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Citogenética de Triatominos.
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The haematophagous insects of the subfamily Triatominae (Hemiptera-Reduviidae) have great epidemiological importance as vectors of Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas disease. Mepraia was originally described as a monotypic genus comprised of Mepraia spinolai, distributed along coastal areas of northern Chile (from Region I to the Metropolitan Region). Recently, some M. spinolai populations have been ranked as a new species named Mepraia gajardoi. Several populations along the distribution range of the genus were sampled, and genetic differentiation was studied based upon the analysis of three molecular markers: cytogenetics (karyotype and chromosome behaviour during meiosis using the C-banding technique), mitochondrial DNA (a cytochrome oxidase I gene fragment), and nuclear ribosomal DNA (intergenic region including the two internal transcribed spacers ITS-1 and ITS-2 and the 5.8S rRNA gene). The data here presented indicate that populations within the Mepraia genus (excluding Region II specimens) can be divided into two separate lineages. One lineage is comprised of specimens from the northernmost Region I and represents M. gajardoi. The other includes samples from the southern III, IV and the Metropolitan Regions, and represents M. spinolai. Region II individuals deserve particular attention as their relationship to the two identified lineages is not clear-cut. While they appear to belong to M. spinolai based on cytogenetics and rDNA markers, COI results indicate a closer relationship to M. gajardoi. This disagreement can be due to mitochondrial DNA introgression or the retention of ancestral polymorphisms.
The action of colchicine upon the spermatogenesis of Triatoma infestans, (Hemipt. Heteroptera), has been studied and the different categories of giant spermatids that appear during the treatment have been compared with the nuclear volumes of the whole series of normal spermatogenetic stages. The following facts have been ascertained: 1) 4 hours after the treatment the gonial mitotic metaphases, and the 1st. and 2nd. metaphases of meiosis are stopped. The prophasic stages of meiosis and diakynesis appear to be normal. After 9 days of treatment, all the tetrads are broken in the meiotic metaphases and the cells appear with 44 and 22 chromosomes respectively, scattered in the cytoplasm. 2) At 9 days, practically all spermatogenetic stages have disappeared except for a few cysts of spermatogonia, and practically the whole testicle is full of cysts of spermatozoa and spermatid, with some large zones of necrosis with pycnotic nuclei. The spermatids appear to be of different sizes and the statistical analysis of the nuclear volumes gives a polymodal hystogram with 4 modes, whose volumes are in the ratio of 1:2:4:8. Ripe spermatozoa seem to have a certain volume variability, that has not been possible to analyse quantitatively. All these facts confirm what DOOLEY found in the colchicinized Orthoptera testicle. 3) The caryometric analysis conducted statistically on the normal stages of the spermatogenesis (resting spermatogonia, gonial prophases, leptotene, "confused stage", diakynesis, and spermatid) revealed the following facts: a) Considering the volume of the resting, spermatogonia as 1, their mitotic prophases have a volume of 2. Some rare prophases appear to have a volume of 4 and probably belong to tetraployd spermatogonia normally present in the testicle of Hemiptera. b) The first spermatocyte at the beginning of the auxocitary growth (leptotene) has a volume of 2, which is equal to that of them gonial prophase. It grows further during the "confused stage" and reduplicates, reaching thus the volume of 4. Diakynesis has a rather variable nuclear volume and it is higher than volume 4. This is probably of physico-chemical nature and not a growth increase. c) The spermatid at the beginning of the spermiogenetic process has a volume of 1 which is very constant and homogeneous. 4) These results can be summarized concluding that the meiotic process begins from a spermatogonium at the end of his mitotic interphasic growth (vol. 2) and instead of entering into the mitotic prophase transforms itself into the leptotene spermatocyte. During the diplotene ("confused stage") the volume of the nucleus doubles once more and reaches volume 4. In consequence of the two successive meiotic divisions the spermatid, although having an haploid number of chromosomes, has a nuclear volume of 1, just like the diploid spermatogonium. The interpretation of this strange result probably comes from the existence of the "tertiary split" in the chromosomes of the haploid set, that has been illustrated in the Hemiptera by HUGUES SCHRADER and in Orthoptera by MICKEY and co-workers. The tertiary split indicates that the chromosomes of the haploid set are constituted from almost two chromonemata, and this double constitution corresponds to the double cycle of reduplication that takes place during the spermatogenesis starting from the resting gonia. In Triatoma infestans the tertiary split appears in the chromosomes in the 1st. and 2nd. metaphases and in the diakynesis. In the blocked metaphases at the 9th. day of colchicinization some of the 44 elements scattered in the cytoplasm, show, when properly oriented, the split very clearly. Some new and strange facts revealed by SCHRADER and LEUCHTEMBERGER in Arvelius suggest the possibility of other interpretations of the rhythmic growth in special cases. There appears the necessity of more knowledge about the multiple or simple constitution of the chromosomes in somatic and spermatogonial mitosis.
Neste estudo comparativo sôbre certos pontos acentuados da espermiocitogênese de sete espécies de Triatominae, chegamos à conclusão que, considerando, concomitantemente, vários característicos dos acontecimentos celulares e nucleares, estas observações permitem uma classificação das espécies ou, pelo menos, uma separação de espécies duvidosas. Os característicos estudados foram: 1. A placas equatoriais das primeira e segunda divisões de maturação. 2. Número e forma dos autosomas e heterocromosomas. 3. Número, tamanho e forma das células apicais. Os resultados encontram-se nos quadros incluídos no texto e no capítulo IV. A espermiocitogênese de Triatoma vitticeps é apresentada na segunda parte, com o especial objetivo de comprovar que o heterocromosoma x não é simplesmente fragmentado mas, ao contrário, representado por três cromosomas verdadeiros que se comportam exatamente da mesma maneira como o y. Em comparação com Triatoma infestans, não encontramos, nesta espécie, heteropicnose de três autosomas e dos heterocromosomas, porém bem acentuada dos quatro heterocromosomas.
No trabalho apresentado, descrevemos a evolução do espérmio maduro de triatoma infestans, iniciando-se a observação das transformações a partir dos espermídeos. Destacamos, em seguida, os principais resultados: 1. A histogênese dos espérmios é subdividida em 6 fases que se superpõem, parcialmente, a respeito do cronismo dos acontecimentos celulares: a) fase de translações (translações dos centríolos, mitocôndrios e do aparelho de GoLGI do pólo apical o pòlo basal da célula). b) Alongamento dos centríolos (formação do filamento axial). c) Alongamento da massa mitocondrial (formação dos fios periféricos). d) Formação do acrosoma (divisão do aparelho de GOLGI em acrosoma e corpo restante, que é eliminado da célula; além disto, translação do acrosoma para o pólo apical). e) Primeira fase de alongamento do núcleo (alongamento do núcleo e condensação da cromatina). f) Segunda fase de alongamento do núcleo (alongamento definitivo do núcleo para formar a cabeça do espérmio). 2. Os centríolos, em Triatoma infestans, podem ser observados, contînuamente, dos estádios da profase (estádio dos cromosomas difusos) até o fim da formação do espérmio. Para esta observação precisamos de cortes finos com, aproximadamente, um micron de espessura. 3. Os centríolos, depois da última divisão de maturação, ficam escondidos no interior do corpo dos restos dos fusos. 4. Não se pode distinguir o centríolo distal do proximal. os dois justapõem-se, um ao lado do outro, sôbre a parede do núcleo. 5. O fio axial tem origem dos dois centríolos, sendo êste um fio duplo. 6. Observamos a transformação dos mitocôndrios em microfibrilas da cauda bem como a de uma parte do aparelho de GOLGI em acrosoma. 7. Depois da condensação da cromatina sôbre a parede do núcleo, formam-se duas saliências longitudinais cromáticas, que são orientadas em espiral com torsão em sentido inverso do relógio. Por isso, o corte transversal do núcleo, fortemente alongado, tem o aspecto de ferradura. 8. O espérmio maduro é composto pelos seguintes elementos, cuja existência é provada, no microscópio eletrônico, por intermédio de cortes e dilacerações: a) Acrosoma (em forma de um cone, ligeiramente curvado). b) Núcleo, formado a "cabeça" do espérmio, sem qualquer estrutura vísivel no seu interior. c) Cone basal do núcleo, formado pelos centríolos. d) Fio axial, composto de duas microfibrilas dos centríolos. e) Oito fios longitudinais mitocondriais, unidos em dois grupos (corpos em forma de vírgula), e incluídos em uma massa homogênea. Cada um dos corpos em forma de vírgula...
Neste trabalho, faz-se o estudo das estruturas anatômica e histológica do testículo de Triatoma infestans. Da espermiogênese, descrevem-se apenas as fases que medeiam entre a formação dos espermiogônios e a dos espermídeos (espermiocitogênese). A espermiohistogênese bem como as anatomias do vas deferens e das glândulas anexas serão tratados na segunda parte dêste trabalho, já em preparo. O testículo de Triatoma infestans possui 7 folículos dos quais cada um se abre num vas efferens próprio, curto, desembocando êstes num único vas deferens geral. Na zona de transição entre vas efferens e vas deferens, encontra-se sempre um conjunto de massas tissulares que se estão necrosando em virtude da decomposição das paredes dos cistos. Em conseqüência, os feixes de espérmios são libertados e passam através do vas efferens para o vas deferens. As substâncias líquidas que então se formam, resultado da necrose, são reabsorvidas pelo epitélio do vas efferens, entrando novamente em circulação na hemolinfa; o epitélio possui um rabdório muito longo. A parte superior do conteúdo de cada folículo dispõe-se ao redor de grande célula apical cuja função principal deve ser a de uma atividade reguladora que está relacionada com a diferenciação das células do conjunto germinativo em espermiogônios primários e em núcleos das paredes dos cistos. Nos espermiogônios, serão verificadas 8 divisões de multiplicação, o que vai dar a formação de 256 espermiócitos, número êsse que depois das duas divisões de maturação, que se seguem, originará 1 024 espermídeos. Em seguida, são descritos os fenômenos que ocorrem durante a prófase e as duas divisões de maturação. Temos que admitir a existência de uma parasíndese. Pela formação das tétrades, pode-se concluir que a primeira divisão é reducional e a segunda equacional, existindo, pois, uma pré-redução. Triatoma infestans possui 22 cromosomas no espermiogônio, dos quais 2 são heterocromosomas, sendo X, o maior e Y, o menor, pois, por observações comparadas de oogônios, verificou-se que o grande está ausente, enquanto o pequeno existe em número duplo. Os autosomas da guarnição equatorial, reduzidos pela primeira e segunda divisões de maturação, podem ser distribuídos, quanto ao seu tamanho, em três grupos: 3 grandes (A,B e C), 2 médios (D e E e 5 pequenos (F, G, H, I e K). A, B e C, bem como os heterocromosomas, são heteropicnóticos, formando, tanto nos espermiogônios como nos espermiócitos, depois da sinapsis, um corpo de 8 valores, respectivamente de 5 valores, corpos êsses que permanecem fortemente condensados, mesmo quando os outros cromosomas se individualizam ou quando formam os cromosomas difusos. O estádio dos cromosomas é analisado e considerado como uma fase ativa durante o tempo do crescimento intensivo dos espermiócitos.
Four congeneric species of triatomine bugs, Triatoma platensis, T. delpontei, T. rubrovaria and T. infestans, were examined by multilocus enzyme electrophoresis. These four species are distributed sympatrically throughout Argentina, Paraguay and Uruguay, and were found to be closely related according to their known ethological, ecological and morphological traits. In order to evaluate previous hypotheses concerning the phylogenetic branching within this group, isoenzyme patterns were submitted to classical phenetic and genetic clustering analysis. Results are discussed in the light of occasional natural gene flow between T. infestans and T. platensis, and indicate that ecology is the main factor explaining both their present status and their morphological differentiation.Keywords: Chagas disease, genetic distance, isoenzymes, Triatominae, Uruguay
1. Introduction 2. The species - what's in a name? 3. Speciation in allopatric populations 4. The founder effect 5. Chromosomal isolating mechanisms 6. The fixation of rearrangements 7. Fertility, viability and hybridity 8. Genic change and chromosomal speciation 9. Chromosomal speciation 10. Molecular mechanisms and speciation 11. Conclusions and perspectives References Index.
