UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Maria Angélica Spadella ESTUDO FILOGENÉTICO NA SUPERFAMÍLIA LORICARIOIDEA (TELEOSTEI: SILURIFORMES) COM BASE NA ULTRAESTRUTURA DOS ESPERMATOZÓIDES Tese apresentada ao Instituto de Biologia para obtenção do Título de Mestre em Biologia Celular e Estrutural na área de Biologia Celular. Orientadora: Profa. Dra. Irani Quagio-Grassiotto Co-orientador: Prof. Dr. Claudio de Oliveira i FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE BIOLOGIA - UNICAMP Spadella, Maria Angélica Sp11e Estudo filogenético na superfamília Loricarioidea (Teleostei: Siluriformes) com base na ultraestrutura dos espermatozóides / Maria Angélica Spadella. - - Campinas, SP:[s.n.], 2004. Orientadora: Irani Quagio-Grassiotto Co-Orientador: Claudio de Oliveira Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. Morfologia. 2. Evolução. 3. Peixe. I. Quagio-Grassiotto, Irani. II. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Biologia. III. Título. ii Campinas, 18 de fevereiro de 2004. BANCA EXAMINADORA Profa. Dra. Irani Quagio-Grassiotto (Orientadora) _____________________ (Assinatura) Prof. Dr. José Lino Neto _____________________ (Assinatura) Prof. Dr. Mário César Cardoso de Pinna _____________________ (Assinatura) Prof. Dr. Odair Aguiar Junior _____________________ (Assinatura) iii ... à minha vontade de continuar iv Quando não houver saída, Quando não houver mais solução Ainda há de haver saída, Nenhuma idéia vale uma vida. Quando não houver esperança, Quando não restar nem ilusão, Ainda há de haver esperança Em cada um de nós, algo de uma criança. Enquanto houver sol, enquanto houver sol, Ainda haverá... Enquanto houver sol, enquanto houver sol. Quando não houver caminho, Mesmo sem amor, sem direção, A sós ninguém está sozinho, É caminhando que se faz o caminho. Quando não houver desejo, Quando não restar nem mesmo dor, Ainda há de haver desejo Em cada um de nós, aonde Deus colocou. Enquanto houver sol, enquanto houver sol, Ainda haverá... Sérgio Britto v Meus agradecimentos - À Profa. Dra. Irani Quagio-Grassiotto pela orientação, amizade, incentivo, ajuda e pelos ensinamentos durante este trabalho; - Ao Prof. Dr. Claudio de Oliveira pela orientação, atenção, dedicação, ajuda, amizade e pelos ensinamentos; - À Profa. Dra. Maria Dalva Cesario pela ajuda, preocupação, conselhos em vários momentos e pela eterna amizade; - Ao Prof. Dr. Mário C. C. de Pinna, ao Prof. Dr. Flávio Alicino Bockmann e ao Prof. Dr. Odair Aguiar Junior, pela disponibilidade e contribuições dadas a este trabalho no decorrer da banca prévia; - Aos membros da Banca Examinadora pela disponibilidade e por ter aceitado fazer parte da banca de defesa; - Ao Prof. Dr. Marcelo Ribeiro de Britto pelas conversas e sugestões dadas a este trabalho; - Ao Prof. Dr. Edmir Daniel Carvalho pela oportunidade de participação nas coletas em Buritama e em Paraguaçu Paulista; - Ao Departamento de Morfologia, I.B., UNESP, Botucatu pela acolhida nos últimos seis anos e pelo uso das instalações para o desenvolvimento deste trabalho; - Ao Departamento de Biologia Celular, I.B., UNICAMP pela oportunidade de realização da pós-graduação em Biologia Celular e Estrutural; vi - Aos técnicos do Laboratório de Rotina em Biologia Celular e de Reprodução de Peixes Neotropicais, Depto. de Morfologia, I.B., UNESP, Botucatu, Antônio Vicente Salvador e Ricardo André dos Santos Teixeira, pela colaboração no processamento do material e nas coletas; - Ao técnico do Laboratório de Genética e Citogenética de Peixes, Depto. Morfologia, I.B., UNESP, Botucatu, Renato Devidé, pela ajuda nas coletas; - Ao Centro de Microscopia Eletrônica, I.B., UNESP, Botucatu e à sua supervisora Profa. Dra. Elisa Aparecida Gregório, pela utilização das instalações; - Aos técnicos do Centro de Microscopia Eletrônica, I.B., UNESP, Botucatu, Claudete dos Santos Tardivo, Maria Euleda Lino Peres, Maria Helena Moreno e Nivalde Antônio Basso, pela amizade e grande auxílio técnico prestados no decorrer deste trabalho; - À Líliam Alves Senne Panagio, secretária do Depto. de Biologia Celular, I.B., UNICAMP, pela imensa ajuda e amizade; - À Patrícia Luciane Souza Ramos e à Luciana Cristina Montes, secretárias do Depto. de Morfologia, I.B., UNESP, Botucatu, pela colaboração; - Às agências financiadoras, FAPESP, CAPES e CNPq, pelo apoio financeiro destinado a este trabalho; - Aos meus pais, César e Amélia e aos meus avós, Clóvis e Nilza, pelo carinho, ajuda, educação que tive e pelo incentivo constante; - Aos meus outros familiares, minha tia Nilza e meus primos, Neto e Marco, pela colaboração e apoio; vii - À toda família Ramos de Andrade, em especial, à Dona Roseli, pela imensa ajuda durante os últimos anos; - Ao Glauco pelo carinho, atenção, compreensão e ajuda. Obrigada por sempre me incentivar e querer o melhor para mim; - Aos meus amigos do Laboratório de Reprodução de Peixes Neotropicais, I.B., UNESP, Botucatu, Ariene, Fernanda, Gian, Gisleine, Márcio, Priscila, Rafael e Rosicleire, pela ajuda, companheirismo e pelo bate-papo; - Aos amigos que não estão mais no laboratório, Maria Carolina, Tatiana e Rinaldo, pela ajuda e pela amizade; - Aos outros amigos dos Laboratórios de Genética e Citogenética e de Ecologia de Peixes, em especial, à Adriana, Ana Paula, Cristiane, Daniela, Érica, Igor e Márcio, pela ajuda sempre oferecida, pelo carinho e pelas risadas; - À todos que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho. viii SUMÁRIO RESUMO xi ABSTRACT xiii 1. INTRODUÇÃO 1.1. Ordem Siluriformes 2 1.2. Superfamília Loricarioidea 5 1.3. Estrutura testicular e espermatogênese em peixes 11 1.4. Classificação da espermiogênese em peixes 14 1.5. Classificação dos espermatozóides em peixes 15 1.6. Ultraestrutura da espermiogênese e dos espermatozóides em peixes teleósteos e sua implicações filogenéticas 18 2. OBJETIVOS 28 3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1. Material 30 3.2. Métodos 3.2.1. Análise ultraestrutural 31 3.2.2. Análise filogenética 33 ix 4. RESULTADOS 4.1. Análise ultraestrutural 4.1.1. Família Trichomycteridae, subfamília Trichomycterinae 38 4.1.2. Família Callichthyidae, subfamília Corydoradinae 42 4.1.3. Família Loricariidae, subfamília Loricariinae 44 4.1.4. Família Cetopsidae, subfamília Cetopsinae 45 4.2. Análise filogenética 4.2.1. Lista de caracteres 72 4.2.2. Cladogramas 105 5. DISCUSSÃO 5.1. Análise ultraestrutural 112 5.2. Análise filogenética 129 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 136 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 140 8. APÊNDICE 8.1. Apêndice 1: manuscrito submetido 154 x RESUMO A superfamília Loricarioidea é o maior grupo monofilético de Siluriformes da região Neotropical, incluindo atualmente seis famílias: Nematogenyidae, Trichomycteridae, Callichthyidae, Scoloplacidae, Astroblepidae e Loricariidae. As hipóteses atuais sobre as relações entre as famílias de Loricarioidea são baseadas quase que exclusivamente em caracteres osteológicos e de morfologia externa, sendo relativamente escassas as evidências para partes importantes do cladograma. Vários estudos têm revelado que os caracteres ultraestruturais dos espermatozóides, bem como da espermiogênese, em peixes teleósteos, apresentam importantes implicações filogenéticas. O presente trabalho teve por objetivo estudar a filogenia dos Loricarioidea utilizando a ultraestrutura da espermiogênese e dos espermatozóides de espécies pertencentes às famílias de Loricarioidea e de grupos externos diretamente relacionados com este clado. Os gêneros de Loricarioidea: Nematogenys (Nematogenyidae), Trichomycterus (Trichomycteridae), Corydoras (Callichthyidae) e Loricariichthys (Loricariidae), além de um membro da família Cetopsidae, Cetopsis, tiveram as características ultraestruturais dos seus espermatozóides descritas. Quando possível também foram descritos os processos de espermiogênese. Estes dados foram utilizados na construção de uma matriz de caracteres, que foi utilizada na elaboração de hipóteses filogenéticas de relacionamento entre as espécies estudadas. Uma análise combinada dos dados referentes à espermiogênese e aos espermatozóides com os dados osteológicos e de morfologia externa também foi realizada. Ainda que o número de espécies seja pequeno frente à diversidade de espécies de Loricarioidea, foram notórias as similaridades encontradas entre espermatozóides de espécies pertencentes a um mesmo gênero, enquanto que entre espermatozóides de espécies pertencentes a famílias diferentes, a variabilidade foi clara. Uma lista de 58 caracteres da ultraestrutura da espermiogênese e dos espermatozóides foi obtida, refletindo os caracteres encontrados nos espermatozóides de espécies pertencentes apenas à ordem Siluriformes. As análises filogenéticas conduzidas com este conjunto de dados mostraram que, as hipóteses de relacionamento entre as famílias de Loricarioidea, bem como entre estas e os outros Siluriformes tornam-se conflitantes com a hipótese atualmente proposta com base em outros caracteres xi morfológicos, à medida que são somados mais táxons terminais à análise. O reflexo disto pode ser verificado pela diminuição dos valores do índice de consistência e de bootstrap, somado ao aumento do número de árvores igualmente parcimoniosas que vão sendo obtidas. A possível causa destas interferências nas análises é o pequeno número de descrições dos espermatozóides de espécies de Loricarioidea, bem como de outros Siluriformes. Por outro lado, a filogenia derivada da análise combinada dos dados mostrou- se bastante congruente com a hipótese mais aceita atualmente para o grupo. A análise combinada revelou ainda, a partir da comparação