Abstract The cardinal tetra Paracheirodon axelrodi is a species of the family Characidae of great interest as an ornamental fish. Many aspects of the biology of this species are still unknown. The present work presents a complete description of the different components of the digestive tract of P. axelrodi, analyzing its global anatomical arrangement, the adjacent glands (liver and pancreas) and the previously ignored pyloric caeca, using histological and histochemical techniques with light microscopy and scanning electron microscopy. Three levels of analysis were performed: macroscopic anatomy, histology of the gastrointestinal tract and scanning electron microscopy of mucosal surfaces. The intestinal coefficient (Ci) of P. axelrodi calculated here (0.94) is within the expected range for a carnivorous species. The anatomy of the alimentary and the resulting Ci is consistent with carnivorous diet in line with dietary studies in the wild in this species. The digestive tract, including adjacent glands (liver and pancreas), presented a relatively conserved general pattern within that described for other species of the family Characidae, especially at the histological level.

Resumen El tetra cardenal Paracheirodon axelrodi es una especie de la familia Characidae de gran interés como pez ornamental. Muchos aspectos de la biología de esta especie son aún desconocidos. En este trabajo se presenta una descripción completa de los diferentes componentes del tracto digestivo de P. axelrodi, analizando su disposición anatómica global, las glándulas adyacentes (hígado y páncreas) y la presencia de ciegos pilóricos, mediante técnicas histológicas e histoquímicas con microscopía óptica y electrónica de barrido. Se realizaron tres niveles de análisis: anatomía macroscópica, histología del tracto gastrointestinal y microscopía electrónica de barrido de las superficies mucosas. El coeficiente intestinal (Ci) de P. axelrodi calculado aquí (0,94) está dentro del rango esperado para una especie carnívora. Los estudios anatómicos del tracto alimentario y el Ci son consistentes con una dieta carnívora en línea con los estudios de la dieta en ejemplares silvestres en esta especie. El tracto digestivo, incluyendo las glándulas adyacentes (hígado y páncreas), presentó un patrón general relativamente conservado dentro de lo descrito para otras especies de la familia Characidae, especialmente a nivel histológico.

ABSTRACT Cardinal tetra Paracheirodon axelrodi and bloodfin tetra Aphyocharax anisitsi are two species of characids with high trade value as ornamental fish in South America. Although both species inhabit middle water layers, cardinal neon exhibits a tropical distribution and bloodfin tetra a subtropical one. Generally, these species are difficult to grow, so it becomes essential to know some key components of the neuroendocrine system to achieve their reproduction in captivity. Considering the importance of deepening the knowledge of the reproductive physiology through functional morphology, for the first time in this work we performed an anatomical, morphological and immunohistochemical analysis of the pituitary gland of these two species. In both species, a leptobasic type pituitary is found in the ventral zone of the hypothalamus and it is characterized by a neurohypophysis which has a well-developed pituitary stalk and a globular adenohypophysis. The pituitary components, characterized by histochemistry and immunohistochemistry, shows a distribution pattern of cells types similar to other teleost species, with only slight differences in the distribution of βFSH and βLH for P. axelrodi.

RESUMEN El cardenal tetra Paracheirodon axelrodi y el tetra Aphyocharax anisitsi son dos especies de carácidos con alto valor comercial como peces ornamentales en América del Sur. Aunque ambas especies habitan en las capas medias de agua, el neón cardenal exhibe una distribución tropical, mientras que el tetra cola roja una distribución subtropical. En general estas especies son difíciles de cultivar, por lo que es esencial conocer algunos componentes clave de los sistemas neuroendocrinos para lograr su reproducción en cautiverio. Considerando la importancia de profundizar en el conocimiento de la fisiología reproductiva a través de la morfología funcional, en este trabajo realizamos, por primera vez, un análisis anatómico, morfológico e inmunohistoquímico de la glándula pituitaria de estas dos especies. En ambas especies, la hipófisis, del tipo leptobásica, se encontró en la zona ventral del hipotálamo y se caracteriza por una neurohipófisis con un tallo hipofisario bien desarrollado y una adenohipófisis globular. Los componentes hipofisarios, caracterizados por la histoquímica y la inmunohistoquímica, mostraron un patrón de distribución de tipos de células similares a otras especies de teleósteos, con solo pequeñas diferencias en la distribución de βFSH y βLH para P. axelrodi.

ABSTRACT Topological and histological descriptions of the preoptic area and hypothalamus of the cardinal tetra Paracheirodon axelrodi were performed. Standard histological paraffin sections were used and stained with Nissl technique, and plastic sections for high-resolution optic microscopy (HROM). The preoptic area showed some differences related to the location of the magnocellular preoptic nucleus (PM) and the size of the neurons in this region, as they were the biggest in all the preoptic area. Additionally, within the preoptic area, the different structures that comprise the organum vasculosum of the lamina terminalis (OVLT) were identified and characterized. The hypothalamus could be subdivided in three regions - the ventral, the dorsal and the caudal hypothalamic regions - neuron morphology, size and staining pattern were similar in all of them.

RESUMEN Se realizó la descripción topológica e histológica del área preóptica e hipotálamo en el Neón cardenal Paracheirodon axelrodi. Se usaron cortes obtenidos con tecnicas histológicas estándar, coloreados con técnica de Nissl y secciones en resina con microscopía óptica de alta resolución (MOAR). El área preóptica muestra algunas diferencias relacionadas con la localización del núcleo preóptico magnocelular (PM) y el tamaño de algunas neuronas en esta región, puesto que estas eran las más grandes de toda el área preoptica. Adicionalmente, dentro del área preóptica, fue posible identificar y caracterizar las diferentes estructuras que componen el órgano vasculoso de la lámina media (OVLM). El hipotálamo puede sudividirse en tres zonas: la zona hipotalámica ventral, la zona hipotalámica dorsal y la zona hipotalámica caudal. La morfología de las neuronas de los núcleos que comprenden las diferentes zonas del hipotálamo tiene tamaño, forma y coloración similar.

A compared study of the morphology of the alimentary tract and liver of seven selected species corresponding to the main clades of the Characidae family is presented herein. Three new set of characters corresponding to 1) alimentary tract gross anatomy, 2) alimentary tract histology and 3) liver gross anatomy are evaluated as potential sources of data for future phylogenetic studies of the Characidae. Not considerable interspecific variation was observed at the histological level and therefore this source is not considered to be phylogenetically informative at the taxonomic level analyzed. In contrast, liver and alimentary tract gross anatomy presented important interspecific variation while a relatively homogenous intraspecific morphology was observed. Those characters are optimized in tree-topologies from previous phylogenetic analyses and their evolution and potential relationship with ecological traits are discussed.

Un estudio comparado de la morfología del tracto alimentario y el hígado de siete especies seleccionadas correspondientes a los principales clados de la familia Characidae es presentada aquí. Tres nuevos conjuntos de caracteres correspondientes a 1) anatomía gruesa del tracto alimentario, 2) histología del tracto alimentario y 3) anatomía gruesa del hígado son evaluados aquí como potenciales fuentes de información para futuros estudios filogenéticos de los Characidae. No se observó una variación intraespecífica considerable a nivel histológico y consecuentemente esta fuente no es considerada como informativa filogenéticamente al nivel taxonómico analizado. En contraste, la anatomía gruesa del hígado y el tracto alimentario presentaron una variación interespecífica importante mientras que una relativamente homogénea variación intraespecífica fue observada. Estos caracteres son optimizados en topologías de árboles de análisis filogenéticos previos y su evolución y potencial relación con características ecológicas son discutidas.

In this work we describe for the first time the social and reproductive behavior of the Neotropical fish Cichlasoma dimerus (Heckel, 1840) [Perciformes: Cichlidae], endemic to the Paraná River basin, using a comprehensive-integral approach, including morphological and physiological features. This substrate breeding fish has biparental care of the fry and presents a dominance hierarchy that determines access to breeding territories among males, and to males with territories among females. Gregarious behavior associated with a pale body color, was observed before reproductive behaviors started. Afterwards, a dominance hierarchy was established through aggressive interactions. Territorial individuals had bright body color patterns and non territorial an opaque grey one. Black ventral coloration was associated with reproductive individuals. Courtship displays, which were similar to threatening displays, had the common effect of increasing the visible area of the individual. The dominant male was always the largest one suggesting that size is probably a major factor determining the hierarchy establishment and that these intra-sexually selected traits may have been reinforced by inter-sexual selection. Reproductive males had higher pituitary levels of β-follicle stimulating hormone (β-FSH) and somatolactin (SL) than non reproductive ones, while no differences were found among females. No differences were found among male gonadosomatic indexes. Non reproductive individuals had higher plasma cortisol levels for both sexes. It is possible that dominant reproductive individuals may be inhibiting reproduction of subordinate fish through physical contact, increasing their cortisol levels and diminishing FSH and SL pituitary content. However, this was not reflected as an inhibition at the gonadal level in our experimental design.

En este trabajo se describen por primera vez el comportamiento social y reproductivo del pez cíclido neotropical Cichlasoma dimerus (Heckel, 1840) [Perciformes: Cichlidae], endémico de la cuenca del Paraná, desde un enfoque integral y abarcador, incluyendo características morfológicas y fisiológicas. Éste pez incubador de substrato, tiene cuidado biparental de las crías y presenta una jerarquía de dominancia que determina el acceso a territorios reproductivos entre los machos, y a machos con territorios entre las hembras. Se observó un comportamiento gregario con una coloración corporal pálida característica, antes que comenzaran los comportamientos reproductivos. Luego, una jerarquía de dominancia se estableció a través de interacciones agresivas. Los individuos territoriales presentaron patrones de coloración corporal brillantes y los individuos no territoriales uno gris opaco. Una coloración ventral oscura fue observada asociada a individuos reproductivos. Los despliegues de cortejo fueron similares a los de amenaza y tuvieron la característica común de aumentar el área visible de los peces. El macho dominante fue siempre el más grande, sugiriendo que probablemente la fuerza (tamaño) es un factor preponderante determinando el establecimiento de las jerarquías y que éstas características seleccionadas intrasexualmente pueden haber sido reforzadas por selección intersexual. Los machos reproductivos presentaron un mayor contenido hipofisario de β-FSH y SL que aquellos no reproductivos, mientras que no se encontraron diferencias entre las hembras. No se encontraron diferencias entre los índices gonadosomáticos de los machos. Los individuos no reproductivos presentaron niveles plasmáticos mayores de cortisol para ambos sexos. Aunque los individuos reproductivos dominantes podrían estar inhibiendo la reproducción de los peces menos dominantes a través de interacciones de contacto físico, aumentando sus niveles de cortisol y disminuyendo el contenido hipofisario de FSH y SL, esto no se vería reflejado a nivel gonadal en nuestro diseño experimental.

Many characteristics of the South American teleost fish Cichlasoma dimerus (body size, easy breeding, undemanding maintenance) make it amenable to laboratory studies. In the last years, many of the fundamental aspects of its reproductive and developmental biology have been addressed in our laboratory. Rather recently, the immunohistochemical localization of pituitary hormones involved in reproduction and in background color adaptation has been described in both adult and developing individuals, and the role of FSH in ovarian differentiation has been established. These findings have been correlated with mapping of some of their brain-derived controlling hormones. The latter include brain-derived gonadotropins which were shown to be active in vitro in the control of pituitary hormone secretions. The emerging picture shows C. dimerus as an interesting species in which many of their basic features have already been investigated and which conform a solid platform for comparative studies correlating neurohormones, pituitary hormones and behavior, from the molecular to the organismic level.