Esqueletos de aletas adultas

En primer lugar, examinamos el patrón esquelético pectoral de peces adultos. La faja pectoral conecta las aletas pectorales con el esqueleto axial. Consiste en el post-temporal (post. t.), supracleithrum (sup. cl.), cleithrum (cl) y coracoides (co) (Fig. 1c). La faja soporta cuatro radios proximales (pr1-pr4) (Fig. 1c). Catorce radiales distales se localizan distales a las radiales proximales (Fig. 1d), y 14 rayos de aleta exoesquelética están alineados en la parte distal de la aleta pectoral (pec. fr. 1-14) (Fig. 1c).

El cleithrum, el elemento principal de la faja pectoral, es un hueso alargado dorsoventralmente situado en la base de la aleta pectoral (Fig. 1c). El cleithrum se ensancha en el centro, momento en el que se le conoce como la placa de cleithrum (clp en la Fig. 1c), como en Ps. barbarus, Pn. schlosseri, y Ps. argentilineatus . El borde ventral de cada una de las cleitra bilaterales se encuentra detrás de la branquia, y sus superficies están opuestas en la línea media (Fig. 1e). La parte ventral del cleitrum adyacente al coracoide se conecta al hueso pélvico (pvb en la Fig. 1c, e) y cúpulas pélvicas (pvd) en el borde de cada hueso pélvico fusible en la línea media (Fig. 1e). La parte dorsal del cleitrum se conecta a la región occipital a través del posttemporal y el supracleitrum (Fig. 1f). El coracoide está situado ventralmente a la placa de cleitrum (Fig. 1c) y se articula parcialmente con la cuarta radial proximal (puntas de flecha en la Fig. 1g), como en Ps. barbarus .

Cada radial proximal se solapa parcialmente y parece una placa individual grande (pr1-pr4 en la Fig. 1c), pero se reconocen pequeños espacios entre la segunda y la tercera, así como entre la tercera y la cuarta, radiales proximales (puntas de flecha en la Fig. 1c). El primer hueso radial proximal (pr1) es un hueso largo y delgado. El cuarto radial proximal (pr4) es el elemento más corto entre los cuatro radiales proximales (Fig. 1c), según se informa en Ps. barbarus . Los rayos de la primera a la octava aleta son rayos blandos segmentados, mientras que los rayos de la novena a la decimocuarta aleta son rayos óseos bifurcados (Fig. 1c).

Desarrollo de las aletas pectorales y otras características de desarrollo

Para explorar cuándo y cómo las aletas pectorales del pectoral Ps. modestos se alargan y sobresalen de la pared corporal, observamos el proceso de desarrollo de las aletas pectorales. Aunque Ps. se ha descrito el desarrollo de modestus para embriones y larvas obtenidos por fertilización artificial , se requieren descripciones más detalladas para comprender con precisión el proceso de desarrollo. Por lo tanto, también se observaron las características de desarrollo de los embriones al llegar al laboratorio, que se encontraban en la etapa de vesícula ótica (archivo adicional 1: Figura S1A-C), una etapa equivalente a la etapa de 39 a 46 horas después de la fertilización (hpf) descrita en la Figura 1L en Kobayashi et al. (1972). Las etapas de desarrollo y el tiempo transcurrido de cada etapa se resumen en el archivo Adicional 2: Tabla S1.

Estadios embrionarios (Fig. 2; Fig. 3)

Etapa de vesícula ótica (Archivo adicional 1: Figura S1A-C; » 39-46 etapa hpf, Figura 1L en Kobayashi et al., 1972″)

Durante esta etapa, la cola del embrión se separa de la yema (Archivo adicional 1: Figura S1A). También se observan los placodes óticos huecos y forman las vesículas óticas (ov), y los primordios ópticos con los placodes de la lente (lp) (Archivo adicional 1: Figura S1B). Hay células mesenquimales (mc) en el extremo distal de la cola (Archivo adicional 1: Figura S1C). El corazón (h) es visible (Archivo adicional 1: Figura S1B), pero no late.

Etapa de la vesícula cerebral (Archivo adicional 1: Figura S1D-F)

El corazón comienza a latir en esta etapa (Archivo adicional 1: Figura S1D). La cola se alarga (Lima adicional 1: Figura S1D). Las vesículas cerebrales, como el telencéfalo (t) y el diencéfalo (d) del cerebro anterior, el cerebro medio (m) y los rombómeros (r) del cerebro posterior, son visibles (Archivo adicional 1: Figura S1E). Aparecen xantóforos en la cabeza y en la parte caudal del tronco (puntas de flecha abiertas en el archivo Adicional 1: Figura S1E, F). Se reconocen dos otolitos (ot) dentro de cada vesícula ótica (Archivo adicional 1: Figura S1E’). Los melanóforos aparecen lateralmente en el tronco y la cola (puntas de flecha en el archivo Adicional 1: Figura S1F). El ano se forma en el extremo posterior del intestino (flecha negra en la lima Adicional 1: Figura S1F).

Etapa de la cámara cardíaca (Archivo adicional 1: Figura S1G-I)

El tubo cardíaco se divide en la aurícula (at) y el ventrículo (vt) (Archivo adicional 1: Figura S1H). Las células mesenquimales en el extremo distal de la cola han desaparecido en esta etapa (Archivo adicional 1: Figura S1I). Los xantóforos se extienden en la cabeza y a lo largo de los bordes ventral y dorsal del tronco (Lima adicional 1: Figura S1G’).

Etapa de circulación (Archivo adicional 1: Figura S1J-K)

Las células sanguíneas se detectan por primera vez durante esta etapa (puntas de flecha negras en el archivo adicional 1: Figura S1K). La sangre del corazón circula por todo el cuerpo y se recoge a través de la vena cardinal común (ccv en el archivo adicional 1: Figura S1K).

Etapa de pigmentación ocular (Fig. 3a; Archivo adicional 1: Figura S1L-M)

En esta etapa, los melanóforos son visibles solo en el borde posterior de las vesículas ópticas (puntas de flecha en el archivo adicional 1: Figura S1M). Algunos xantóforos también se ven en las vesículas ópticas (puntas de flecha abiertas en el archivo Adicional 1: Figura S1M). Las secciones transversales de un embrión a nivel de la presunta yema de la aleta muestran el engrosamiento de la somatopleura, que consiste en dos o tres capas de células mesenquimales (Fig. 3a). El ectodermo suprayacente forma el engrosamiento ectodérmico apical en capas unicelulares (Fig. 3a).

Etapa de pec bajo (Fig. 2a, b)

En esta etapa, las aletas pectorales están brotando en la superficie de la yema (Fig. 2a), y el engrosamiento ectodérmico apical está presente en la punta de la yema de la aleta pectoral (Fig. 2b). Los melanóforos se ven ahora en los bordes anterior y posterior de las vesículas ópticas (puntas de flecha en la Fig. 2a).

Etapa media de pec (Fig. 2c-d; Fig. 3b; Archivo adicional 1: Figura S1N-O)

La altura de la yema de la aleta pectoral es aproximadamente la mitad de la longitud de su anchura (Fig. 2c, d). La pigmentación es notable en todo el ojo (Archivo adicional 1: Figura S1N). La vejiga natatoria (sb) comienza a inflarse (Ficha adicional 1: Figura S1O). Una sección transversal de la yema de la aleta pectoral muestra la transformación del engrosamiento ectodérmico apical en dos capas de pliegue de la aleta apical (Fig. 3b). Una condensación condrogénica se hace visible en el centro de la yema de la aleta (Fig. 3b).

Etapa de pec alto (Fig. 2e-f; Archivo adicional 1: Figura S1P, Q)

En esta etapa, el brote de la aleta pectoral se curva posteriormente y se estrecha (Fig. 2e, f). El engrosamiento ectodérmico apical se transforma en el pliegue de la aleta apical (af en la Fig. 2f). La pigmentación del ojo es muy densa (Fig. 2e). La rotación del tubo cardíaco es notable (Archivo adicional 1: Figura S1Q).

Etapa de pec largo (Fig. 2g, h; Fig. 3c, d)

Durante esta etapa, la yema de la aleta pectoral se alarga paralela al eje del cuerpo (Fig. 2g, h), sugiriendo que su rotación se ha completado. En la sección transversal de la aleta pectoral (Fig. 3c), el pliegue de la aleta apical se alarga, y las células condrogénicas (cc) se alinean a lo largo del eje proximal-distal y dividen los músculos pectorales en masas musculares dorsales y ventrales (mmd y mmv, respectivamente) dentro de las yemas de la aleta pectoral (Fig. 3d).

Etapa de plegado de la aleta media (Fig. 2i)

El brote de la aleta pectoral y el pliegue de la aleta apical se alargan aún más durante esta etapa. La longitud del pliegue de la aleta apical ahora constituye dos quintas partes de la longitud total de la yema (Fig. 2i).

Etapa de plegado de aleta larga (Fig. 2j; Fig. 3e, f; Archivo adicional 1: Figura S1R-T)

La longitud del pliegue de la aleta apical ahora constituye tres quintas partes de la longitud total de la yema (Fig. 2j). La boca se abre (Archivo adicional 1: Figura S1S), y las vesículas óticas desarrollan su característica forma de corazón invertido (Archivo adicional 1: Figura S1S, S’). Tanto el pliegue de la aleta mediana dorsal como el pliegue de la aleta mediana ventral comienzan a estrecharse en la región caudal (flechas en el archivo adicional 1: Figura S1T). En una sección transversal de la yema de la aleta pectoral, se observa que las células condrogénicas cuboidales se alinean para formar un disco endoesquelético con capas unicelulares en el centro de la yema de la aleta pectoral (Fig. 3e, f).

Etapa de eclosión (Archivo adicional 1: Figura S1U-V)

El maxilar superior (uj) ahora sobresale al mismo nivel que el maxilar inferior (Archivo adicional 1: Figura S1V).

Estadios larvarios planctónicos (Fig. 4; Fig. 5; Fig. 6)

3,0–4,3 mm TL (Fig. 4a; Fig. 5a-c; Archivo adicional 3: Figura S2A)

El tamaño de las larvas inducidas artificialmente para eclosionar varió de 3,0 a 4,3 mm TL (Archivo adicional 3: Figura S2A). La larva en esta etapa tiene una cabeza redonda, un pliegue de aleta mediana continuo y un saco vitelino (lima adicional 3: Figura S2A). El disco endoesquelético (de) y el pliegue de la aleta apical (fa) se encuentran en las regiones proximal y distal de la yema de la aleta pectoral, respectivamente (Fig. 4a). Se observa una zona delgada de descomposición de la matriz (mdz) en el centro del disco endoesquelético de la aleta pectoral (Fig. 5a). En la parte proximal del disco endoesquelético, las células son más redondeadas y se observa un pequeño número de células en división (Fig. 5b). En la parte distal del disco endoesquelético, las células cilíndricas están alineadas a lo largo del eje proximal-distal (Fig. 5c). Proximal al disco endoesquelético, hay primordios de la faja condimentada, que consisten en el cleitrum( cl), escapulocoracoide (sco), proceso postcoracoide (pop) y proceso precoracoide (prp) (Fig. 5a). Los elementos esqueléticos de la faja se forman dentro de la pared del cuerpo. El cleithrum se desarrolla como un elemento delgado (Fig. 5a). El escapulocoracoide se observa entre el cleitrum y el disco endoesquelético (Fig. 5a). El proceso precoracoideo está creciendo anteriormente, y el proceso postcoracoideo está creciendo posteriormente (Fig. 5a).

5,6 mm TL (Fig. 4b; Expediente adicional 3: Figura S2B)

La mandíbula inferior sobresale más allá de la mandíbula superior (Archivo adicional 3: Figura S2B). La yema se absorbe completamente (Lima adicional 3: Figura S2B). La yema de la aleta pectoral se alarga aún más (Fig. 4b). No hay cambios dramáticos en la forma del disco endoesquelético (Fig. 4b). El pliegue de la aleta apical entra en contacto con el extremo proximal del disco endoesquelético y se encuentra cerca de la pared del cuerpo (flecha en la Fig. 4b).

TL de 6,2 mm (Fig. 5d-e; Archivo adicional 3: Figura S2C, D)

La punta caudal de la notocordia comienza a curvarse dorsalmente (flecha en el archivo adicional 3: Figura S2D). Hay rayos de aleta en la parte ventral del pliegue de la aleta caudal (puntas de flecha en el archivo Adicional 3: Figura S2D). La osificación del cleitrum se observa detrás de la branquia (Fig. 5d, e). No se observan cambios morfológicos prominentes en los elementos esqueléticos de la faja, a excepción de la osificación de cleithrum.

TL de 7,9 mm (Fig. 4c; Fig. 5f; Archivo adicional 3: Figura S2E-F)

Los brotes de aleta pélvica (pel) se reconocen por primera vez como protuberancias pequeñas, y no se observa engrosamiento ectodérmico apical (Archivo adicional 3: Figura S2F). El inicio de la formación de la yema de la aleta pélvica es uno de los cambios morfológicos que ocurren durante la transición de larva a juvenil (metamorfosis) en peces teleósteos . La aleta mediana forma la segunda aleta dorsal (df2) y la aleta anal (af) (Archivo adicional 3: Figura S2E). La región caudal de la aleta mediana de forma redonda se transforma en la aleta caudal en forma de paleta (ver en la lima adicional 3: Figura S2E). El primordio del hueso hipural, que soporta elementos de los rayos de la aleta caudal, se observa como vértebras curvadas dorsalmente en el borde caudal (flecha en el archivo Adicional 3: Figura S2E). El extremo proximal del pliegue de la aleta apical de la aleta pectoral comienza a alejarse de la pared corporal (flecha en la Fig. 4c). La parte proximal del disco endoesquelético de la aleta pectoral se alarga y adquiere forma de abanico (Fig. 4c; Fig. 5f). En la región proximal del disco endoesquelético, hay células cuboidales con tabiques matriciales delgados (puntas de flecha en la Fig. 5g), indicativo de divisiones celulares . Hay células cilíndricas en la parte distal del disco endoesquelético, y no se observan septos matriciales obvios en ninguna de las células observadas (Fig. 5 h). El cleitrum se osifica aún más (Fig. 5i). El ángulo entre el proceso precoracoide y el proceso postcoracoide es menor que el de 6,2 mm TL (comparar Fig. 5e, i), que conduce a la protrusión del escapulocoracoide de la pared corporal (Fig. 5i). El proceso postcoracoide se alarga posteriormente (Fig. 5i).

TL de 9,5 mm (Fig. 4d)

La región proximal del disco endoesquelético de la aleta pectoral es más alargada (Fig. 4d). La aleta pectoral en forma de abanico está completamente separada de la pared corporal (Fig. 4d).

11,0 mm TL (Fig. 4e; Expediente adicional 3: Figura S2G-H)

Los brotes de la aleta pélvica se vuelven más distintos (Archivo adicional 3: Figura S2H). Los melanóforos se encuentran en las partes dorsal y ventral del extremo caudal del tronco del cuerpo (puntas de flecha en la lima adicional 3: Figura S2G). Hay dos radios de aleta dentro del pliegue de la aleta apical de las aletas pectorales (puntas de flecha en la Fig. 4e).

TL de 13,6 mm (Fig. 5j-m)

El escapulocoracoide sobresale de la superficie de la pared corporal y forma la parte proximal de las aletas pectorales. La condrogénesis se inicia en el primordio del esqueleto de la aleta pélvica (Fig. 5j). Hay células condrogénicas cuboidales en todo el disco endoesquelético de las aletas pectorales (Fig. 5l, m). Algunas células cuboidales tienen tabiques matriciales delgados (puntas de flecha en la Fig. 5l, m), sugiriendo que están dividiendo. En la región proximal del disco endoesquelético, las divisiones celulares están orientadas aleatoriamente (Fig. 5l), mientras que ocurren a lo largo del eje proximal-distal en la región distal (Fig. 5 m).

TL de 14,5 mm (Fig. 4f; Fig. 6a-c; Archivo adicional 3: Figura S2I-J)

La primera aleta dorsal se nota en esta etapa (Archivo adicional 3: Figura S2J). Hay 14 rayos de aleta dentro del pliegue de la aleta pectoral en forma de abanico (puntas de flecha en la Fig. 4f). Estas características son similares a las que se encuentran en las larvas inmediatamente antes de su transición de un hábitat pelágico a bentónico (larva posterior tardía en la Fig. 4F en Kobayashi et al., 1972). Las secciones frontales de la aleta pectoral muestran que el escapulocoracoide (sco) sobresale y se convierte en la parte proximal de la aleta (Fig. 6a). La región proximal del disco endoesquelético es de dos células anchas a lo largo del eje dorso-ventral (Fig. 6b), mientras que es de ancho unicelular en la región media (Fig. 6c).

Estadios juveniles bentónicos (Fig. 4; Fig. 6)

TL de 18,6 mm (Fig. 4g; Fig. 6d-e; Archivo adicional 3: Figura S2K-L)

Las aletas pélvicas se notan desde una vista lateral, y los rayos de las aletas se ven dentro de la región del pliegue de las aletas pélvicas (Archivo adicional 3: Figura S2L). Los ojos comienzan a moverse dorsalmente (Archivo adicional 3: Figura S2K). Se ven más melanóforos en la región de la cabeza (puntas de flecha en el archivo Adicional 3: Figura S2K). Las aletas pectorales cambian de forma de abanico a forma de paleta (Fig. 4g; Archivo adicional 3: Figura S2L). El disco endoesquelético comienza a osificarse y se convierte en los radiales proximales (pr). También se observa osificación en los rayos de las aletas (fr) de la aleta pectoral y en el post-temporal (post. t.) (Fig. 6d). La mayor parte del cleitrum está osificado, aunque la placa de cleitrum (clp en la Fig. 1d), una característica de los peces adultos, aún no se observa (Fig. 6d, e).

19,2-19,9 mm TL (Fig. 4h-i; Fig. 6f-i; Archivo adicional 3: Figura S2M)

Los melanóforos se extienden por todo el cuerpo, incluidas las aletas pectorales (Fig. 4h; Archivo adicional 3: Figura S2M). La boca se mueve ventralmente (Lima adicional 3: Figura S2M). La región proximal de la aleta pectoral está cubierta por el opérculo bien desarrollado (ope) (Fig. 4 h, i). Las secciones frontales de las aletas pectorales muestran que cuatro radiales proximales (pr1-pr4) están aisladas por una zona de descomposición de la matriz (mdz en la Fig. 6g). La primera y la segunda radiales proximales son de ancho unicelular (Fig. 6h), mientras que la tercera radial proximal tiene dos células de ancho y la cuarta radial proximal tiene dos o tres células de ancho a lo largo del eje dorso – ventral en la parte proximal de la aleta pectoral (Fig. 6i).

Estadio juvenil anfibio (Archivo adicional 3: Figura S2N; Fig. 6j-k)

21,1-22,5 mm TL (Lima adicional 3: Figura S2N; Fig. 6j-k)

Los ojos sobresalen en la parte superior de la cabeza, y la boca se encuentra en el lado ventral. La tribuna se aplana y horizontal al eje del cuerpo (Archivo adicional 3: Figura S2N). Los melanóforos cubren toda la superficie corporal. El joven en esta etapa es similar en apariencia al adulto, a excepción de las primeras aletas dorsales en desarrollo (archivo Adicional 3: Figura S2N) y comienza a mostrar una ecología anfibia .

Las muestras esqueléticas teñidas de rojo alizarina y azul alciano muestran que la osificación de la placa de cleitrum (flecha en la Fig. 6j, k), de la primera a la cuarta radiales proximales (pr1–pr4), y el coracoide (co) ha tenido lugar (Fig. 6j, k). Patrones esqueléticos de la aleta pectoral (Fig. 6j, k) se asemejan a los de los peces adultos (Fig. 1c).