comprimento de 47,0 cm.
Figura 7: Comprimento da primeira maturação para as fêmeas da população de Synbranchus marmoratus da Represa de Salto Grande, Americana, SP, Brasil.
4.2.2 Estrutura Populacional
4.2.2.1 Estrutura em comprimento
Os espécimens capturados ao longo do período variaram, em comprimento, numa faixa de 18,5 cm a 73 cm. Os intersexos concentraram-se na faixa de comprimento entre 45,0 cm a 64,9 cm (classes de comprimento 4 e 5), com maior frequência entre 55,0 cm a 64,9 cm (classe de comprimento 5). As fêmeas concentraram-se na faixa de comprimento de 15,0 cm a 44cm (classes de comprimento1 a 3), com maior freqüência nas classes de comprimento 1 e 3. Os machos concentraram-se na faixa de comprimento de 55cm a 75cm (classes de comprimento 5 e 6), com maior freqüência na classe de comprimento 5 (55,0cm a 64,9 cm) (Figura 8). Ϭ Ϭ͕Ϯ Ϭ͕ϰ Ϭ͕ϲ Ϭ͕ϴ ϭ ϭ͕Ϯ
Ϭ ϮϬ ϰϬ ϲϬ ϴϬ
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Figura 8: Gráfico de barras das frequências relativas de fêmeas, intersexos, machos primários e machos secundários encontradoas entre os indivíduos de diferentes classes de comprimento na população de Synbranchus marmoratus da Represa de Salto Grande, Americana, SP, Brasil.
4.2.2.2 Proporção Sexual
A proporção sexual encontrada entre machos e fêmeas, ao total, foi de 1,8:1 (fêmeas : machos). Esta proporção observada foi significativamente diferente da proporção esperada de 1 :1 (χ2 = 6,04, p<0,05). A proporção sexual nos meses da primavera foi de 5,2 :1,0 , sendo a que mais se desviou da proporção esperada 1 :1, segundo o teste de χ2 com p<0,05 (χ2 = 14,22). As proporções sexuais encontradas nos meses de verão, outono e inverno, foram de 2,6 :1, 0,375 :1 e 0,62 :1, respectivamente. Estas proporções, quando analisadas pelo método do χ2, não diferiram estatisticamente da razão sexual esperada com p<0,05 (Tabela 3).
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Tabela 3: Proporção sexual observada em Synbranchus marmoratus na Represa de Salto Grande, Americana/SP, durante o período analisado por estação do ano
ƐƚĂĕƁĞƐ &ġŵĞĂƐ DĂĐŚŽƐ dŽƚĂů WƌŽƉŽƌĕĆŽ ʖϮ
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4.2.3 Condição Corpórea
Para a comparação da condição entre os grupos de indivíduos dos diferentes sexos, primeiramente foi elaborada a curva da relação peso-comprimento para os três grupos (fêmeas, machos e intersexos) que, por sua vez, foram linearizadas através da logaritimização dos dados.
ϰϮ
Tabela 4: Análise da interação entre as variáveis presentes na análise de co-variância entre os três grupos (fêmeas-intersexos-machos) da população de Synbranchus marmoratus da Represa de Salto Grande, Americana, SP, Brasil.
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Tabela 5: Análise de co-variância para a comparação da condição entre os três grupos (fêmeas-intersexos-machos) da população de Synbranchus marmoratus da Represa de Salto Grande, Americana, SP, Brasil.
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fêmea intersexo macho
sexo 5.20
5.25 5.30 5.35 5.40 5.45 5.50 5.55 5.60
ln peso
ϰϰ
5. Discussão
5.1 Aspectos Reprodutivos 5.1.1 Índice Gonadossomático
Após a análise dos dados e os seus respectivos resultados, pode-se observar que o Índice Gonadossomático apresentou os maiores valores entre os meses da primavera e do verão. Estes valores são um indicativo de que a desova da população de Synbranchus marmoratus na Represa do Salto Grande, está ocorrendo entre os meses da primavera e do verão.
Uma vez que Synbranchus marmoratus é um peixe que apresenta cuidado parental por parte dos machos, em que estes constroem um ninho para a desova das fêmeas, o menor número de machos capturados ao longo dos meses de primavera e verão, que correspondem ao período reprodutivo, pode ser explicada pelo fato de que, durante este período, os machos encontravam-se próximos ao local de desova, protegendo os ninhos, enquanto que as fêmeas permaneciam circulando pelo ambiente, favorecendo, assim, a captura de fêmeas neste
período e dificultando a de machos.
Os meses de outono e inverno apresentaram valores baixos para o Índice Gonadossomático, entretanto, os indivíduos intersexos foram capturados exclusivamente durante os meses dessas estações. O fato de indivíduos na fase de intersexo não terem sido capturados durante as estações de desova (primavera e verão), pode ser uma evidência de que este fenômeno ocorra somente no período em que os indivíduos estão se preparando para entrar em um novo ciclo reprodutivo, ou seja, os indivíduos capazes de realizarem a inversão sexual de fêmea para macho o fazem fora das estações de desova, para que, deste modo, tenham tempo de se reproduzirem com maior sucesso, atuando no sexo resultante da inversão. 5.2 Estrutura Populacional
5.2.1 Estrutura em Comprimento
ϰϱ
mortalidade ou uso diferencial do habitat pelos dois sexos (Sadovy & Shapiro,1987).
Por outro lado, a análise histológica comprovou a existência de hermafroditismo na população estrudada (Figura 5c), sendo que os intersexos concentraram-se, exclusivamente, nas classes de comprimento 4 (45,0cm – 54,9cm) e 5 (55cm – 64,9cm), uma faixa de comprimento intermediária entre as fêmeas e os machos. Estes resultados demonstraram que há uma variação no intervalo de comprimento em que a inversão pode ocorrer, ao se comparar a população estudada com a de outras localidades. Na população de Synbranchus marmoratus estudada por Antoneli (2002) provenientes da localidade de Penápolis, SP, Brasil, a inversão de sexo ocorre, normalmente, em indivíduos cuja faixa de comprimento esteja entre 25 cm a 54,9 cm. Já na população estudada por Lo Nostro e Guerrero (1996), no litoral argentino, a inversão ocorre entre 45 cm a 60 cm. Muitos fatores podem ser responsáveis por esta variação, como: disponibilidade de alimento, temperatura da água e a estrutura populacional em comprimento, assim como a proporção sexual.
As atuais análises morfológicas das gônadas de S. marmoratus da Represa de Salto Grande, em conjunto com outras populações do litoral argentino (LO NOSTRO, 2000) e da região de Penápolis (ANTONELI, 2002), permitem confirmar que esta espécie é hermafrodita protogínica diândrica, apesar de machos primários não terem sido detectados na amostra analizada por Castilho-Almeida (1999), também realizada na região de Penápolis, que manteve a classificação protogínico diândrico para a espécie, com base na literatura. Segundo Lo Nostro (2000), a presença ou ausência de machos primários em populações de diversas regiões geográficas poderia ser decorrente da existência de diferentes raças geográficas de Synbranchiformes ou apenas da sua ausência nas amostragens.
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5.2.2 Proporção Sexual
A proporção sexual apresentada pela população de Synbranchus marmoratus estudada desviou-se da razão esperada de 1: 1. Apesar disso, ao se analisar os períodos de estudo separadamente, percebe-se que, em todas as estações amostradas, com exceção dos meses da primavera, a proporção sexual foi de 1: 1. Além disso, os meses de primavera foram aquelas cuja amostragem obteve um maior número de fêmeas e, como já discutido anteriormente, estes meses correspondem ao início da estação reprodutiva, uma vez que é a partir da primavera que o Índice Gonadossomático começa a apresentar valores mais altos.
Desta forma, a análise da proporção sexual por estação em conjunto com os valores do Índice Gonadossomático podem explicar o surgimento de um valor de proporção sexual diferente do esperado, uma vez que, como já discutido anteriormente no item 5.1.1 – ‘‘Aspectos Reprodutivos – Índice Gonadossomático’’, durante a estação reprodutiva, a captura de machos é dificultada em razão destes estarem próximos ao ninho de desova, enquanto que a das fêmeas é favorecida por elas estarem circulando pelo ambiente procurando
um macho para a desova.
Além disso, a proporção sexual pode tornar-se tendenciosa e desviar-se da proporção mendeliana de 1:1 em casos em que não há uma diferença genética consistente entre machos e fêmeas (o que se aplica às espécies de peixes hermafroditas protogínicas) e quando fatores ambientais substituem os cromossomos sexuais na determinação do sexo (VALENZUELA et al., 2003).
5.3 Condição corpórea
Com os resultados obtidos através da análise da condição corporal, a hipótese inicial de que o processo de mudança de sexo em Synbranchus marmoratus causaria uma diminuição na condição corpórea foi refutada. Dessa forma, a inversão do sexo, aparentemente, não resulta em prejuízo para a reprodução e nem em déficit energético, uma vez que os materiais degradados a partir dos componentes substituídos parecem ser reutilizados (ZAPATA et al.,
1996).
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em que as fêmeas visitam o território dos machos para a desova (male-territory-visiting-polygamy ou MTV na sigla em inglês) (KUWAMURA, 1997). Nestes peixes, os machos territoriais que atraem múltiplas fêmeas frequentemente sofrem a ação concorrente de machos invasores que, furtivamente, participam da desova e diminuem o sucesso reprodutivo do macho que possui tal território (MATSUMOTO et al., 2011). Por outro lado, em peixes hermafroditas protogínicos, machos grandes e dominantes monopolizam a desova de um harém de fêmeas, tanto social como geneticamente, sendo que, nestes casos, o modelo de acasalamento que se aplica é o da vantagem pelo tamanho (size-advantage model) (SUNOBE & NAKAZONO, 1990, 1993 ; WARNER, 1998 ; COLE, 2002).
Os sistemas de acasalamento de peixes sinbranquiformes ainda não estão muito bem documentados devido, em parte, à dificuldade de se catalogar o comportamento de peixes noturnos na natureza. Por sua vez, Matsumoto et al. (2011), fizeram observações sobre o sistema de acasalamento e inferências sobre a vantagem obtida pelos machos através do tamanho na espécie de peixe sinbranquídeo Monopterus albus através de observações sobre o comportamento reprodutivo do peixe em um ambiente semi-natural. Assim como Synbranchus marmoratus, M. albus é uma espécie da família Synbranchidae, é hermafrodita protogínico e apresenta cuidado parental por parte dos machos, que também constroem ninhos para a desova das fêmeas (LIU & HU, 1980; MATSUMOTO & IWATA, 1997). As duas espécies também apresentam habitats muito semelhantes, vivendo em pântanos, arrozais (no caso de Monopterus albus) e córregos com fundos lodosos (MATSUMOTO et al., 1998).
O estudo de Matsumoto et al. (2011) sugere que o sistema de acasalamento em Monopterus albus é, tipicamente, MTV poligâmico e que um maior tamanho é vantajoso no acasalamento para os machos, provavelmente pela competição dos locais de construção de ninhos. Nesta espécie, não há ocorrência de machos invasores de ninhos (REINBOTH, 1970 ; HARRINGTON, 1971; MATSUMOTO et al., 1998), pois a tentativa de burlar a desova de um macho maior pode ser muito arriscada e custosa, uma vez que machos que tentam invadir o território de outros são expulsos violentamente, sofrendo ferimentos graves que podem levar à morte. É importante notar que tais ferimentos foram raramente observados nas fêmeas. (MATSUMOTO et al., 1998). Além disso, em cativeiro, peixes grandes foram frequentemente observados engolindo co-específicos que apresentavam metade do seu
tamanho (MATSUMOTO et al., 2011).
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escoriações pelo corpo, sendo que, em um caso, foi encontrado um pequeno indivíduo de Synbranchus marmoratus dentro do estômago de um co-específico maior. Assim sendo, o hermafroditismo protogínico nestas espécies pode ser consistente com os pressupostos da hipótese da vantagem pelo tamanho (WARNER, 1975, 1984, 1988), uma vez que, quando indivíduos de um determinado sexo estão em desvantagem (e.g., devido a altas taxas de mortalidade) durante um certo estágio de vida (e.g., jovens), a mudança sexual irá evoluir como um mecanismo para evitar o sexo desvantajoso durante tal período da vida (IWASA, 1991). No caso de M. albus e S. marmoratus, diferenças na taxa de mortalidade para peixes pequenos dos diferentes sexos, devido a agressões violentas e/ou canibalismo por machos territoriais maiores é uma outra força evolutiva que pode ter conduzido ao surgimento do hermafroditsmo protogínico na espécie (MATSUMOTO et al., 2011).
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6. Conclusão
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