Maduración gonádica, ciclo reproductivo y talla de madurez sexual del Quitón Chiton Chiton articulatus Mollusca Polyplacophora de la costa rocosa de Puerto Angel, Oaxaca, México

México es uno de los principales exportadores de pulpo a nivel mundial. Actualmente únicamente existen normas legales específicas que regulan su aprovechamiento en el Golfo de México y Mar Caribe. Sin embargo, estas normas no aplican para el Pacífico Mexicano. El problema principal es que se desconocen las especies y por lo tanto no se pueden evaluar sus poblaciones. La dificultad de identificación se debe principalmente a la inconsistencia de rasgos morfológicos entre las especies. Al respecto, las herramientas moleculares han sido utilizadas eficazmente en la identificación y distribución de las especies, así como en la evaluación de sus poblaciones. Ante el problema y la opción molecular, la presente investigación utilizó secuencias mitocondriales de 16s rARN y COI, para identificar especies de pulpo y en conjunto con microsatélites determinar su distribución, evaluar sus poblaciones y la conectividad genética por especie. Con ayuda de secuenciación masiva (454- ROCHE) se obtuvieron 22 loci microsatélites y se ensamblo el genoma mitocondrial completo, este último se utilizó como referencia para los secuencias de 16s rARN y COI, que se desconocían para una de las especies. El análisis filogenético de 96 muestras en 12 localidades usando 16s rARN y COI mostró una diferencia filogenética para tres especies Octopus bimaculatus, Octopus bimaculoides y Octopus hubbsorum con una tasa de divergencia de 3.3% a 7.1% para 16s ARN y de 6.3 % a 10.4% para COI, siendo más cercanas O. bimaculatus y O. bimaculoides (16s ARN = 3.3% y COI 6.3%). Un análisis de clúster bayesiano con 316 muestras (incluyendo las 96 previas) en 20 poblaciones y 7 loci microsatélites compartidos entre las tres especies identificó 3 clúster propios de las 3 especies y determinó la distribución de las poblaciones por especie. Las tres especies se traslaparon alrededor de la región biogeográfica de Bahía Magdalena, mientras en el Golfo de California únicamente O. bimaculatus y O. hubbsorum se traslaparon alrededor de las grandes islas, la primera se asoció a un ambiente templado en el norte del golfo, mientras O. hubbsorum fue más tropical al sur de las islas. No hubo evidencia genética de la presencia de O. bimaculoides en el Golfo de California. Posteriormente con ayuda de los microsatélites por especie, se calcularon la diversidad, la estructura y la conectividad genética de las poblaciones. Para O. bimaculatus se utilizaron 15 loci microsatélites en nueve poblaciones, 3 de la costa oeste de la península y 6 en el Golfo de California. El análisis de estructura poblacional mostró 5 poblaciones bien definidas y se observó una significativa diferencia genética entre las poblaciones de ambas costas de la península, particularmente cuando se comparó a Malarrimo con las poblaciones del Golfo de California. Sin embargo, la estructura genética fue mayor en el Golfo de California encontrando un flujo de genes predominantemente unidireccional promovido principalmente por la circulación oceanográfica anticiclónica del norte del Golfo de California, durante las estaciones otoño-invierno cuando posiblemente eclosionen las paralarvas de O. bimaculatus. Particularmente, Puerto Peñasco mostró evidencia de retención local de larvas y ser fuente de larvas para las demás poblaciones en el Golfo de California que mostraron a tendencia a reducir la diversidad genética. Dentro de las poblaciones sumidero se observaron algunas que presentan cuellos de botella recientes muy probablemente producto de una sobrepesca. Para O. hubbsorum con 7 microsatélites se observaron 3 poblaciones, de las cuales, Bahía Kino fue la fuente de larvas para el resto de las poblaciones incluyendo la costa oeste de península; mientras que Santa Rosalía fue la población sumidero con una diversidad genética alta. La mayor diversidad genética la presentó Puerto Libertad pero fue la de menor flujo genético con las demás poblaciones. La conectividad genética coincide con la circulación oceanográfica estacional del Golfo de California durante la temporada de eclosión de larvas. La población de El Conejo fue la única que presento indicios de un cuello de botella reciente probablemente debido a una reciente expansión poblacional a partir de poblaciones genéticamente diferentes o explosiones intermitentes de heterocigosidad característico en especies que presentan paternidad múltiple. De acuerdo con la conectividad asimétrica de las poblaciones de ambas especies (O. bimaculatus y O. hubbsorum), el Golfo de California pudiera estar funcionando con un centro distribución de paralarvas para la costa oeste de la península. Para O. bimaculoides con 15 microsatélites, en 3 localidades, se observaron dos poblaciones bien definidas, de las cuales las dos más cercanas (Ejido Erendira y San Quintín) fueron más diferentes con respecto a la más lejana (Bahía Magdalena). Las tasas de flujo de genes con dirección sur a norte sobre la contracorriente de California respaldan la estructura observada. Sin embargo, esta especie no presenta paralarva, por lo que su conectividad pudiera estar llevándose a cabo por medio de vectores flotantes. Las poblaciones de San Quintín y Bahía Magdalena presentaron niveles bajos pero significativos de parentesco muy probablemente producto de su bajo potencial de dispersión y por ende el autoreclutamiento. Bahía Magdalena tiene indicios de cuellos de botella reciente y los niveles más bajos de diversidad genética probablemente debido al elevado autoreclutamiento y la sobrepesca. La presente investigación tiene implicaciones esenciales en el manejo de la pesquería de pulpo en el noroeste de México

Densidad poblacional, distribución espacial y mortalidad natural del erizo de mar Toxopneustes roseus (Camarodonta: Toxopneustidae) en tres sitios de Oaxaca, México.

The sea urchin Toxopneustes roseus is widely distributed along the east coast of the tropical Pacific, from Mexico to northern Peru. In our study we evaluated population features of this species, such as population density, spatial distribution pattern and natural mortality, as well as the relationship between population density and several environmental variables. From October 2009 to September 2011 monthly sampling was carried out using belt transects in three localities of the coast of Oaxaca, Mexico: Estacahuite, Dos Hermanas and Isla Cacaluta. Additionally we recorded in situ temperature, salinity and pH in each locality. Records of irradiation and pluvial precipitation were obtained from databases. Distribution pattern of the urchins was characterized using the Morisita´s Index and the models of Poisson´s probability and Negative Binomial Distribution. Natural mortality was estimated using the modified method of Berry. A step by step analysis of Multiple Lineal Regression was applied to evaluate the relationship between population density and the recorded environmental variables. Mean (± SD) density was 0.12 ± 0.02 ind·m-2 (Estacahuite), 0.05 ± 0.01 ind·m-2 (Dos Hermanas) and 0.04 ± 0.01 ind·m-2 (Isla Cacaluta). The pattern of spatial distribution of T. roseus was aggregated in most of the sampled months in all the localities. In Estacahuite natural mortality was 0.45 and in Dos Hermanas it was 0.46, it was not possible to calculate mortality for Isla Cacaluta. Of the recorded environmental variables, pluvial precipitation showed a direct but not determinant relationship with population density of T. roseus only in Isla Cacaluta. As a result of the differences observed in the three localities we assume that the factors that could determine the population dynamics of T. roseus are: A larger extension of the area in general, and the contribution of sediments by the presence of rivers in the localities, since Isla Cacaluta was the only locality where there was evidence of an important relationship with pluvial precipitation, and this locality undergoes the influence of the rivers Copalita and Coyula, which produce an important increase in sedimentation rates at this community, affecting the entire benthic community during the rainy season.  En el presente estudio se evaluó la densidad poblacional, patrón de distribución espacial y mortalidad natural del erizo de mar Toxopneustes roseus, así como la relación entre la densidad poblacional y algunas variables ambientales. De octubre 2009 a septiembre 2011 se realizaron muestreos mensuales utilizando transectos de banda en tres localidades de la costa de Oaxaca, México: Estacahuite, Dos Hermanas e Isla Cacaluta. Adicionalmente se registró in situ la temperatura, salinidad y pH en cada localidad. Los registros de irradiación y precipitación pluvial se obtuvieron de bases de datos. El patrón de distribución se caracterizó mediante el Índice de Morisita, los modelos de probabilidad de Poisson y Distribución Binomial Negativa. La mortalidad natural se estimó utilizando el método modificado de Berry. Se aplicó un análisis de regresión lineal múltiple paso a paso para evaluar la relación entre la densidad poblacional y las variables ambientales. La densidad promedio (± DE) fue 0.12 ± 0.02 ind m-2 (Estacahuite), 0.05 ± 0.01 ind m-2 (Dos Hermanas) y 0.04 ± 0.01 ind m-2 (Isla Cacaluta). El patrón de distribución espacial fue agregado en la mayoría de los meses muestreados en las tres localidades. En Estacahuite la mortalidad natural fue 0.54 y en Dos Hermanas 0.46, para Isla Cacaluta no fue posible calcular la mortalidad natural. De las variables ambientales registradas, la precipitación pluvial mostró una relación directa pero no determinante con la densidad poblacional de T. roseus en Isla Cacaluta. Se concluye que los factores que podrían determinar la dinámica poblacional de T. roseus son: áreas con mayor extensión en general y el aporte de sedimentos por la presencia de ríos en las localidades, ya que Isla Cacaluta fue la única localidad en la que se evidenció una relación importante con la precipitación pluvial y esta localidad se ve influenciada por los ríos Copalita y Coyula, los cuales producen un importante incremento en la tasa de sedimentación en esta localidad, afectando a la comunidad bentónica en general durante la temporada de lluvias.

Emergence, development, and maturity of the gonad of two species of chitons "sea cockroach" (Mollusca: Polyplacophora) through the early life stages.

This study describes and recognises, using histological and microscopical examinations on a morphometrical basis, several gonad traits through the early life stages of Chiton articulatus and C. albolineatus. Gonadal ontogenesis, gonad development stages, sexual differentiation, onset of the first sexual maturity, and growth sequences or "early life stages" were determined. In addition, allometry between lengths and body weight pooled for both sexes per each chiton were calculated using equation Y = aX(b) . A total of 125 chitons (4≤TL≤40 mm, in total length "TL") were used. All allometric relations showed a strong positive correlation (r), close to 1, with b-values above three, indicating an isometric growth. Gonadal ontogenesis and gonad development stages were categorised into three periods ("Pw" without gonad, "Pe" gonad emergence, and "Pf" gonadal sac formed) and four stages ("S0" gametocytogenesis, "S1" gametogenesis, "S2" mature, and "S3" spawning), respectively. Compound digital images were attained for each process. Periods and stages are overlapped among them and between species, with the following overall confidence intervals in TL: Pw 6.13-14.32 mm, Pe 10.32-16.93 mm, Pf 12.99-25.01 mm, S0 16.08-24.34 mm (females) and 19.51-26.60 mm (males), S1 27.15-35.63 mm (females) and 23.45-32.27 mm (males), S2 24.48-40.24 mm (females) and 25.45-32.87 mm (males). Sexual differentiation (in S0) of both chitons occurs first as a female then as a male; although, males reach the onset of the first sexual maturity earlier than females, thus for C. articulatus males at 17 mm and females at 32 mm, and for C. albolineatus males at 23.5 mm and females at 28 mm, all in TL. Four early life stages (i.e., subjuvenile, juvenile, subadult, and adult) are described and proposed to distinguish growth sequences. Our results may be useful to diverse disciplines, from developmental biology to fisheries management

<i>Chiton</i> through the formation of the gonadal lobes.

<p><i>Chiton articulatus</i> (0.382 g BW, 21 mm TL, and 12.5 mm TW) through the middle period of gonad emergence, showing the formation of two oval lobes. (<b>A</b>) Composite digital image in transverse section of the whole specimen showing the general histological anatomy. (<b>B</b>) Close-up of the dorsal part of the whole specimen. Abbreviations: a, articulamentum; af, accessory fold; c, cuticle; ct, ctenidium; da, dorsal aorta; dg, digestive gland; f, foot; go, girdle ornamentation; gs, gonadal sinus (i.e., cavity formed by a bending or curving from the gonadal ridge and containing chiefly blood); k, kidney; lm, longitudinal muscle; ln, lateral “visceral” nerve cord; mg, mantle girdle; pn, pedal nerve cord; st, stomach; tm, transversal muscle.</p

Diagram of <i>Chiton articulatus</i> illustrating the location and orientation of the cutting planes.

<p>(<b>A</b>) Dorsoventral orientation to permit the cutting of sagittal sections. (<b>B</b>) Lateral orientation to permit the cutting of frontal sections. (<b>C</b>) Dorsoventral orientation to permit the cutting of several transverse sections.</p

Gametogenesis in a <i>Chiton articulatus</i> female.

<p>Composite digital image in frontal section of the anterior dorsal part of a <i>Chiton articulatus</i> female (2.469 g BW, 35 mm TL, and 22 mm TW) with the ovary in the gametogenesis stage (S1) showing asynchronous groups of oocytes, i.e., primary oocytes, secondary oocytes, and mature ova without a dominant group. Abbreviations: po, primary oocytes; so, secondary oocytes; mo, mature ova.</p

<i>Chiton</i> through the merging of the gonadal lobes.

<p><i>Chiton articulatus</i> (0.185 g BW, 16 mm TL, and mm 9 TW) through the last period of gonad emergence, showing the ciliated cuboidal epithelial cells and the beginning of the merging of the lobes of the gonad sac. (<b>A</b>) Composite digital image in transverse section of the dorsal part of the whole specimen showing the general histological anatomy. (<b>B</b>) Close-up of the ventral right side of the gonad sac without tissue plates but showing the rise of the early oogonia with basophilic granular cytoplasm and one nucleolus, as well as the development of the early cells that constitute the tissue plates on the ventral wall of the gonad sac. Abbreviations: da, dorsal aorta; ds, dorsal aorta sinus; gl, gonadal lumen (i.e., an inner open space or cavity of the gonad), lm, longitudinal muscle; ms, muscle sinus; v, valve; vc, visceral cavity “hemocoel”; vw, ventral wall of gonad sac.</p

<i>Chiton articulatus</i> and <i>Chiton albolineatus</i> preserved.

<p><i>Chiton articulatus</i> (left) and <i>Chiton albolineatus</i> (right) preserved, showing some of the several sizes here studied.</p

Mature <i>Chiton</i> males.

<p>Composite digital images in transverse section (<b>A</b>) of the posterior dorsal part and (<b>B</b>) of the anterior dorsal part from mature <i>Chiton albolineatus</i> males (A: 0.648 g BW, 25 mm TL, and 13 mm TW, and B: 1.365 g BW, 29.5 mm TL, and 16 mm TW) showing the gonadal lumen fully replenished with sperm. Abbreviations: da, dorsal aorta; dg, digestive gland; i, intestine; k, kidney; lm, longitudinal muscle; s, spermatozoa; tm, transversal muscle; vc, visceral cavity “hemocoel”.</p

<i>Chiton</i> forming the gonad sac.

<p><i>Chiton articulatus</i> (0.347 g BW, 21 mm TL, and 12 mm TW) through the last period of gonad emergence, showing the ciliated cuboidal epithelial cells, the merged lobes, the rise of the tissue plates and, in turn, development toward the gonad sac formed. (<b>A</b>) Composite digital image in transverse section of the whole specimen showing the general histological anatomy. (<b>B</b>) Close-up of the dorsal part of the whole specimen. Abbreviations: a, articulamentum; af, accessory fold; ct, ctenidium; da, dorsal aorta; dg, digestive gland; ds, dorsal aorta sinus; f, foot; go, girdle ornamentation; i, intestine; k, kidney; lm, longitudinal muscle; mg, mantle girdle; ms, muscle sinus; pn, pedal nerve cord; rs, residual gonadal sinus; v, valve; vc, visceral cavity “hemocoel”.</p