CARACTERIZACIÓN CARIOTÍPICA DE RAMPHASTIDAE (AVES, PICIFORMES)
OBJETIVO GENERAL
Examinar los cariotipos de diez especies Ramphastidae, con el fin de evaluar la evolución de los cromosomas y las relaciones taxonómicas en esta familia
- Realizar un análisis citogénico para cada especie y determinar el tipo de sexo de cada una de estas.
- Comparar los cariotipos de nueve especies de la familia Ramphastidae con la del Ramphastostoco.
Introducción
La familia Ramphastidae (Aves - Piciformes) es compuesta de tucanes, los pájaros neotropicales más típicos (Haffer, 1974), dotada con características extraordinarias y colores exuberantes (Enfermo, 1997). Cincuenta y cinco especies se describen esta familia, de las cuales 27 se encuentran en Brasil. Cuyo único cariotipo había sido descrito hasta ahora en ramphastos toco. La familia ramphastidae está compuesta por dos subfamilias: Capitonidae, con tres géneros y 14 especies, y Ramphastidae, con seis géneros y 41 especies (Sibley, 1996).
El número de cromosomas de R. toco es 2n = 106 (Takagi y Sasaki, 1980). De los cromosomas sexuales Z es subtelocéntrico y es equivalente en tamaño a un par de cromosomas que en primer lugar, es metacéntrico. Los cromosomas restantes son telocéntricos. El cromosoma sexual W es un micro cromosoma no identificado por estos autores: Nogueira y Goldshimidt (1994) que analizaron seis especímenes de R. toco, y relataron 2n = 80 cromosomas. Los datos citogenéticos son importantes para la caracterización de cada especie y puede ayudar a establecer su evolución cariotipo. En este trabajo, se examinaron los cariotipos de diez especies Ramphastidae, con el fin de evaluar la evolución de los cromosomas y las relaciones taxonomicas en esta familia.
Materiales y métodos
Diez especies Ramphastidae de la subfamilia Ramphastinae (Piciformes, Aves) fueron analizados citogenéticamente. Ramphastos toco Mueller, 1776 (25 machos, 26 hembras), R. dicolorus Linnaeus, 1776 (9 machos, 11 hembras), R. ariel Vigores, 1826 (2 machos, 7 hembras), R. vitellinus Reiser, 1905 (2 hembras), R. tucanus cuvieri Wagler, 1827 (1 macho),
Baillonius bailloni Vieillot, 1819 (2 machos, 5 hembras), Pteroglossus castanotis Gould, 1834 (1 macho, 3 hembras), P. aracari Linnaeus, 1758 (2 machos), Selenidera maculirostris Lichtenstein, 1823 (4 machos, 3 hembras), y Andigena laminirostris Gould, 1850 (2 machos).
Todas las muestras presentaban características adultas, y se mantuvieron por los parques naturales, jardines zoológicos o con los criadores de aves privadas en el Estado de São Paulo
Las preparaciones cromosómicas se obtuvieron utilizando el tejido pulpar dérmico de plumas en crecimiento (aproximadamente 15-30 días de crecimiento). Este tejido se maceró y se incubaron en medio de un cultivo (RPMI) durante 30 min con 0,016% de colchicina a temperatura ambiente. La suspensión celular luego se centrifuga a 1000 g durante 10 minutos, y se resuspendió el precipitado en 10 ml de KCl 0,075 M (solución hipotónica) por
30 min, tras lo cual las células se fijaron en una proporción 3:1 (v / v) metanol: solución de ácido acético. Después de dos lavados con fijador, la suspensión fue descubierto en las diapositivas. Estosmedidas se realizaron en el campo. Las diapositivas fueron posteriormente
teñidas con Giemsa solución al 10% (en tampón fosfato, pH 6,8), y se examinó con un aumento de 100x.
30 min, tras lo cual las células se fijaron en una proporción 3:1 (v / v) metanol: solución de ácido acético. Después de dos lavados con fijador, la suspensión fue descubierto en las diapositivas. Estosmedidas se realizaron en el campo. Las diapositivas fueron posteriormente
teñidas con Giemsa solución al 10% (en tampón fosfato, pH 6,8), y se examinó con un aumento de 100x.
Los cromosomas sexuales fueron determinados usando los mejores planos de metafase, y el número de cromosoma máximo encontrado fue considerado como r el número de diploide de la especie respectiva. La descripción de morfología de cromosoma estaba basada en él de Levan et al. (1964).
Resultados
En este estudio sobre especies de tucanes, el sexo se determinó por análisis citogenético. Los ejemplares femeninos de las diez especies tenían cromosomas sexuales (ZW), que diferían en tamaño y / o morfología. Basado en la morfología de los cromosomas más grandes, tres grupos de especies fueron identificadas en esta familia.
Grupo I
Ramphastos toco, bailloni Baillonius, castanotis Pteroglossus, aracari P. y maculirostris Selenidera Los 51 ejemplares de R. toco tenía el mismo cariotipo descrito por Takagi y Sasaki (1980). Los cromosomas del primer par fueron los únicos metacéntricos, su tamaño es dos veces el tamaño de la segunda pareja (Figura 1: A1 y A2 - hombre, A3 y A4 - mujer). El cromosoma Z se subtelocéntricos y fue similar en tamaño a los autosomas del primer par. Los cromosomas restantes se telocéntrico y fueron disminuyendo progresivamente de tamaño. No fue posible identificar los homólogos, ni el cromosoma W. Esta especie tenía un número diploide de cromosomas 114.
El mismo cariotipo fue encontrado en Baillonius bailloni (Figura 1 F), Pteroglossus castanotis (Figura 1G).
P. aracari (Figura 1H), y maculirostris Selenidera (Figura 21I), pero difieren en su número diploide de cromosomas (2n = 92; 2n = 86, 2n = 62 y 2n = 98, respectivamente).
Grupo II
Ramphastos dicolorus, Ariel R., R. y R. vitellinus tucanus cuvieri.
El análisis de metafases de estas especies mostró grupos de cromosomas similares a los observados en R. toco. Un par de grandes cromosomas metacéntricos fue identificado como el primer par. El cromosoma Z se subtelocéntricos y equivalentes en tamaño a la primera pareja. Entre los cromosomas telocéntricos, hubo un par metacéntrica que corresponde en tamaño al séptimo par del anterior grupo. El cromosoma W era imposible de identificar. El número de cromosomas diploides fueron: 2n = 98 para R. dicolorus (fig. 1B), 2n = 106 para Ariel R. (fig. 1C), 2n = 102 para R. vitellinus (Figura 1 D), y 2n = 88 para R. tucanus cuvieri (Figura 1)
Group III
Andigena laminirostris
La única especie incluida en este grupo, laminirostris Andigena (Figura 1J), no habita en Brasil, sino que se produce en el Ecuador (Gould, 1992). Dos machos de esta especie se incluyeron en este análisis, para comparar su cariotipo con el de las especies brasileñas diversas. Laminirostris A. tenía 2n = 108 cromosomas, uno de ellos es un cromosoma poco común que correspondió en tamaño y morfología a los cromosomas Z descrito anteriormente. El segundo par de cromosomas era 2/3 el tamaño del primer par. El segundo par y todos los demás cromosomas eran telocéntrico y disminuyendo gradualmente de tamaño.
Los dos especímenes de A. laminirostris como se consideraba, eran machos, porque ningún par de cromosoma heteromorfos, correspondiente a ZW, fue encontrado. Ambos fueron posteriormente de sexo de los machos por el análisis de ADN. La pareja inusual de cromosomas que se encuentran en laminirostris A. fue similar en tamaño y morfología a los cromosomas sexuales Z de otra especie Ramphastidae, y por lo tanto se consideró, para representar los cromosomas Z. Esto sólo será confirmado tras el análisis de cariotipos de las hembras y la identificación del par de cromosomas ZW sexual.
Discussion
Basado en nuestro análisis de cromosomas, hemos elaborado la siguiente hipótesis: R. toco puede descender de una rama más antigua, y el séptimo par metacéntrica puede ser el resultado de una translocación única que ocurrió al final del origen de la rama R. toco, pero a tiempo para estar presentes en los ancestros de R. dicolorus, tucanus R., R. vitellinus y Ariel R..
En nueve de las especies estudiadas aquí, la primera pareja autosoma metacéntrica era el doble del tamaño de la segunda pareja. En laminirostris A., todos los autosomas aran telocéntrico y disminuyendo gradualmente de tamaño. En el modelo de karyotypical propuesto por Takagi y Sasaki (1980) y Beltermann y De Boer (1984) para los antepasados de muchos órdenes aviares, el primer y segundo par son metacéntricos y submetacéntricos. De acuerdo con Takagi y Sasaki (1980), la fisión centrica de uno de estos pares culminaría en el cariotipo observado en R. toco. Según estos autores, en algunas especies de algunos órdenes (Strigiformes, Gruiformes), centrada en la fisión se ha producido en los dos pares de cromosomas, lo que resulta cromosomas telocéntricos.
Tal serie de acontecimientos (la fisión céntrica de cromosomas metacéntricos) podría explicar el cariotipo de laminirostris A.. Sin embargo, como señala Beltermann y Del Boer (1984), la confirmación de esta hipótesis requiere el análisis de bandeo cromosómico, para verificar la homología entre los mayores cromosomas de diferentes especies, familias y órdenes
todas las especies examinadas tenian subtelocéntricos cromosomas Z, que eran similares en tamaño a la primera pareja. El cromosoma sexual W era un microcromosoma no observado en las hembras, y sólo los modelos de bandas C-podría identificar este pequeño cromosoma en estas especies. Este modelo no se observó en otras familias del orden Piciformes. Shields et al. (1982) informó que, en la familia Picidae, el cromosoma Z puede ser subtelocéntricos o metacéntricos, mientras que cromosoma W puede ser pequeño y telocéntrico (Dendrocopus importante) o submetacéntricos, o uno de los más g randes en el cariotipo (D. el menor). la Variación similar en el tamaño y morfología de los cromosomas sexuales se produce en Picoides, Colaptes y Sphirapicus. Dos especies de la familia Megalaimidae, haemacephala Megalaima (Shields et al., 1982) y M. zeylanica (Kaul y Ansari, 1981), tienen cromosomas Z que corresponden a los observados en Ramphastidae. Al contrario, el cromosoma W es pequeño y telocéntrico en M. haemacephala, y más grande que el segundo par de autosomas en M. zeylanica. Entre las especies de Ramphastidae examinados aquí, el tamaño y la morfología de los cromosomas sexuales es menos variable
Un análisis cromosómico comparativo de un gran número de especies Ramphastidae y de otras familias del mismo orden podría mejorar la interpretación de la evolución cromosómica en este grupo. La combinación de los datos citogenéticos con la biogeografía, las características fenotípicas, la hibridación de ADN y otros métodos deberían proporcionar una mejor comprensión de las relaciones filogenéticas de la familia aviar Ramphastidae.
Referencias
Belterman RHR and De Boer LEM (1984) A karyological study of 55 species of birds, including karyotypes of 39 species new to cytology. Genetica 65:39-82.
Gould J (1992) Family of toucans: a monograph of the Ramphastidae. Jari, Companhia Florestal Monte Dourado, Belém - PA.
Kaul D and Ansari A (1981) Chromosomal polymorphism in a natural population of the northern green barbet, Megalaima zeylanica caniceps (Franklin) (Piciformes: Aves). Genetica 54:241-245.
Levan A, Fredga K and Sandberg AA (1964) Nomenclature for centromeric position of chromosomes. Hereditas 52:201-202.
Nogueira DM and Goldshimidt B (1995) Estudo cromossômico em Ramphastos toco. Braz. J. Genet. (suppl) 18:437. 41° Congresso Nacional de Genética, Caxambu, MG, Brazil.
RodionovAV(1997) Evolution of avian chromosome and linkage groups. Genetica 33:725-738.
Shields GF, Jarrel GH and Redrupp E (1982) Enlarged sex chromosome of woodpeckers (Piciformes). The Auk 99:767-771.
Sibley CG (1996). Birds of the World (version 2.0), Thayer Birding Software. Sick H (1997) Ornitologia Brasileira, uma Introdução. Nova Fronteira, Rio de Janeiro, 827 pp.
Takagi N and Sasaki M (1980) Unexpected karyotypical resemblance between the burmeister’s seriema, Chunga burmeisteri (Gruiformes: Cariamidae) and the toucan, Ramphastos toco (Piciformes: Rhamphastidae). Chrom. Inf. Serv. 28:10-11.
CASTRO, Márcio Siqueira; RECCO-PIMENTEL, Shirlei M. and ROCHA, Guaracy Tadeu. Karyotypic characterization of Ramphastidae (Piciformes, Aves). Genet. Mol. Biol. [online]. 2002, vol.25, n.2, pp. 139-145.
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