Reproduccion Peces

Reproducción en peces
Lunes 06/06/16
Dr Matías Pandolf
Contacto: pandolf@bg.fcen.uba.ar
SISTEMAS DE INTEGRACION Y CONTROL
Relacionan los estímulos (del medio ambiente y propios) con las
respuestas elaboradas por los organismos
1) Sistema endocrino: Media reacciones difusas y prolongadas
2) Sistema nervioso: Reacciones precisas, rápidas y cortas
Neurobiología
Endocrinología
NEUROENDOCRI
NOLOGIA
Neuroendocrinología: Estudio del control que ejerce el sistema nervioso sobre el
endocrino y viceversa
Estos dos sistemas se articulan permitiendo numerosas respuestas
de los organismos ante estímulos ambientales e internos
¿Cómo el cerebro controla el comportamiento?
¿Cómo el comportamiento controla el cerebro?
EL CEREBRO DE LOS PECES
Telencéfalo (hemisferios cerebrales)
Cerebro anterior
Diencéfalo (tronco cerebral)
Tectum (sensorial)
Cerebro medio
Tegmentum (motor)
Cerebelo
Cerebro posterior
Protuberancia
Médula oblonga
Esquema de las regiones del cerebro de un vertebrado
Animales terrestres
Mayor desarrollo del cerebro anterior
Distinto control de los músculos
Control postural
Control de miembros pares distintos a aletas
Aumento de los inputs sensoriales recibidos
Distinto tipo de respuesta motoras
NI MAS “COMPLEJO”
NI MAS “EVOLUCIONADO”
NI MENOS “PRIMITIVO”
SIMPLEMENTE DISTINTO Y ADAPTADO A UNA SITUACIÓN DIFERENTE A LA ACUATICA
Evolución del cerebro de los vertebrados
TELENCEFALO = “CEREBRO” = HEMISFERIOS CEREBRALES
Región mas externa = corteza
Región mas interna = zona subcortical
Se forma en la región más anterior del tubo neural
x inversión: mayoría de los vertebrados
x eversión: peces óseos
SISTEMA NERVIOSO
Pandolfi et al. 2005
Ramallo et al. 2009
LA HIPOFISIS DE LOS PECES
HISTORIA DE LA NEUROENDOCRINOLOGIA
1952–1954: Se propone la existencia de un factor cerebral que era transportado por la sangre hacia la
hipófisis estimulando la actividad de los gonadotropos.
1966 (Oliverau and Ball): Primeros estudios de las células hipofisarias de peces.
1971 (Amos et al y Matsuo et al): Se descubre GnRH en mamíferos.
1971-1973 (Breton et al): Muestran que extractos de hipotálamo de carpa estimulan la liberación de
gonadotrofinas en hipófisis.
1975 (Peter and Gill): Atlas del cerebro de goldfish.
39 años de estudios en neuroendocrinología de peces
PECES: Hipotálamo + NH + ADH
Área Preoptica
Hipotálamo
Eminencia media (sólo en algunos)
Quiasma óptico
Pars nervosa
Pars intermedia
Pars distalis
PECES TELEOSTEOS (99% de las especies de peces óseos)
NH
PI
PDR
PDP
Ausencia de eminencia media (salvo en grupos basales)
ADH: PDR + PDP + PI
Diferencias entre la hipófsis de los peces y los mamíferos
1) No hay pars tuberalis
2) Ausencia de sistema porta en teleosteos
3) Pars distalis dividida en 2 regiones (rostral y proximal)
4) Gran desarrollo de la Pars intermedia
5) SACO VASCULOSO en peces óseos y cartilaginosos (posterior a la hipófisis)
RPD: Lactotrofos (PRL: acidófilos)
Adrenocorticotrofos (ACTH: basófilos débiles)
PPD: Somatotrofos (GH: acidófilos)
Tirotrofos (TSH: basófilos fuertes. PAS +)
Gonadotrofos (FSH y LH: basófilos fuertes. PAS +)
PI: Somatolactrofos (SL: acidófilos)
Melanotrofos (MSH: basófilos débiles)
-GtH I y GtH II
- Clonadas en más de 60 especies
-Variabilidad interspecífica baja en LH y alta en FSH
-Bajo control de GnRH, dopamina, GABA, PACAP, IGF-1, Kisspeptina, Leptina y Ghrelina
- En peces, a diferencia de mamíferos, FSH y LH son menos específicas ya que hay
interacciones hormona-receptor promiscuas
- La expresión del R-FSH en células de Leydig explica la potencia esteroidogénica de FSH
-
PRL y estrógenos con rol directo en la incubación bucal de huevos y larvas y rol indirecto
en condiciones metabólicas durante la incubación
Formación de mucus en los nidos flotantes bajo control de PRL
Relación de PRL con comportamientos parentales: ventilación de nidos, construcción de
cuevas y “pastoreo” de larvas
1.
2.
3.
4.
Cortejo de horas o días: la hembra transfiere huevos con su ovipositor a una bolsa del macho
En esa bolsa abdominal los huevos se fecundan, se incuban y los juveniles eclosionan
El macho “pare” entre 100-1000 juveniles según la especie
Los juveniles crecen, maduran y se reproducen
.
Especie vivípara de gran complejidad con muchas convergencias evolutivas con mamíferos en
cuanto a la distribución del receptor de PRL y el rol de esta hormona en la preñez de los machos
Bolsas incubadoras: protección, areación, osmorregulación y nutrición de los embriones
H. guttulatus y H. hippocampus
- Variaciones morfométricas en las células productoras de PRL durante el ciclo reproductivo
- Hipofsectomía en preñez media: regresión de la bolsa, exceso de embriones anormales,
aparición de fluído atípico en la bolsa, retardo o adelantamiento del “parto”
¿FIDELIDAD?
Amanda Vincent y Laila Sadler trabajaron con Hippocampus whitei entre Noviembre de
1991 y Abril de 1992.
¿Qué publicaron? “Faithful pair bonds in wild seahorses, Hippocampus whitei” (1995)
98 parejas monógamas en la naturaleza que se mantenían “fieles” incluso cuando surgía
la oportunidad de cambio. Eso sólo se daba si un ejemplar de la pareja desaparecía (muy
pocos casos)
Ampliando el panorama y deshumanizando un poco…
Hippocampus subelongatus (2000): los machos eran altamente propensos al cambio de
pareja :más de la mitad lo hacían y menos del 10% de los casos era por predación de la
hembra. Simplemente encontraban otra
Hippocampus breviceps (2004): Viven en Australia. Se aparaean todos con todas y no
hay formación de parejas
What’s Love Got to Do With It? The Truth About Seahorse Monogamy (by Tami Weiss)
While it is disappointing to the romantic in us all, it turns out to be great news for
conservation efforts. It means if one mate is removed from a pair, it doesn’t necessarily
doom the other, or the species as a whole. Seahorse will seek out another mate. That
doesn’t mean that the disappearance of a mate is a trivial matter though, as different
species will wait varying time spans before seeking out a new partner. And because a
seahorses range is limited, as is their mobility, finding a suitable partner may be an
arduous task. But what that does mean is that the misguided attempts such as this story
of a lone seahorse should be re-evaluated.
MONOGAMIA
-El macho y la hembra se aparean con un sólo individuo durante la temporada
reproductiva (monogamia serial), o mientras el compañero esté vivo (monogamia genética).
-En la mayoría de los casos, ambos sexos proveen cuidado parental.
- Monogamia ocurre con baja frecuencia en invertebrados (algunos gasterópodos, coleópteros y
crustáceos).
- En vertebrados ocurre con baja frecuencia en peces, anfibios, reptiles y mamíferos (en
mamíferos ocurre en el 5% de las especies). En aves ocurre en el 92% de las especies.
-Interés en la monogamia se debe a la asimetría que existe en los costos y beneficios de la
promiscuidad sexual para machos y hembras.
Dr. David Barash & Dr. Judith Lipton - Evolutionary Biologist &
Psychologist. Authors of "The Myth of Monogamy" HORMONAS NH
Glándula Hipotálamo
(vía hipófisis
posterior)
Hormona Acción principal Mecanismo que controla su secreción Oxitocina
Estimula las
contracciones
uterinas y la salida
de la leche
Sistema nervioso
Péptido (9
aminoácidos)
Controla la
excreción de agua
Concentración
osmótica de la
sangre; volumen
sanguíneo,
sistema nervioso
Péptido (9
aminoácidos)
Hormona
antidiurética
(ADH,
vasopresina)
Tipo de molécula Ramallo et al, 2012
Secreción de mucus en la epidermis que alimenta las larvas hasta que empiezan a
comer solas
Los primeros 3 días se mantienen adheridas a un sustrato, reabsorben el vitelo y
luego empiezan a nadar en masa hacia sus padres
Durante 10 minutos se alimentan hasta que uno de los padres se las sacude y
cambian de rol. Esto dura dos semanas
La concentración de anticuerpos y proteínas en la leche es máxima en el momento de la
puesta (similar a lo que ocurre con la leche de mamíferos al momento del nacimiento)
Se mantiene alta hasta la tercer semana y retorna a los niveles prepuesta en la semana 4
Cuidado muy intensivo y extenso en el tiempo (un mes) que imprime una
gran demanda fsiológica a los padres. Conflicto entre cuidado parental y la
propia supervivencia.
La producción de leche de discus, de aves (pingüinos y palomas) y de mamíferos está
bajo control de PRL
Inyección de PRL en peces HipX:
- Aumenta el # de células epidérmicas que producen mucus
- Aumenta el tamaño de estas células
G n R H
Estructura muy conservada a lo largo de la
evolución de los Vertebrados.
ESTRUCTURA CONSERVADA  FUNCION
IMPORTANTE
Representa el primer paso en una cascada de eventos
que coordinan la fisiología reproductiva y el
comportamiento asociado a ésta.
GnRH
LHRH aislada en 1971 de hipotálamos de chancho y oveja
pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2
Se vio que también estimulaba la liberación de FSH: GnRH
Carpas (Breton et al 1971): Liberación de GtHs por factor hipotalámico
Salmón (Sherwood et al 1983): Aislamiento de salmon GnRH
Los vertebrados expresan 2 o 3 variantes de GnRH en distintos órganos
Las distintas variantes tienen múltiples funciones a través de múltiples receptores
Los TELEOSTEOS son el grupo en el que mas variantes de GnRH (8) se han descripto y
algunas especies poseen hasta 5 receptores distintos.
PECES: Patron general
2 formas moleculares: salmon y chicken II
3 formas moleculares: se le agrega una mas muy variable entre
especies: seabream, pejerrey. whitefish, etc