UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA DOUTORADO EM PSICOBIOLOGIA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA DOUTORADO EM PSICOBIOLOGIA ESTRATÉGIA REPRODUTIVA DO PEIXE-VOADOR, Hirundichthys affinis E DO PEIXE AGULHA PRETA, Hemiramphus brasiliensis NO LITORAL DE CAIÇARA DO NORTE, RIO GRANDE DO NORTE, BRASIL MÔNICA ROCHA DE OLIVEIRA NATAL/RN JULHO, 2014

2 ESTRATÉGIA REPRODUTIVA DO PEIXE-VOADOR, Hirundichthys affinis E DO PEIXE AGULHA PRETA, Hemiramphus brasiliensis NO LITORAL DE CAIÇARA DO NORTE, RIO GRANDE DO NORTE, BRASIL DOUTORANDA: MÔNICA ROCHA DE OLIVEIRA ORIENTADORA: PROFA. DRA. SATHYABAMA CHELLAPPA CO-ORIENTADORA: PROFA. DRA. MARIA EMÍLIA YAMAMOTO Tese apresentada por Mônica Rocha de Oliveira à Universidade Federal do Rio Grande do Norte, para obtenção do título de Doutor em Psicobiologia. NATAL/RN JULHO, 2014

3 UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede Catalogação da Publicação na Fonte Oliveira, Mônica Rocha de. Estratégia reprodutiva do peixe-voador, Hirundichthys affinis e do peixe agulha preta, Hemiramphus brasiliensis no litoral de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil. / Mônica Rocha de Oliveira. Natal, RN, f.: il. Orientadora: Profa. Dra. Sathyabama Chellappa. Co-orientadora: Profa. Dra. Maria Emília Yamamoto. Tese (Doutorado) Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Biociências. Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia. 1. Peixes marinhos - Tese. 2. Estratégia de reprodução Tese. 3. Desenvolvimento gonadal Tese. 4. Otólitos Tese. 5. Caiçara do Norte Rio Grande do Norte Tese. I. Chellappa, Sathyabama. II. Yamamoto, Maria Emília. III. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. IV. Título. RN/UF/BCZM CDU 597/599(813.2)

4 3 DEFESA DE TESE DE DOUTORADO Título: Estratégia reprodutiva do peixe-voador, Hirundichthys affinis e do peixe agulha preta, Hemiramphus brasiliensis no litoral de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil Doutoranda: MÔNICA ROCHA DE OLIVEIRA Data de defesa: 3 de julho de 2014 Banca Examinadora Dra. Sathyabama Chellappa Universidade Federal do Rio Grande do Norte, RN Dra. Naisandra Bezerra da Silva Universidade Federal do Rio Grande do Norte, RN Dr. Graco Aurélio Câmara de Melo Viana Universidade Federal do Rio Grande do Norte, RN Dra. Andréa Soares de Araújo Universidade Federal do Amapá, AP Dr. José Zanon de Oliveira Passavante Universidade Federal de Pernambuco, PE NATAL, RN 2014

5 4 A Deus por existir na minha vida. AGRADECIMENTOS A Nossa Senhora pela sua intercessão a cada dia da minha vida. A Universidade Federal do Rio Grande do Norte pela oportunidade em realizar Doutorado em Psicobiologia. À Profa. Dra. Sathyabama Chellappa pela valiosa orientação, amizade, paciência, incentivo e confiança demonstrada a mim durante a formação acadêmica. A Profa. Dra. Maria Emília Yamamoto pela co-orientação e por sempre está disposta a ajudar com ensinamentos e sugestões. Ao Prof. Dr. Naithirithi Tiruvenkatachary Chellappa por ter cedido o laboratório e equipamentos para análise dos dados. A Profa. Dra. Naisandra Silva por ter cedido o Laboratório de Histologia para a realização das lâminas histológicas das gônadas dos peixes em estudo. Ao Prof. Dr. Wagner Molina por ter cedido o microscópio do seu laboratório para a realização das fotografias das lâminas histológicas das gônadas das espécies em estudo. Ao Prof. Dr. Guilherme Fulgêncio por ter cedido o laboratório e equipamentos para análise dos dados. Ao Prof. Dr. Pedro Carlos Cunha Martins por ter cedido o Laboratório de Saúde de Animais Aquáticos para a realização das lâminas histológicas das gônadas dos peixes em estudo. A Socorro responsável pelo Laboratório de Histologia do CB/UFRN pela colaboração na preparação das lâminas histológicas. Sanduíche. A University of Southampton pela oportunidade em realizar o Estágio de Doutorado Ao Prof. Dr. Stephen John Hawkins pela orientação durante o estágio do Doutorado sanduíche na University of Southampton, Grã Bretanha. Ao Prof. Dr Clive Trueman pela colaboração durante a realização da pesquisa na University of Southmapton, Grã Bretanha.

6 5 A assistente de pesquisa Moira MClean da University of Southampton por todo apoio e colaboração durante o estágio de Doutorado sanduíche. Ao Ming-Tsung Chung, aluno de Doutorado da University of Southampton por todo apoio durante a pesquisa na University of Southampton. A Coordenação e todos os professores que compõem o PPg em Psicobiologia, em especial ao Prof. Dr. Arrilton Araújo. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq/MCTI) pela bolsa de Doutorado concedida e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES/MEC) pela bolsa concedida durante o Doutorado Sanduíche realizado em Grã-Bretanha. A Murilo e Rita, meus queridos pais pelo amor, sabedoria, educação, incentivo e por estarem sempre me apoiando em toda minha vida. E ao meu irmão Rafael Sérgio que sempre esteve ao meu lado em todos os momentos. Aos meus avós pelos ensinamentos e pelo apoio. Aos pescadores da praia de Caiçara do Norte que contribuíram para o andamento desta pesquisa, em especial aos pescadores Godo, Chiquinho e Fabinho pelo apoio em campo e ao Vereador Eduardinho por disponibilizar seu rancho para análise das amostras. Aos meus colegas do Laboratório de Ictiologia (LABICTIS) que sempre estiveram me apoiando: Profa. Dra. Andrea Araújo, Ana Lígia, Marcelo, M.Sc Wallace, M.Sc Emilly, M.Sc Nirlei, Thiago e Louise. A Empresa de Pesquisas Agropecuárias do Rio Grande do Norte (EMPARN), pelos dados meteorológicos e equipamentos cedidos. Aos funcionários do Departamento de Oceanografia e Limnologia, Sr Welligton, Sr Antônio, Sr Pedro, Sr Carlito, D. Cleide, Luiza, Gilberto, Flávio e Camila pela atenção ao me receberem e pelo exemplo de dedicação e responsabilidade com que realizam as tarefas diárias.

7 6 SUMÁRIO RESUMO 8 ABSTRACT 9 LISTA DE FIGURAS INTRODUÇÃO Considerações gerais sobre estratégias reprodutivas dos peixes Produção pesqueira do Rio Grande do Norte OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos MATERIAL E MÉTODOS Área de estudo Pluviosidade da área de estudo Captura dos peixes Espécies de peixes em estudo Aspectos morfométricos e merísticos Estrutura da população em comprimento e peso e relação pesocomprimento Aspectos reprodutivos dos peixes Proporção sexual Comprimento da primeira maturação sexual (L 50 ) Caracterização do desenvolvimento das gônadas Fecundidade e tipo de desova Índice gonadossomático (IGS) e período reprodutivo Produção pesqueira da área de estudo Determinação de idade de peixes através de otólitos Amostragem dos otólitos Processamento dos otólitos Testes estatísticos 27

8 Normalização do texto RESULTADOS E DISCUSSÃO 29 Artigo 1. Características morfométricas-merísticas, peso-comprimento e maturação gonadal do peixe voador, Hirundichythys affinis (Günther, 1866) Artigo 2. Reproductive aspects of the flyingfish, Hirundichthys affinis sampled from the Northeastern coastal waters of Brazil Artigo 3. Caracterização da produção do peixe-voador, Hirundichthys affinis em Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil: durante 1993 a 2010 Artigo 4. Sex ratio and length-weight relationship for five marine fish species from Brazil Artigo 5. Biologia reprodutiva de agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Hemiramphidae) das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil Artigo 6. Reproductive strategy of the Ballyhoo half beak, Hemiramphus brasiliensis from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil Artigo 7. Revisão de estudos sobre determinação da idade de peixes marinhos brasileiros através de otólitos 5. CONCLUSÃO 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS 145

9 8 RESUMO O peixe-voador, Hirundichthys affinis (Günther, 1866) (Exocoetidae) e a agulha preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus,1758) (Hemiramphidae) são peixes marinhos de valor comercial, que contribuem para a produção pesqueira artesanal do Rio Grande do Norte, Brasil. Esses peixes são importantes na teia alimentar pelágica, pois constituem as principais presas preferidas de predadores de alto valor comercial. Este trabalho teve como objetivo determinar as estratégias reprodutivas de H. affinis e de H. brasiliensis e a produção pesqueira de H. affinis no litoral Norte do Rio Grande do Norte. Os resultados estão apresentados sob a forma de seis artigos científicos e um artigo de revisão. O primeiro artigo aborda as medidas morfométricas e contagens merísticas que confirmaram a taxonomia da espécie, a estrutura da população em peso-comprimento e o desenvolvimento das gônadas de H. affinis, através de observações macroscópicas dos ovários e testículos. Foi verificado que as fêmeas são maiores e mais pesados do que os machos. O segundo artigo descreve às táticas reprodutivas, tais como, proporção sexual, comprimento da primeira maturação sexual, aspectos histológicos das gônadas, fecundidade e período de desova, que indicam a estratégia reprodutiva de H. affinis. O terceiro artigo mostra a variação anual da produção de H. affinis em Caiçara do Norte, durante o período de 1993 a 2010, dando ênfase a relevância desse peixe na produção pesqueira no RN, incluindo o registro da queda na produção durante os anos de 2008 a O quarto artigo apresenta a estrutura populacional, no que tange ao comprimento e peso, a relação peso-comprimento, o tipo de crescimento e a proporção sexual de Hemiramphus brasiliensis. O quinto artigo apresenta a biologia reprodutiva de H. brasiliensis, com detalhes sobre a proporção sexual, o comprimento da primeira maturação sexual, a fecundidade, o tipo e o período de desova. O sexto artigo descreve a estratégia reprodutiva de H. brasiliensis. O artigo de revisão aborda o tema de determinação da idade dos peixes tropicais através de otólitos. As duas espécies utilizam o litoral de Caiçara do Norte para fins reprodutivos. H. affinis migra das águas oceânicas para as águas costeiras, coincidindo com o período chuvoso. H. affinis apresenta desova total e a estratégia reprodutiva do tipo sazonal. Enquanto, H. brasiliensis vive e reproduz nas águas costeiras apresentando desova parcelada e uma estratégia reprodutiva do tipo de equilíbrio. Palavras-chaves: Peixes marinhos, estratégia de reprodução, desenvolvimento gonadal, otólitos, Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte.

10 9 ABSTRACT The flyingfish, Hirundichthys affinis (Günther, 1866) (Exocoetidae) and ballyhoo half beak, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Hemiramphidae) are marine fish species of commercial value, which contribute to artisanal fishery production of Rio Grande do Norte, Brazil. Besides the economic importance, these fish are important from an ecological point of view, being components in pelagic food chain, where they are the preferred prey of larger predators of high commercial value. This study aimed to determine the reproductive strategies of H. affinis and H. brasiliensis and the fishery production of H. affinis in the northern coast of Rio Grande do Norte. The results are presented in the form of six cientific articles and a review paper. The first article presents the morphometric measurements and meristic counts which confirmed the taxonomic status, population structure in length-weight and the gonad development of H. affinis through macroscopic observations of the ovaries and testes. Females of this species were bigger and heavier than males. The second article describes the reproductive tactics, such as, sex ratio, length at first sexual maturity, histological aspects of gonads, fecundity and spawning season, that indicate the reproductive strategy of H. affinis. The third article shows annual changes in the fishery production of H. affinis in Caiçara do Norte, during the period of 1993 to 2010, emphasizing the relevance of this fish in total fishery production of Rio Grande do Norte, besides registering the fall in production in the years 2008 to The fourth article describes the population structure, with respect to the length and weight, the length-weight relationship, growth type and sex ratio of Hemiramphus brasiliensis. The fifth article describes the reproductive biology of H. brasiliensis, with details about sex ratio, length at first sexual maturity, fecundity, type of breeding and spawning season. The sixth article deals with the reproductive strategy of H. brasiliensis. The review paper presents the topic of age determination of tropical fish using analysis of otoliths. Both species use the coastal waters of Caiçara do Norte for reproductive purposes. The flying fish, H. affinis migrates from the oceanic waters to the coastal waters to reproduce, coinciding with the rainy season. H. affinis presents total spawning and a seasonal reproductive strategy. However, H. brasiliensis lives and reproduces in the coastal waters displaying partial spawning and an equilibrium reproductive strategy. Keywords: Marine fish, reproductive strategy, gonadal development, otoliths, Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte.

11 10 Figura 1 Figura 2 Figura 3 LISTA DAS FIGURAS Localização da área de estudo: águas costeiras de Caiçara do Norte, Estado do Rio Grande do Norte (Fonte: Google Maps, 2012). (05º03 00 a 05º05 00 Latitude S e 36º e 36º Longitude O). Praia de Caiçara do Norte, Município de Caiçara do Norte, RN (a); Gabiões construídos para deter o avanço do mar na praia (b); Embarcações e pescadores locais do município de Caiçara do Norte, RN (c); Embarcações a motor utilizadas na pesca dos peixes (d); Jereré, apetrecho de pesca de formato triangular utilizado para captura do peixe-voador (e) exemplares do peixe voador (f); ova do peixe-voador (g) e agulha-preta frescos selecionados para a comercialização (h). Espécie em estudo peixe-voador, H. affinis e sua distribuição geográfica (pontos vermelhos no mapa). Escala= 2,5 cm Figura 4 Figura 5 Espécie em estudo agulha-preta, H. brasiliensis e sua distribuição geográfica (pontos vermelhos no mapa). Escala= 1 cm. Registro de dados biométricos: a) Os peixes sendo numerados para realização da biometria e b e c) peixe voador dissecado e d) peixe agulha-preta dissecado

12 1.INTRODUÇÃO

13 11 1. INTRODUÇÃO 1.1 Considerações gerais sobre estratégias reprodutivas dos peixes A estratégia reprodutiva constitui um conjunto de táticas que uma espécie manifesta para ter sucesso ao longo das gerações, de modo a garantir o equilíbrio da população (Murua & Saborido-Rey 2003; Morgan, 2008). Estudos sobre as táticas reprodutivas, tais como, o tamanho da primeira maturação, proporção sexual, o desenvolvimento das gônadas, a fecundidade, tipo e época de desova dos peixes são informações importantes para tomada de medidas racionais para a regulamentação da pesca e conservação dos estoques pesqueiros (Lima et al. 2007; Morgan 2008; Oliveira et al 2011; Adebiyi 2012). O início da maturação sexual representa uma transição crítica na vida de um indivíduo. Inicialmente, a distribuição de tempo e energia está relacionada apenas ao crescimento e sobrevivência. A partir da maturação sexual do indivíduo existe um conflito entre a distribuição de tempo e recursos para a reprodução ou para a sobrevivência e crescimento. A resolução desse conflito apresenta um padrão de alocação o qual maximize o número de descendentes produzidos durante a vida de um indivíduo sob condições ambientais existentes. Os peixes quando atingem a maturação sexual podem reproduzir apenas uma vez ou várias vezes durante a história de vida (Wootton 1998). Os peixes que morrem logo depois da reprodução são chamados semelparos. Esse padrão é exemplificado pela espécie de salmonídeo Oncorhynchus kisutch que após completar sua migração do mar para os locais de desova que são as cabeceiras dos rios do litoral Pacífico, o salmão reproduz e morre (Crespi & Teo 2002). As espécies de peixes que tem habilidade de reproduzir várias vezes durante a vida são chamadas iteroparos. O bacalhau, Gadus mohua é um exemplo de peixe iteroparo (Murua & Saborido-Rey 2003). Os peixes utilizam uma variedade de estratégias reprodutivas para maximizar a produção e garantir a sobrevivência dos descendentes até a idade adulta. Estas estratégias são aprimoradas por seleção natural às pressões fisiológicas e ambientais sobre a reprodução. As estratégias reprodutivas são normalmente específicas para cada espécie, mas as táticas, ou a variabilidade adaptativa dentro de uma estratégia, podem diferir entre as populações, em resposta às variações ambientais (Murua & Saborido-Rey 2003; Morgan 2008) ou outras forças externas, tais como a predação ou a pesca (Perry et al. 2005).

14 12 Os r-estrategistas são caracterizados pelo tamanho pequeno, período de vida curto com primeira maturação precoce, enquanto os K-estrategistas apresentam período de vida longo, grande tamanho corporal e primeira maturação tardia (Mac Arthur & Wilson 1967; Chase 1999; Pianka 2000). Baseado nas características de história de vidas dos peixes clupeidos foi descrito um terceiro grupo conhecido como estrategistas intermediário, sendo caracterizado por um período de vida longo, tamanho corporal intermediário a grande, com primeira maturação precoce (Kawasaki 1980;1983). Winemiller & Rose (1992), desenvolveram agrupamentos de estratégias de história de vida, baseando em 16 características, utilizando uma amostra grande de 216 espécies de peixes marinhos e de água doce Norte americanos. Eles fizeram uma seleção final de cinco características de história de vida para 82 espécies de peixes de água doce e 65 marinhas. Os traços da história de vida de 42 espécies de peixes marinhos foram agrupados de acordo com as classificações teóricas (King & McFarlane 2003). Esses autores sugeriram um modelo de três estratégias: (1) estrategistas oportunistas são peixes de pequeno tamanho corporal com primeira maturação precoce, período de vida curto e fecundidade baixa (2) estrategistas sazonais são peixes do tamanho corporal intermediário, primeira maturação intermediária e fecundidade intermediária a alta; e (3) estrategistas de equilíbrio são peixes de tamanho corporal grande, primeira maturação tardia com período de vida longo e baixa fecundidade. Diversas informações fundamentais para a administração pesqueira e proteção das espécies de peixes podem ser obtidas a partir da remoção e processamento de otólitos de peixes marinhos (Green et al. 2009). Os otólitos dos peixes são utilizados para avaliar a idade, crescimento, padrões de movimento e interações de habitats e ciclo de vida dos peixes (Begg et al. 2005). 1.2 Produção pesqueira do Rio Grande do Norte O Estado do Rio Grande do Norte ocupa o quarto lugar da produção pesqueira da região Nordeste, a qual é responsável pela maior parcela da produção nacional (MPA 2012). A região costeira do Rio Grande do Norte possui uma extensão de 410 km, constituída de vinte e cinco municípios costeiros, englobando 93 comunidades pesqueiras (CEPENE 2008). A pesca artesanal nessa região atinge cerca de 70% da produção total do Estado, apresentando

15 13 importância socioeconômica, sendo fonte de alimento e renda para as comunidades locais. (Vasconcellos et al 2007; MPA 2012). O litoral do Rio Grande do Norte pode ser dividido em duas áreas distintas: o litoral Norte, localizado entre os municípios de Tibau e Touros, e o litoral oriental, localizado entre os municípios de Rio do Fogo e Baía Formosa. O litoral Norte tem uma grande contribuição de produção de pescados para o Estado, sendo responsável por aproximadamente 44% da produção total. Os municípios do litoral Norte do RN que tem maior contribuição na produção de pescado são: Areia Branca, Macau, Caiçara do Norte e Touros. Dentre os organismos capturados, os peixes são os mais representativos atingindo cerca de 90% da produção total extrativa marinha do litoral norte do Estado (IBAMA 2008). Caiçara do Norte desmembrou-se de São Bento do Norte no ano de 1993, tornando-se município do Rio Grande do Norte. A atividade da pesca representa uma das principais atividades econômicas desse município que possui um litoral com 8 km de extensão caracterizado por uma zona de praias abertas com águas rasas e túrbidas. A pesca artesanal na praia de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, é uma atividade socioeconômica importante para a comunidade local. Uma variedade de espécies é capturada na região, tais como dourado, Coryphaena hippurus, albacora, Thunnus albacares, sirigado, Mycteroperca bonaci, peixe-voador, Hirundichthys affinis e vermelhos, Lutjanus synagris, Lutjanus. analis, L. purpureus, L. griseus, L. jocu, Ocyurus chrysurus, cavala, Scomberomorus cavala, serra, Scomberomorus brasilliensis, garajuba, Carangoides bartholomaei, agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (IDEMA 2004; CEPENE 2008; Carvalho et al. 2014). Apesar dessa variedade, o voador e o agulha-preta são os principais recursos pesqueiros capturados ao longo de todo o ano, sendo o voador capturado principalmente nos meses de abril a junho, durante sua migração das águas oceânicas para as águas costeiras para reproduzir. Os dados obtidos através da atividade pesqueira são de grande importância, pois através deles pode se obter informações dos recursos pesqueiros da região. Com esses dados pode-se realizar estudos sobre a biologia básica das populações de peixes de determinada região. Dessa forma, esses estudos podem permitir a elaboração de programas de manejo e gestão dos estoques naturais de peixes marinhos. Considerando a importância dos recursos pesqueiros naturais do litoral norte do Rio Grande do Norte, o objetivo desse trabalho foi verificar as estratégias reprodutivas de H. affinis e de H. brasiliensis e a produção pesqueira de H. affinis no litoral de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil.

16 2.OBJETIVOS

17 14 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo geral O trabalho teve como objetivo verificar as estratégias reprodutivas do peixevoador, Hirundichthys affinis (Günther, 1866) (Exocoetidae) e a agulha preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus,1758) (Hemiramphidae), além de avaliar a produção pesqueira e a idade de H. affinis no litoral de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil. 2.2 Objetivos específicos Verificar as táticas reprodutivas, tais como a estrutura populacional em comprimento e peso, a relação peso-comprimento, a proporção sexual, o comprimento da primeira maturação sexual (L 50 ), os estádios de desenvolvimento gonadal, a fecundidade, o tipo de desova, o índice gonadossomático (IGS) e o período reprodutivo, o que indicam a estratégia reprodutiva apresentada pelo peixe voador, Hirundichthys affinis (Osteichthyes: Beloniformes) que é uma espécie oceânica migratória, nas águas de plataforma continental de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte; Artigo 1. Características morfométricas-merísticas, peso-comprimento e maturação gonadal do peixe voador, Hirundichythys affinis (Günther, 1866) (Publicado na revista Biota Amazônia); Artigo 2. Reproductive aspects of the flyingfish, Hirundichthys affinis sampled from the Northeastern coastal waters of Brazil (Aceito para a publicação na revista Brazilian Journal of Biology); Verificar a produção pesqueira do peixe voador em Caiçara do Norte, durante o período de 1993 a 2010; Artigo 3. Caracterização da produção do peixe-voador, Hirundichthys affinis em Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil: durante 1993 a 2010 (Publicado na revista Biota Amazônia);

18 15 Estimar as táticas reprodutivas, tais como a estrutura populacional em comprimento e peso, a relação peso-comprimento, a proporção sexual, o comprimento da primeira maturação gonadal (L50), os estádios de desenvolvimento gonadal, a fecundidade, o tipo de desova, o índice gonadossomático (IGS) e o período reprodutivo, o que indicam a estratégia reprodutiva apresentada pelo peixe agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (Osteichthyes: Beloniformes) nas águas costeiras do Caiçara do Norte do Rio Grande do Norte; Artigo 4. Sex ratio and length-weight relationship for five marine fish species from Brazil (Publicado na revista Journal of Marine Biology & Oceanography); Artigo 5. Biologia reprodutiva de agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Hemiramphidae) das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil (Publicado na revista Biota Amazônia); Artigo 6. Reproductive strategy of the Ballyhoo half beak, Hemiramphus brasiliensis from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil (Aceito para publicação na Brazilian Journal of Biology); Estimar a idade do peixe voador, H. affinis encontrado no litoral de Caiçara do Norte, através de otólitos; Artigo 7. Revisão de estudos sobre determinação da idade de peixes marinhos brasileiros através de otólitos (Em preparação para ser submetido à revista Reviews in Fisheries Science).

19 3.MATERIAL E MÉTODOS

20 16 3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Área de Estudo O local de estudo se situa na região de plataforma continental de Caiçara do Norte (05º Latitude S e 36º Longitude W), localizada a 157 km de distância de Natal, Rio Grande do Norte (Figura 1). O município de Caiçara do Norte está localizado na Zona do Litoral Norte do Estado do Rio Grande do Norte, tendo como limites, ao Norte, o Oceano Atlântico, ao Sul, os municípios de Jandaira e Parazinho, ao Leste, o município de São Bento do Norte e ao Oeste o município de Galinhos. Seu território compreende uma área de 297,2 Km² com uma população de habitantes (IDEMA 2005), representando uma densidade demográfica de 21,3 hab/km². O litoral de Caiçara do Norte possui uma extensão de 8 km sendo caracterizado por uma zona de praias abertas com águas rasas e túrbidas (Figura 1), com temperaturas médias de 27ºC na superfície. Os pontos de desembarques são concentrados em uma pequena extensão de praia com cerca de 1Km (Lessa et al. 2008). Dunas cercam toda a cidade e um avanço do mar que se tem observado, nos últimos anos, em decorrência de um acentuado processo de erosão (IDEMA 2005). Para deter o avanço do mar foram construídos gabiões ao longo da praia costeira de Caiçara do Norte. A atividade da pesca representa uma das principais atividades econômicas no município de Caiçara do Norte e sua importância social pode ser representada por 920 pescadores cadastrados. Basicamente, a pesca é exercida com a utilização de embarcações, linha-de-corso, linha-de-fundo e jererê, para captura de dourado, Coryphaena hippurus, albacora, Thunnus albacares, peixe-voador, Hirundichthys affinis e vermelhos, Lutjanus. analis, L. purpureus, L. griseus, L. jocu, Ocyurus chrysurus e compressor, para a captura de lagostas e polvo. Utiliza-se também a redes-de-espera para captura de serra, Scomberomorus brasilliensis, garajuba, Carangoides bartholomaei e ariacó, Lutjanus synagris, a rede-agulha para a captura do agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis, o arrasto de praia para a captura de sardinhas e os pequenos peixes (IDEMA 2004).

21 17 Figura 1. Localização da área de estudo: águas costeiras de Caiçara do Norte, Estado do Rio Grande do Norte (Fonte: Google Maps, 2012). (05º03 00 a 05º05 00 Latitude S e 36º e 36º Longitude O). 3.2 Pluviosidade da área de estudo Os dados de precipitação pluviométrica, referente ao período de 1998 a 2012 de Caiçara do Norte/RN, foram obtidos na EMPARN (Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte S/A), Natal/RN, para caracterização do regime pluviométrico da área de estudo. 3.3 Captura dos peixes A captura dos peixes foi realizada mensalmente de maio de 2011 a abril de 2012, com auxílio de pescadores locais. No mês de setembro e dezembro, à ação de ventos fortes que impossibilitou a pesca dos peixes em Caiçara do Norte. A captura de exemplares durante o período de abril de 2012 a outubro de 2013 foi realizada para estudo de otólitos do peixe voador. Os exemplares do peixe voador foram capturados utilizando o jereré, apetrecho de pesca de formato triangular, confeccionado em madeira, que serve de suporte para uma panagem de nylon. A armação de madeira com três varas com cerca de 70 cm x 38 cm x 70 cm e a rede de 3/5 ou ¾ de malha fina. Para a realização da pesca foram utilizados

22 18 embarcações a vela, com tripulação de três homens, sendo que cada homem utilizou um jereré. As embarcações foram até o talude continental, onde os pescadores lançaram ao mar óleo de tubarão ou mamona para atrair o peixe voador. Para a captura dos exemplares do agulha preta, os pescadores utilizaram embarcações a vela e rede-de-agulha de 36 m de comprimento (Figura 2). Os peixes capturados foram levados em caixas térmicas de 35 litros de capacidade contendo gelo e água para o Laboratório de Ictiologia do Departamento de Oceanografia e Limnologia da UFRN.

23 19 Figura 2. Praia de Caiçara do Norte, Município de Caiçara do Norte, RN (a); Gabiões construídos para deter o avanço do mar na praia (b); Embarcações e pescadores locais do município de Caiçara do Norte, RN (c); Embarcações a motor utilizadas na pesca dos peixes (d); Jereré, apetrecho de pesca de formato triangular utilizado para captura do peixe-voador (e) exemplares do peixe voador (f); ova do peixe-voador (g) e agulha-preta frescos selecionados para a comercialização (h).

24 Espécies de peixes em estudo Peixe voador, Hirundichthys affinis (Günther, 1866) Hirundichthys affinis, uma espécie epipelágica amplamente distribuída em águas tropicais e subtropicais (El-Deir 1998) (Figura 3). Esses peixes habitam as águas superficiais do Oceano Atlântico no Nordeste Brasileiro, onde a temperatura é de 26ºC e com salinidade de 36,2 relativamente constante (Cruz & Araújo 1971; Araújo & Chellappa 2002). H. affinis apresenta as nadadeiras peitorais expandidas, que permitem planar por longas distâncias. Esse comportamento é relacionado com sua fuga quando atacado por predadores de maior porte (Davenport 1992). Posição taxonômica da espécie: Classe: Osteichthyes: Ordem: Beloniformes Família: Exocoetidae Gênero: Hirundichthys Espécie: Hirundichthys affinis (Günther, 1866) (Fonte: Fishbase, 2014) Figura 3. Espécie em estudo peixe-voador, H. affinis e sua distribuição geográfica (pontos vermelhos no mapa). Escala= 2,5 cm.

25 Agulha preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) A espécie Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus,1758), conhecida vulgarmente como agulha preta ou agulhinha, ocorre no Atlântico ocidental, em Massachusetts, E.U.A., Norte de México até o Brasil, inclusive no mar do Caribe (Figura 4) (FISHBASE 2014). Geralmente são encontrados exemplares de até 35 cm de comprimento total, podendo atingir até 55 cm e pesar 200 g. A espécie é pelágica costeira, mas comumente encontrada em águas neríticas (Cervigón 1992). São peixes herbívoros que alimentam de diatomáceas e fanerógamas marinhas (Vasconcellos-Filho et al. 2009). Formam grandes cardumes durante a reprodução (Oliveira 2001; Chellapa et al. 2005). Posição taxonômica da espécie: Classe: Osteichthyes: Ordem: Beloniformes Família: Hemiramphidae Gênero: Hemiramphus Espécie: Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus,1758). (Fonte: Fishbase, 2014) Figura 4. Espécie em estudo agulha-preta, H. brasiliensis e sua distribuição geográfica (pontos vermelhos no mapa). Escala= 1 cm.

26 Aspectos morfométricos e meristicos No Laboratório de Ictiologia/DOL/UFRN foi realizada a biometria dos peixes capturados (Figura 5), onde cada exemplar foi numerado (utilizando etiquetas), pesado (utilizando-se uma balança de precisão e o peso total registrado em gramas) e medido (utilizando-se paquímetro de 0,01 mm e réguas e o comprimento total registrado em centímetros). Após realizar todas as medidas, os peixes foram dissecados (Figura 5) e as suas gônadas foram retiradas, pesadas (g), identificadas quanto ao sexo e o estádio de desenvolvimento gonadal. A distinção sexual foi realizada através da análise das características macroscópicas das gônadas (Vazzoler 1996). Para a identificação taxonômica das espécies em estudo foram realizadas as medidas morfométricas e as contagens merísticas (Tabela 1 e Tabela 2). Figura 5. Registro de dados biométricos: a) Os peixes sendo numerados para realização da biometria e b e c) peixe voador dissecado mostrando suas gônadas e d) peixe agulha-preta dissecado mostrando suas gônadas.

27 23 Tabela 1. Medidas morfométricas (registradas em centímetros com aproximação em mm). Medidas morfométricas Comprimento total medida que vai da ponta do focinho até a extremidade da nadadeira caudal Comprimento padrão ou standard distância desde a ponta do focinho até a base da nadadeira caudal Comprimento da cabeça medida desde a extremidade anterior do focinho até a borda posterior do opérculo Comprimento do focinho distância da extremidade anterior do focinho até a borda anterior da órbita ocular Altura máxima do corpo diâmetro vertical máximo do corpo/exceto nadadeiras Diâmetro do olho distância antero-posterior da borda ocular Comprimento pré-dorsal comprimento desde o extremo do focinho até o início da primeira nadadeira dorsal Comprimento pré-anal comprimento desde o extremo do focinho até o início da nadadeira anal Comprimento pré-ventral comprimento desde o início do focinho até o início da nadadeira ventral Comprimento pré-peitoral comprimento desde o início do focinho até o início da nadadeira peitoral Comprimento da nadadeira peitoral distância da articulação do raio superior a extremidade do mais longo raio, medido com a nadadeira perpendicular ao corpo do peixe Comprimento da nadadeira dorsal distância da articulação do raio superior a extremidade do mais longo raio, medido com a nadadeira perpendicular ao corpo do peixe) Comprimento da nadadeira anal distância da articulação do raio superior a extremidade do mais longo raio, medido com a nadadeira perpendicular ao corpo do peixe Comprimento da nadadeira ventral distância da articulação do raio superior a extremidade do mais longo raio, medido com a nadadeira perpendicular ao corpo do peixe); base da dorsal distância entre ambos os extremos dessa nadadeira Base da anal distância entre ambos os extremos dessa nadadeira Base da peitoral distância entre ambos os extremos dessa nadadeira Base da ventral distância entre ambos os extremos dessa nadadeira

28 24 Tabela 2. Contagens merísticas. Lepidotríquios dorsais Lepidotríquios anais Lepidotríquios peitorais Lepidotríquios ventrais Contagens merísticas número de espinhos + número de raios da nadadeira dorsal número de espinhos + número de raios da nadadeira anal número de espinhos + número de raios da nadadeira peitoral número de espinhos + número de raios da nadadeira ventral As medições morfométricas e as contagens merísticas dos peixes foram realizadas objetivando a confirmação taxonômica das espécies em estudo. A posição taxonômica da espécie foi confirmada com auxílio de chaves de identificação de Menezes e Figueiredo (1980; 1985), Soares (1988), Garcia et al. (2010), e Fishbase (2014). 3.6 Estrutura da população em comprimento e peso e relação peso-comprimento A estrutura em comprimento e peso das espécies foi determinada para ambos os sexos através da distribuição das frequências absolutas das classes de comprimento total (Lt) e peso total (Wt), durante o período de estudo. Os dados foram agrupados em classes de intervalo de 2 cm para o comprimento total de machos e fêmeas e classes de intervalo entre 40 g para o peso total de machos e fêmeas de H. affinis e 20 g para H. brasiliensis facilitando a visualização. A relação peso-comprimento foi determinada pela equação: Wt = a. Lt b, onde Wt é o peso total(g), Lt é o comprimento total (cm), a é o interceptor da regressão e b é o coeficiente da regressão (Hayes et al.1995). 3.7 Aspectos reprodutivos dos peixes Proporção sexual

29 25 A proporção sexual foi dada como Macho:Fêmeas (M:F), calculada de acordo com a fórmula: número total de machos / número total de fêmeas. A proporção entre os sexos foi verificada através da análise de distribuição de frequência relativa mensal de machos e fêmeas durante o período de estudo Comprimento da primeira maturação sexual (L 50 ) Foi realizada a distribuição das frequências relativas acumuladas por classes de comprimento total para indivíduos adultos em estádios de maturação, maduro e esvaziado (Moreno et al. 2005). No gráfico obtido com os dados acima, foi determinada a mediana a qual corresponde ao comprimento total em que 50% dos indivíduos da população maturam pela primeira vez Caracterização do desenvolvimento das gônadas Foram observados os seguintes caracteres das gônadas dos exemplares de peixes: tamanho, formato, coloração, presença de vasos sanguíneos, presença de ovócitos visíveis, rigidez, grau de turgidez e a proporção ocupada na cavidade abdominal. A partir das observações foi identificado o estádio macroscópico de desenvolvimento dos ovários e testículos (West 1990; Vazzoler 1996). Para a caracterização microscópica, os fragmentos dos ovários e testículos foram submetidos às técnicas tradicionais de tecidos, descritas por Michalany (1990). A descrição histológica das fases de desenvolvimento ovocitário e a classificação microscópica dos estádios de maturação dos ovários foram realizadas (West 1990; Vazzoler 1996). Foram observadas as características do núcleo, do citoplasma, a presença de vesículas lipídicas e a presença de grânulos protéicos Fecundidade e tipo de desova Para estimar a fecundidade foram utilizadas gônadas de fêmeas maduras. Os ovócitos dos ovários maduros foram dissociados utilizando solução de Gilson e três subamostras de 0,1 g foram extraídas. A contagem dos ovócitos foi realizada em um estereosmicroscópio,

30 26 utilizando uma ocular micrométrica. Fecundidade = [(número de ovócitos maduros no fragmento do ovário) x (peso total de ovário)] / (peso do fragmento do ovário). O tipo de desova foi determinado através da análise histológica do desenvolvimento dos ovócitos e da medição do diâmetro dos ovócitos em µm (Vazzoler 1996) Índice gonadossomático (IGS) e Período reprodutivo O índice gonadossomático representa a razão entre o peso da gônada (Wg) e o peso total (Wt) do peixe. Este índice foi calculado de acordo com a fórmula de Wootton et al.(1978): IGS = (Wg/Wt) x 100. Onde, Wg = peso da gônada; Wt = peso total. O período reprodutivo das espécies foi determinado através da distribuição das freqüências relativas (%) de cada estádio de maturação das gônadas e a variação da média mensal do índice gonadossomático (IGS), considerando os sexos separados (Wootton et al.1978). 3.8 Produção pesqueira da área de estudo Os dados referentes à produção pesqueira do município de Caiçara do Norte, RN durante foram obtidos de dados disponibilizados pelo Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), através dos Boletins Estatísticos da Pesca Marítima e Estuarina do Rio Grande do Norte e pelo Centro de Pesquisa e Gestão de Recursos Pesqueiros do Litoral Nordeste (CEPENE). 3.9 Determinação de idade de peixes através de otólitos O levantamento inicial das informações sobre a determinação de idade de peixes marinhos tropicais através de otólitos foi obtido por meio de pesquisa com metodologia investigativa de caráter bibliográfico Amostragem de otólitos Otólitos são estruturas cristalinas, pares localizadas no ouvido interno de todos os peixes ósseos (Sturrock et al., 2012). Os pares de otólitos (sagitae, lapilli e asterisci) foram removidos para análise e determinação da idade do peixe. Os otólitos foram extraídos através

31 27 da dissecação do bulbo ótico, técnica que consiste em cortar a parte superficial do bulbo, com tesoura, expondo as cápsulas auditivas com seus respectivos otólitos, que são removidos imediatamente com pinças, lavados em água corrente, secados, etiquetados e preservados em frascos de plástico para posterior leitura. Foram retirados pares de otólitos de peixes de comprimentos diferentes Processamento de otólitos Foi escolhido o par de otólito lappilli de H. affinis, numerado e colocados em caixa plástica. O otólito lappilli foi fotografado inteiro antes do processamento no laboratório National Oceanography Centre, University of Southampton, Grã Bretanha. Durante o período de Doutorado sanduíche foram realizados estudos preliminares com otólitos. Durante o processamento de otólitos, foi colocada uma gota de resina de poliéster em uma lâmina e um dos pares do otólito lappilli do peixe voador foi incluído nessa resina. As lâminas foram colocadas em estufa para a secagem por 24h. Após o endurecimento da resina, as lâminas foram examinadas em microscópico para verificar se o otólito estava colado para a próxima etapa. Cada otólito foi lixado, utilizando lixa d água 1200, para permitir a visualização do núcleo e as marcas de crescimento no otólito. Nesse processo, foi adicionado água nas lixas para iniciar o lixamento dos otólitos. Os otólitos foram lixados com movimentos circulares. O otólito lappilli é muito delicado, portanto, essa etapa foi realizada com bastante cuidado. Após o lixamento, foi realizado o polimento para clarear as marcas de crescimento e retirar as imperfeições do lixamento. Os otólitos lixados e polidos foram imersos em uma solução de ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA) para facilitar a leitura das marcas de crescimento. Foram realizadas fotografias dos otólitos utilizando o microscópio Zeiss (AXIOVert 200) Testes estatísticos O teste estatístico Kolmogorov Smirnov (KS) foi utilizado para confirmar se os dados de comprimento total e peso total para machos e fêmeas estavam normalmente distribuídos. Os dados de comprimento e peso total dos peixes foram logaritmizados (Logn) para atender a premissa básica da normalidade (ZAR 1996). Para verificar a existência de diferença estatisticamente entre o comprimento total e peso total para machos e fêmeas foi realizado o

32 28 teste t, ao nível de significância 5%. O teste t foi utilizado também para verificar a diferença significativa entre o comprimento da primeira maturação sexual de machos e fêmeas. A correlação de Pearson foi realizada para verificar a relação entre o comprimento total e peso total para machos e fêmeas. O teste estatístico do Qui-quadrado (χ 2 ) foi aplicado para determinar a diferença significativa entre as proporções estabelecidas entre machos e fêmeas, com 5% de significância utilizando o programa Statistic 7.0. A correlação de Pearson foi utilizada para verificar a relação entre o Índice gonadossomático e a pluviosidade Normalização do texto A estrutura do texto, as citações, as referências bibliográficas e a diagramação da dissertação foram feitas baseadas nas normas do Guia de formatação de Tese do Programa de Psicobiologia, UFRN. Enquanto que os artigos foram elaborados conforme as normas das revistas científicas.

33 4.RESULTADOS E DISCUSSÃO

34 29 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO científicos. Os resultados deste trabalho estão apresentados em forma de sete artigos Artigo 1. Características morfométricas-merísticas, peso-comprimento e maturação gonadal do peixe voador, Hirundichythys affinis (Günther, 1866) Corresponde o primeiro objetivo específico Artigo 2. Reproductive aspects of the flyingfish, Hirundichthys affinis sampled from the Northeastern coastal waters of Brazil Corresponde o primeiro objetivo específico Artigo 3. Caracterização da produção do peixe-voador, Hirundichthys affinis em Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil: durante 1993 a 2010 Corresponde o segundo objetivo específico Artigo 4. Sex ratio and length-weight relationship for five marine fish species from Brazil Corresponde o terceiro objetivo específico Artigo 5. Biologia reprodutiva de agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Hemiramphidae) das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil Corresponde o terceiro objetivo específico Artigo 6. Reproductive strategy of the Ballyhoo half beak, Hemiramphus brasiliensis from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil Corresponde o terceiro objetivo específico Artigo 7. Revisão de estudos sobre determinação da idade de peixes marinhos brasileiros através de otólitos Corresponde o quarto objetivo específico

35 30 Artigo 1 Título: Características morfométricas-merísticas, peso-comprimento e maturação gonadal do peixe voador, Hirundichythys affinis (Günther, 1866) Autores: Andréa Soares de Araújo, Mônica Rocha de Oliveira, Carlos Eduardo Costa Campos, Maria Emília Yamamoto & Sathyabama Chellappa Publicado na revista: Biota Amazônia (Vol. 1, No. 2, 29 35, 2011) ISSN: QUALIS CAPES B3 Corresponde o primeiro objetivo específico.

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43 38 Artigo 2 Título: Reproductive aspects of the flyingfish, Hirundichthys affinis sampled from the Northeastern coastal waters of Brazil Autores: M. R. Oliveira, M. M. Carvalho, N. B. da Silva, M. E. Yamamoto and S. Chellappa Aceito para publicação: Brazilian Journal of Biology ISSN: Fator de Impacto: 0,6 QUALIS CAPES B1 Corresponde o primeiro objetivo específico.

44 39 Reproductive aspects of the flyingfish, Hirundichthys affinis from the Northeastern coastal waters of Brazil Oliveira, MR. 1*, Carvalho, MM. 2, Silva, NB. 3, Yamamoto, ME. 1 and Chellappa, S. 2 1 Postgraduate Program in Psychobiology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Av. Salgado Filho, 3000, Lagoa Nova, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. address: monicaufrn@yahoo.com.br; emiliayamamoto@gmail.com 2 Department of Oceanography and Limnology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Via Costeira Senador Dinarte Medeiros Mariz, Mãe Luíza s/nº, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. address: chellappa.sathyabama63@gmail.com; marcelomoreira_14@hotmail.com 3 Department of Morphology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Av. Salgado Filho, 3000, Lagoa Nova, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. naisandra@ufrnet.br * Corresponding author: monicaufrn@yahoo.com.br With 6 figures Running Title: Reproduction of the flyingfish, Hirundichthys affinis

45 40 Abstract The epipelagic flyingfish, Hirundichthys affinis is a major artisanal fishery resource from the Northeastern coastal waters of Brazil. However, biological information about this species has been poorly documented. This paper presents data on the length-weight relationship, sex ratio, length at first sexual maturity, gonadal development and fecundity of H. affinis sampled from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil. The total body length and weight for both sexes ranged from 23.4 to 29.4 cm and from 89 to 188g, respectively. The allometric coefficient of males was and that of females was 2.985, indicating negatively allometric growth. The sex ratio was 1M:1.6F thus differing from the expected ratio of 1:1 (χ2 = 18.63). The total length at first sexual maturity was estimated at 27.3 cm for males and 27.1 cm for females. The macroscopic characteristics of the gonads indicated four maturation stages. Histological studies of gonads of H. affinis showed seven phases of oocyte development and four phases of spermatocyte development. The mean absolute fecundity was 9092 vitelogenic oocytes. Spawning occurred during the months of March to July. The microscopic descriptions of the stages of gonad maturation indicate that the study area is an important spawning ground of H. affinis. Keywords: sex ratio, histology of gonads, fecundity, reproductive period Resumo O peixe epipelágico voador, Hirundichthys affinis é um importante recurso de pesca artesanal das águas costeiras do Nordeste do Brasil. No entanto, as informações biológicas sobre esta espécie tem sido pouco documentada. Este trabalho apresenta dados sobre a relação peso-comprimento, proporção sexual, comprimento de primeira maturação sexual, desenvolvimento gonadal e fecundidade de H. affinis amostrados das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil. O comprimento total e o peso total de ambos os sexos variaram

46 41 23,4-29,4 cm, e de 89 a 188g, respectivamente. O coeficiente alométrico dos machos foi de 2,208 e o de fêmeas foi 2,985, indicando um crescimento alométrico negativo. A proporção entre os sexos foi 1M:1.6 F, diferindo da proporção esperada de 1:1 (χ2 = 18.63). O comprimento total da primeira maturação sexual foi estimado em 27,3 centímetros para os machos e 27,1 cm para as fêmeas. As características macroscópicas das gônadas indicaram quatro estádios de maturação. Estudos histológicos das gônadas de H. affinis mostram sete fases de desenvolvimento do ovócito e quatro fases de desenvolvimento do espermatócito. A fecundidade absoluta média foi de ovócitos vitelogênicos. A desova ocorreu durante os meses de março a julho. As descrições microscópicas dos estágios de maturação gonadal indicam que a área de estudo é uma importante área de desova de H. affinis. Palavras-chave: proporção sexual, histologia das gônadas, fecundidade, período reprodutivo 1. Introduction The flying fish belongs to the family Exocoetidae and are distributed in tropical and subtropical waters around the world (Oxenford et al., 1995; Monteiro et al., 1998). They are considered as commercially and ecologically important species irrespective of their geographical distribution (Gomes at al., 1998; Parin, 2002). The flying fish, Hirundichthys affinis (Günther, 1866) is a commercially important marine fish in the western Atlantic oceanic and coastal waters. Although the flesh of H. affinis is of a good quality, it is frequently used as bait to capture larger predatory fish species, but their eggs are marketed for the production of local caviar. Besides their commercial importance, the flying fishes are crucial components in the epipelagic food chain, where they are preferred prey of predators, such as, Coryphaena hippurus, Thunnus albacares, Tetrapturus albidus, Makaira nigricans and Prionace glauca which are of high commercial value (Araújo and Chellappa, 2002; Parin, 1960).

47 42 It is of fundamental importance to know the average length at which the individuals reach sexual maturity, in order to manage an effectively exploitable population, since they can be used to determine a maximum sustainable yield (Chen and Paloheimo, 1994; King, 1997). This work reports on the length-weight relationship, sex ratio, length at first sexual maturity, gonadal development and fecundity of H. affinis sampled from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Northeastern Brazil. The results of the present study could provide data for the conservation of natural stocks of this important epipelagic fishery resource. 2. Materials and Methods 2.1 Study site and fish capture Fish were captured monthly from the coastal waters of Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brazil, during the period of May, 2011 to April, The fish samples were captured with the help of artisanal fisherman of the region, who used motor boats and a local fishing gear popularly known as jereré. This simple traditional fishing gear has a triangular form which is made of wood, and serves as a support for the suspended nylon material. Fishing operations were carried out on the continental shelf at depths more than 600m, approximately 14 nautical miles from the coast of Caiçara do Norte. Fish samples were numbered, the total body length of each fish was measured to the nearest centimeter (cm) and the body weight was measured to the nearest gram (g). The samples were then dissected to identify the sex. T test was used verify the significant difference between the total length and total weight of males and females. 2.2 Length-weight relationship

48 43 The length-weight relationship was determined by the equation, W = a L b, where W is the total weight (g), L is the total length (cm), a is the intercept (initial rate of growth or condition factor) and b is allometric coefficient (coefficient of growth or relative growth rate of fish) (Le Cren, 1951; Hayes et al., 1995; Jobling, 2002). The t test was performed to confirm whether the value of b departed significantly from the isometric value of 3 (Sokal and Rohlf, 1987). 2.3 Sex ratio The gonads were removed for sex identification based on the macroscopic observations of gonad characteristics (Mackie and Lewis, 2001). Sex ratio was given as males: females (M: F), calculated using the equation: total number of males / total number of females. The chi-square (χ²) was used to verify the existence of significant differences between the sex ratio of the study species and commonly expected 1:1 sex ratio (Sokal and Rohlf, 1987). 2.4 Length at first sexual maturity The first sexual maturation of the species was determined by the relative frequency distribution of adult males and females in total length classes registered during this study (Moreno et al., 2005). 2.5 Macroscopic description and histology of gonads The characteristics used for macroscopic classification of the gonads were based on the following external aspects: size, shape, color, presence of blood vessels, turgidity and the space occupied in the body cavity (Murua et al., 2003). In order to avoid possible variation in

49 44 the developmental stage of oocytes due to their position in the ovaries, histological examinations were carried out on sections from the anterior (cephalic), middle (central), and posterior (caudal) regions of 20 ovaries in different developmental stages. These data were later compared in order to determine whether samples taken from mid-section of the ovary were representative of oocyte development (Yoshida, 1964). Histological verification indicated that gonads were at the same stage of maturation throughout their length. Subsequently, only a central transverse section was prepared for each gonad (n= 20). Fragments of ovaries and testicles selected for histological analysis were fixed in Bouin solution for h (depending on size), washed for 24 hours in running water to remove excess fixative and were later preserved in 70% Ethyl alcohol. Fragments of ovaries selected for histological study were embedded in paraffin, sectioned at 3-5 µm thickness, and stained with Hematoxylin-Eosin (HE) and periodic acid Schiff (PAS). The histological description of the developmental stages and classification were performed using the existing terminology (Wallace and Selman, 1981; West, 1990; Grier e Taylor, 1998; Schulz, et al., 2010). 2.6 Fecundity The oocytes from mature ovaries were dissociated using Gilson solution and three sub-samples of 0.1 g were extracted and the oocytes were counted using Bogorov counting chamber, a stereo-microscope and an ocular micrometer. Total fecundity was estimated for the total weight of the ovaries. Fecundity = [(number of mature oocytes in the fragments of ovary) x (total weight of ovary)] / (weight of the fragment of the ovary) (Hunter and Goldberg, 1980; Murua et al., 2003). 2.7 Gonadosomatic index (GSI) and reproductive period

50 45 The gonadosomatic index (GSI) was calculated according to Wootton et al. (1978). Period of breeding was determined by the temporal relative frequency distribution of the different stages of ovarian maturation (Martini and Fountain, 1981). 3. Results A total of 310 individuals of H. affinis were captured (117 males and 193 females). Total body lengths of all individuals of grouped sex varied from 23.4 to 29.5 cm (mean 26.7 ± 1.2), and the body weights from 70 to 189g (mean ± 19.5). Male body lengths varied from 23.4 to 29.1 cm (mean 26.3 ± 1.2) and body weights from 89 to g (mean ± 17.7). Female body lengths ranged from 23.8 to 29.5 cm (mean ± 1.1) and body weights from 70 to 189g (mean ± 20.4). The females were larger than males with significant difference in total lengths (t = ; df = 308; p < 0.05). The class distribution of total lengths and weights are shown in Figure 1. Insert Figure Length-weight relationship The length-weight relationship function determined for males was Wt (g) =0,0916 Lt (cm) and for females it was Wt (g) = 0,0068 Lt (cm). The allometric coefficient of male H. affinis was and of female was 2.985, indicating negatively allometric growth. The t- test indicated that the b-values found for both sexes departed significantly from the isometric value (3). The parameters of the equation of the length-weight relationship are presented in Table 1.

51 46 Insert Table Sex ratio The sex ratio was 1M:1.6F thus differing from the expected ratio of 1:1. This difference was statistically significant (χ 2 = 18.63). The females of H. affinis had slight predominance in the sampled population. The females predominated during June to October and the males in the month of May, with significant differences (Figure 2). Insert Figure Length at first maturity The total length at first sexual maturity was estimated at 27.3 cm for males and 27.1 cm for females. The males of H. affinis mature before the females, shown by the significant difference in size of gonadal maturation of both sexes (t = ; df = 210; p < 0.05). 3.4 Gonad development H. affinis had paired elongated gonads, the females with lobed ovaries and the males with flattened testes. The testicular walls were fragile when compared to the ovarian walls, and did not show much modification between the different stages of development, unlike the ovaries. The volume, coloration, thickness and blood vessels of ovaries varied according to the stage of maturation, presenting shades of light pink to dark yellow, due to the color of the mature oocytes full of yolk granules (Figure 3. a,b,c,d). The testes were whitish from the beginning of maturation to the mature stage (Figure 3. e, f, g, h). Table 2 presents the macroscopic characteristics during the gonadal development of H. affinis. During the study period immature fish were not captured.

52 47 Insert Figure 3 Insert Table Histology and development of germ cells The microscopic observations of the different phases of maturation of oocytes The microscopic stages of ovaries showed seven phases of oocyte development constituting two stages. The first or the pre vitellogenic stage included the young germinative cell phase and the reserve stock phase. The second or vitellogenic stage included five phases: the early yolk vesicle phase, lipid vitellogenic phase, lipid and protein vitellogenic phase, complete vitellogenesis phase and hydrated oocyte phase. Oocytes in atresia and postovulatory follicles were also observed. Young germ cell (Phase I): The smallest cells were found, which appeared grouped in nests placed in the ovigerous lamellae, with little cytoplasm, usually with a single central rounded nucleolus, intensely basophilic (Figure 4a). Perinucleolus stage or reserve stock (Phase II): The nucleus was in the centre, initially with one or two spherical nucleoli (intensely basophilic) and the cytoplasm was well defined and more basophilic than in the previous phase. The nucleoli become more numerous and were present in the periphery of the nucleus (Figure 4b). Early yolk vesicle (Phase III): The basophilic nucleoli maintain their peripheral position and the cytoplasm became less basophilic. This stage was characterized by small yolk vesicles in the cytoplasm, which appeared as empty unstained vacuoles. The yolk vesicles first appeared at the periphery of the oocyte and gradually spread towards the central nucleus (Figure 4c).

53 48 Lipid vitellogenesis (Phase IV): The oocytes showed the central nucleus, cytoplasm was less basophilic than in the previous phase, and with vacuoles representing the lipid deposition (Figure 4d). Lipid and protein vitellogenesis (Phase V): The oocytes showed the deposition of protein in the form of platelets from peripheral acidophilic cytoplasm (Figure 4e). Oocytes with complete vitellogenesis (Phase VI): In this stage the lipidic vesicles were not observed and the protein granules were bigger in size. The basophile of the cytoplasm disappeared totally and the nucleus contracted (Figure 4f). Oocytes in hydration (Phase VII): During this phase the oocytes were was highly modified, the cytoplasm was hydrated, which resulted in the adhesion of the yolk granules (Figure 4g). Oocytes in atresia: the cellular turgidity was lost, with the rupture of the vitelline membrane. The vitelline granules lost their individuality and constituted an amorphous mass of acidophilic substance (Figure 4h). Post-ovulatory follicles: the follicular cells were condensed, entering the space which was occupied by the oocytes earlier, thus constituting, a body formed by cellular chords, folded in all directions (Figure 4h). Insert Figure The microscopic observations of the different phases of maturation of testicles Histological analyses indicated four developmental phases of the spermatogonia of H. affinis (Figure 5). The spermatogonia were distributed near the tunica albuginea showing restricted distribution. Spermatogonia: These were the largest spermatogenic cells. They were rounded with large rounded vesicular nuclei. Their cytoplasm was faintly stained. Spermatocytes: These were

54 49 with clear cytoplasm and relatively large nucleus and chromatin condensed in the poles. Spermatids: They were smaller than the previous germ cells with sparse cytoplasm, spherical and dense nucleus. These cells undergo modifications until they become spermatozoa. Spermatozoa: They are the smallest cells of the spermatogenic lineage, with spherical and very dense nuclei. They concentrate in the seminal lobules after breaking through the cyst wall. Insert Figure Fecundity The absolute fecundity of H. affinis varied from 7398 to with an average of 9092 (SD ±1153.2) vitellogenic oocytes. 3.7 GSI and Reproductive period The mean monthly values of GSI for the males and females of H. affinis and the frequency of maturation stages are shown in Figure 6. The mean values of GSI varied from 1.25 to17.1 for the females and from 0.1 to 8.01 for the males. During the entire study period the presence of immature individuals were not registered. There was a predominance of maturing individuals during the period of October to February. Mature fish occurred during March to July. Variations in IGS and the monthly frequency of maturation stages demonstrate that H. affinis reproduces during the period of March to July. Insert Figure 6 4. Discussion It is of fundamental importance to have information regarding the length, weight, sex and length at first sexual maturity, in order to manage an effectively exploitable fishery population. Small sized immature individuals of H. affinis were not captured during this study. The immature individuals frequently occur in the oceanic region and only the adults

55 50 migrate to the coastal waters for breeding. However, the effect of the selectivity of the fishing gear employed cannot be ruled out (Araújo and Chellappa, 2002). The absence of individuals less than 19 cm and greater than 24.5cm of the same species, in the Caribbean coastal waters, was due to the same reason (Khokiattwong et al., 2000). The females of H. affinis in this study were larger and heavier than the males. The females are usually heavier than the males due to their gonads which tend to have a greater mass in relation to the testicles (Araújo and Chellappa, 2002; Murua et al., 2003). For the same species in the Caribbean, it was observed that the average length of males and females was not different when fish were immature, but later the females grew faster than males and became larger and heavier (Khokiattwong et al., 2000). The present study registered a predominance of females which could be due to the selectivity of the fishing gear used with the interest of capturing the bigger individuals. However, females were observed more in the months of June and July, and this period corresponds to the peak of the reproductive activity of H. affinis in Rio Grande do Norte, Brazil (Araújo and Chellappa, 2002; Araújo et al., 2011). It is possible to determine the type of growth of a species through the allometric coefficient (b), which is isometric when b = 3, positive allometry when b> 3 and negative allometry when b <3 (Jobling, 2002). Isometric growth indicates that the body increases in all dimensions in the same proportion during growth, whereas positive allometry indicates that the body becomes more rotound as it increases in length, and negative allometry indicates a slimmer body (Jobling, 2002). In this study, the allometric coefficient of the length-weight relationship of males and females of H. affinis was estimated to be lower than 3 indicating negatively allometric growth. These results are in agreement with a study conducted for the same species in the oceanic waters of Northeastern Brazil (Lessa and Bezerra Jr., 2004). For this same species in Barbados, the values of b=2.98 for males, b= 3.03 for females and b=3.01

56 51 for grouped sex (Khokiattwong et al., 2000). The parameters of length-weight relationship in fish could be influenced by environmental conditions, gonadal maturity, sex, condition factor, season, population and variations between species (Froese, 2006). In this study, the gonadal development of females could have possibly influenced the body mass. For rational management of fishery stocks which are subjected to exploitation, it is important to know the size at first gonadal maturation (L 50 ), since it provides information for determining the minimum size at capture and mesh dimensions of the fishing gear. In this study, H. affinis presented a mean length of 27 cm at first maturity, which is larger than that registered in the Caribbeans, where they attained maturity below 18 cm (Khokiattwong et al., 2000). In the oceanic waters of Northeastern Brazil, the minimum size of capture which was registered for H. affinis is 22.7 cm (Lessa and Bezerra Jr., 2004). The size at first maturity is not fixed and may vary between individuals of the same species, whose populations are subject to different environmental conditions (Wootton, 1990). The length of first sexual maturation may be directly affected through changes in the quantity of energy reserves available for gonad development (Morgan, 2004). The macroscopic analyses of gonads of H. affinis showed four stages each of ovarian and testicular development. For the same species in Barbados, five ovarian and testicular maturation stages were observed, which included the immature stage (Khokiattwong et al., 2000). During this study, immature individuals were not captured since the migratory stocks were in the gonad maturation process. Possibly the younger fish were in the oceanic region. Additionally, the fishermen tend to capture the bigger individuals for commercial purposes. The macroscopic description of gonads shows the stages in reproductive cycle, which could be useful to understand the gross reproductive biology of this species. The histological observations of this study register for the first time the presence of hydrated oocyte phase in the mature ovaries and oocytes in atresia and post-ovulatory follicle

57 52 phase in the spent ovaries for H. afinnis. The maturation of the oocyte ends in ovulation, with the rupture of the follicle, liberating the oocytes in the lumen of the ovary (Lowerre-Barbieri, et al., 2011). The ruptured follicles are known as post-ovulatory follicles (POFs) and they remain in the ovary till they are reabsorbed (Hunter and Macewicz, 1985). The females which are capable of spawning are those which appear during the reproductive cycle with vitelogenic oocytes or with histological indicators of imminent spawning (late migration of germinal vesicle, germinal vesicle breakdown and hydration) or recent spawning (POFs of recent collapse). This study registered the presence of H. affinis in the coastal waters with hydrated oocytes and POFs, which suggests that the females use this area as spawning grounds. This species migrates from the oceanic waters to the coastal waters of Caiçara do Norte in Northeastern Brazil to spawn and complete its reproductive cycle. This study describes for the first time the histological analyses of spermatogenesis in the testes of H. affinis in the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil. Observing the distribution of spermatogonia in the germinal compartment of testes H. affinis shows restricted distribution in which the spermatogonia are distributed near the tunica albuginea (Grier, 1981). This type of organization is found in teleost orders such as Atheriniformes, Cyprinodontiformes and Beloniformes (Parenti and Grier, 2004). This study registered an average of 9092 vitellogenic oocytes for H. affinis, although a lower value has been registered in an earlier study (Araújo and Chellappa, 2002). Fecundity is a specific reproductive tactics and is adapted to the conditions of the life cycle of the species, varying with the growth, population density, body size, food availability, and rate of mortality (Witthames, et al., 1995; Murua et al., 2003). Spawning of H. affinis occurrs during the months of March to July. For the same species, the reproductive period registered was from May to June in Northeastern Brazil (El-Deir, 1998; Araújo and Chellappa, 2002; Araújo et al., 2011), and in Barbados was from December

58 53 to June, with a peak from March to June (Khokiattwong et al., 2000). Breeding season may be influenced by local climatic conditions. Information pertaining to the reproductive period of H. affinis is important for the conservation of natural stocks of this epipelagic fishery resource. The microscopic descriptions of the stages of gonad maturation indicate that the study area is an important spawning ground of H. affinis. This information could be used for adequate management of exploitable fishery stocks of this commercially and ecologically important fish. Acknowledgements This study was supported by the by the National Council for Scientific and Technological Development of Brazil (CNPq) in the form of Research grants and by the Post- Graduate Federal Agency CAPES/MEC, Brazil.

59 54 References ARAÚJO, AS., and CHELLAPPA, S., Estratégia reprodutiva do peixe voador, Hirundichthys affinis Günther (Osteichthyes, Exocoetidae). Revista Brasileira de Zoologia, vol. 19, no. 3, p ARAÚJO, AS., OLIVEIRA, MR., CAMPOS, CEC., YAMAMOTO, ME., and CHELLAPPA, S., Características morfométricas-merísticas, peso-comprimento e maturação gonadal do peixe voador, Hirundichythys affinis (Günther, 1866). Biota Amazônia. vol. 1, no. 2, p CHEN, Y., and PALOHEIMO, JE., Estimating fish length and age at 50% maturity using a logistic type model, Aquatic Sciences, vol. 56, p El DEYR, ACA., Biologia reprodutiva do peixe voador Hirundichtys affinis da região de Caiçara-RN. Recife: Universidade Federal Rural de Pernambuco. 92 p. Dissertação de Mestrado em Oceanografia. FROESE, R., Cube law, condition factor and weight-length relationship: history, metaanalysis and recommendations. Journal of Applied Ichthyology, vol. 22, p GRIER, HJ. and TAYLOR, RG., Testicular maturation and regression in the common snook. Journal of Fish Biology, vol. 53, p GRIER, HJ., Cellular organization of the testis and spermatogenesis in fishes. American Zoologist, vol. no. 21, p GOMES, C., DALES, RBG. and OXENFORD, HA., The application of RAPD markers in stock discrimination of the four-wing flyingfish, Hirundichthys affinis in the central western Atlantic. Molecular Ecology, vol. 7, p HAYES, DB., BRODZIAK, JKT. and O GORMAN, JB., Efficiency and bias of estimators and sampling designs for determining length-weight relationships of fish. Canadian Journal of Animal Science, vol. 52, p

60 55 HUNTER, JR. and GOLDBERG, SR., Spawning incidence and batch fecundity in northern anchovy, Engraulis mordax. Fishery Bulletin, vol. 77, p HUNTER, JR. and MACEWICZ, BJ., Measurement of spawning frequency in multiple spawning fishes. NOAA Technical Report NMFS, vol. 36, p JOBLING, M., Environmental factors and rates of development and growth. In HART, PJ. and REYNOLDS, JD. Handbook of fish biology and fisheries vol. 1, Fish Biology. Oxford: Blackwell Publishing Ltd. p KING, MG., Fisheries biology, assesment and management. Oxford: Osney Mead. 341p. Fishing news books. KHOKIATTWONG, S., MAHON, R. and HYNTE, W., Seasonal abundance and reproduction of the fourwing flyingfish, Hirundichthys affinis, of Barbados. Environmental Biology of Fishes, vol. 59, p Le CREN, ED., The length-weight relationship and seasonal cycle in gonadal weight and condition in the perch (Perca fluviatilis). Journal of Animal Ecology, vol. 20, no.2, p LESSA, RP. and BEZERRA Jr., JL., Dinâmica de Populações e Avaliação dos Estoques dos Recursos Pesqueiros do Nordeste do Brasil: peixe voador, Hirundichthys affinis. In: LESSA, RT., NÓBREGA, MF. and BEZERRA Jr., JL. Dinâmica de Populações e Avaliação dos Estoques dos Recursos Pesqueiros da Região Nordeste do Brasil. Recife: (Programa REVIZEE, Relatório Executivo). v. 2, p LOWERRE-BARBIERI, SK., GANIAS, K., SABORIDO-REY, F., MURUA, H. and HUNTER, JR., Reproductive Timing in Marine Fishes: Variability, Temporal Scales, and Methods. Marine and Coastal Fisheries, vol. 3, no. 1. p MACKIE, MC. and LEWIS, PD., Assessment of gonad staging systems and other methods used in the study of the reproductive biology of the narrow-barred Spanish mackerel,

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63 58 FIGURE LEGENDS Figure 1. Distribution by total body length classes (a) and (b) total weight classes of Hirundichthys affinis. Figure 2. Monthly sex ratio of Hirundichthys affinis. * Significant difference of the observed sex ratio from the expected 1:1. Figure 3. Macroscopic stages of gonad development in Hirundichthys affinis: (a) ovary in the maturation process, (b) mature ovary, (c) spent ovary, (d) resting ovary, (e) testis in the early maturation process, (f) testis in the late maturation process, (g) mature testis, (h) spent. (Immature individuals were not captured during this study). Figura 4. Histological aspects of oocyte developmental stages of Hirundichthys affinis: (a) Young germ cell (ygc), (b) Perinucleolus stage or reserve stock (rs); (c) Early yolk vesicle (eyv); (d) Lipid vitellogenesis (lv); (e) Lipid and protein vitellogenesis (lpv) with yolk granules (yg) and lipid droplets (ld); (f) Oocytes with complete vitologenesis; (g) Oocytes in hydration (ho); (h) Oocytes in atresia (a). n,nucleus; nc, nucleolus; pof, post-ovulatory follicle. (a - d: scale bar = 200µm; e - h: scale bar = 50µm). Figure 5. Histological aspects of spermatocyte developmental stages of Hirundichthys affinis: a) cross section of the testis; b) testis showing stages of spermatogenesis; c) spermatogonia (spg), spermatocyte (spc), spermatid (spt); d) spermatozoid (spz). (a b: scale bar = 50µm; c- d: scale bar = 200µm). Figure 6. a) Temporal distribution of GSI (± SE) of females and males Hirundichthys affinis; b) monthly frequency of maturity stages for pooled sex.

64 Figure 1. 59

65 Figure 2. 60

66 Figure 3. 61

67 Figura 4. 62

68 Figure 5. 63

69 Figure 6. 64

70 65 Table 1. Parameter estimates of the length-weight relationship of Hirundichthys affinis (Günther, 1866) (Beloniformes/Exocoetidae) (M, males; F, females; n, sample size; a, intercept; b, slope; C.I., confidence interval; r², coefficient determination). Equation Parameters t- test (d.f.) Growth Species Sex n a b S.E. of b (95% C.I. of b) r 2 Hirundichythys affinis M * ( to 2.566) 0.56 t = (113) F * ( to ) 0.26 t = (188) negatively allometric negatively allometric *significant differences from 3 (P < 0.05).

71 66 Table 2. Macroscopic description of the gonad development stages of Hirundichthys affinis. Stage Females Males Maturing Ovaries with a clear orange color and ovaries still small in size, reaching 1/3 of the coelomic cavity, with superficial vascularization and small oocytes. Early maturation: Testes were filiform, reduced in size and whitish in color. Mid maturation: Testes slightly bigger in size, whitish in color and with few blood vessels. Mature (ripe) Ovaries were big, dark yellowish orange in color occupying almost the entire coelomic cavity. The mature ovaries were turgid, highly vascularized with numerous big oocytes visible to the naked eye. Testes were turgid, white in color, occupying a large space in the coelomic cavity. Spent Ovaries were hemorrhagic, flaccid, shrunk and wrinkled in appearance and were of faded yellow color. Testes were smaller than the previous stage, with hemorrhagic and flaccid aspects and brownish in color. Resting Ovaries were of reduced size with a light pink color.

72 67 Artigo 3 Título: Caracterização da produção do peixe-voador, Hirundichthys affinis em Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil: durante 1993 a 2010 Autores: Mônica Rocha de Oliveira, Marcelo Moreira de Carvalho, Ana Lígia de Souza, Wagner Franco Molina, Maria Emília Yamamoto e Sathyabama Chellappa Publicado na revista: Biota Amazônia (Vol. 3, No. 2, 23 32, 2013) ISSN: QUALIS CAPES B3 Corresponde o segundo objetivo específico.

73 68

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83 78 Artigo 4 Título: Sex ratio and length-weight relationship for five marine fish species from Brazil Autores: M. R. Oliveira, E. F. S. Costa, A. S. Araújo, E. K. R. Pessoa, M. M. Carvalho, L. F. M. Cavalcante and S. Chellappa Publicado na revista: Journal of Marine Biology & Oceanography ISSN: (2012) QUALIS CAPES B5 Corresponde o terceiro objetivo específico.

84 79

85 80

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87 82 Artigo 5 Título: Biologia reprodutiva de agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Hemiramphidae) das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil Autores: Isabelle Maria Bezerra de Oliveira, Mônica Rocha de Oliveira, Maria Emília Yamamoto e Sathyabama Chellappa Publicado na revista: Biota Amazônia (v.2, n.2, p.44-53, 2012) ISSN: QUALIS CAPES B3 Responde o segundo objetivo específico

88 83 d

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98 93 Artigo 6 Título: Reproductive strategy of the Ballyhoo half beak, Hemiramphus brasiliensis from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil Autores: M. R. de Oliveira, N. B. da Silva, M.E. Yamamoto and S. Chellappa Aceito para publicação: Brazilian Journal of Biology ISSN: Fator de Impacto: 0,6 QUALIS CAPES B1 Corresponde o terceiro objetivo específico.

99 94 Reproductive strategy of the Ballyhoo half beak, Hemiramphus brasiliensis from the coastal waters of Rio Grande do Norte, Brazil Oliveira, MR. 1*, Silva, NB. 3, Yamamoto, ME. 1 and Chellappa, S. 2 1 Postgraduate Programe in Psychobiology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Av. Salgado Filho, 3000, Lagoa Nova, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. address: emiliayamamoto@gmail.com 2 Department of Oceanography and Limnology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Via Costeira Senador Dinarte Medeiros Mariz, Mãe Luíza s/nº, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. address: chellappa.sathyabama63@gmail.com 3 Department of Morphology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Av. Salgado Filho, 3000, Lagoa Nova, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. naisandra@ufrnet.br * Corresponding author: monicaufrn@yahoo.com.br Running headline: Histology of gonad development in Hemiramphus brasiliensis

100 95 Abstract The reproductive aspects of Hemiramphus brasiliensis from the coastal waters of Rio Grande do Norte, northeastern Brazil were verified with a view to determine its reproductive strategy. This paper presents data on the length-weight relationship, sex ratio, length at first sexual maturity, gonad development, reproductive period and fecundity of H. brasiliensis. Females of this species predominated in the sampled population and were larger in size than the males. The length at the first sexual maturation of males was 20.8 cm and that of females was 21.5 cm. The macroscopic characteristics of the gonads indicated four maturation stages. Histological studies of gonads of H. brasiliensis showed six phases of oocyte development and four phases of spermatocyte development. The batch fecundity of this species is 1153 (±258.22) oocytes for 50 g body weight of female. The microscopic characteristics of gonad development indicate that H. brasiliensis is a multiple spawner, with active reproductive period during the months of January to June and October. The reproductive period of this species is independent of the rainy period of the region. H. brasiliensis is considered as an equilibrium strategist. Keywords: sex ratio, histology of gonads, fecundity, reproductive period Resumo Os aspectos reprodutivos de Hemiramphus brasiliensis nas águas costeiras do Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil foram verificados com objetivo de determinar a sua estratégia reprodutiva. Este trabalho apresenta dados sobre a relação peso-comprimento, proporção sexual, comprimento de primeira maturação sexual, desenvolvimento gonadal, período reprodutivo e fecundidade de H. brasiliensis. As fêmeas de H. brasiliensis predominam na população amostrada e foram maiores em tamanho do que os machos. O comprimento da primeira maturação sexual dos machos foi de 20,8 cm e das fêmeas foi de 21,5 cm. As características macroscópicas das gônadas indicam quatro estádios de maturação.

101 96 Estudos histológicos de gônadas de H. brasiliensis mostraram seis fases de desenvolvimento do ovócito e quatro fases de desenvolvimento de espermatócitos. A fecundidade por lote desta espécie foi 1,153 (± 258,22) ovócitos por 50 g de peso corporal da fêmea. As características microscópicas de desenvolvimento gonadal indicam que H. brasiliensis apresenta desova múltipla, com um período de atividade reprodutiva nos meses de janeiro a junho e outubro. O período reprodutivo de H. brasiliensis é independente das chuvas da região. H. brasiliensis é considerado como um estrategista de equilíbrio. Palavras-chave: proporção sexual, histologia das gônadas, fecundidade, período reprodutivo. 1. Introduction The reproductive strategies are used by fish to maximize production and ensure the survival of offspring to adulthood. Each strategy is expressed by tactics, such as, size at first maturation, spawning period and fecundity (Potts and Wootton, 1984) which are important information for making rational measures to regulate fishing and conservation of fish stocks (King and McFarlane, 2003). Studies on the life history of the animals show that r-strategists are characterized by small body size with early first sexual maturity, whereas the K-strategists have long lifespan, large body size and late sexual maturity (MacArthur and Wilson, 1967; Chase, 1999; Pianka, 2000). Kawasaki (1980; 1983) suggested a third intermediary group for the fish characterized by long lifespan, with large body size and early sexual maturity. Winemiller and Rose (1992), developed clusters of life history strategies, based on 16 characteristics, using a large sample of 216 species of marine and freshwater fish from North America. They made a final selection of five life history traits for 82 species of freshwater and 65 marine fishes, and suggested a model of three strategies: (1) opportunistic strategists with small body size with early first

102 97 sexual maturity and short-lived; (2) periodic or seasonal strategists of big body size with long life span and high to intermediate fecundity and (3) equilibrium strategists of intermediate size in relatively stable environment. The ballyhoo half beak belong to the family Hemiramphidae, are found in shallow marine, estuarine and freshwater waters in the Atlantic, Indian and Pacific oceans (Hughes and Stewart, 2006). In the coastal waters of Brazil the following species have been registered: Hemiramphus brasiliensis, Hemiramphus balao, Hyporhamphus roberti, Hyporhamphus unifasciatus, Euleptorhamphus velox, Hyporhamphus coroa and Hyporhamphus salvatoris (Sampaio, 1996). Among these species, Hemiramphus brasiliensis and Hyporhamphus unifasciatus are commercially important (Lessa and Nobrega, 2000). Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) is encountered in the entire Tropical Atlantic Ocean, occurring on both sides of the Atlantic Ocean, from New England to the Southeast of Brazil, preferring calm and warm waters near the coast (Suzuki, 1983; McBride and Thurman, 2003). These fish are small in size with a maximum length of 30 cm (McBride et al., 1996), are important for artisanal fisheries, as bait (Berkeley et al., 1975; McBride et al., 1996) and as food (Lessa and Nobrega, 2000; Oliveira et al., 2012). Considering the economic importance of H. brasiliensis, the objective of this work was to determine the reproductive strategy of this species occurring in the coastal waters of Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brazil. 2. Materials and Methods 2.1 Study site and sample collection The municipality of Caiçara do Norte outstands among the top five areas of fish production in the state Rio Grande do Norte, Brazil. In this municipality, artisanal fishing is

103 98 the main economic activity, producing a wide variety of fish, such as, Hirundichthys affinis, Coryphaena hippurus, Thunnus albacares, Mycteroperca bonaci, Lutjanus synagris, L. analis, L. purpureus, L. griseus, L. jocu, Ocyurus chrysurus, Opisthonema oglinum, Mugil curema, M. liza and Hemiramphus brasiliensis (Oliveira et al., 2013). The fish were captured on monthly basis in the coastal waters of Caiçara do Norte, northeastern Brazil, during the period of May, 2011 to April, 2012 (form 34º 59' to 37º 14' longitude W and from 4º 54' to 6º 34' latitude S). Fish samples were captured with the help of local artisanal fishermen, who used motorboats and the ballyhoo fishing net. Samples of H. brasiliensis were not captured during the month of September, 2011 due to the strong winds that prevented the fishermen from going to the sea. Fish captured during the other months were numbered, weighed in total body weight (to the nearest gram, g) and measured in total body length (to the nearest centimeter, cm). Each fish was dissected and sex was identified based on the macroscopic characteristics of the gonads (Mackie and Lewis, 2001). The t test was utilized to check the difference between the total body length and weight of males and females. 2.2 Length weight relationship The total length and weight were determined using the absolute frequencies of males and females (mean ± SD) of total length (Lt) and total weight (Wt). The length-weight relationship was determined by the equation, W = al b, where W is the total weight (g), L is the total length (cm), a is the intercept (initial rate of growth or condition factor) and b is allometric coefficient (coefficient of growth or relative growth rate of fish) (Le Cren, 1951; Hayes et al., 1995; Jobling, 2002). The t-test was performed to confirm whether the value of b departed significantly from the isometric value of 3 and the differences between sexes (Sokal and Rohlf, 1987).

104 Sex ratio The sex ratio was given as males: females (M: F), calculated using the formula: total number of males/ total number of females. The chi-square (χ²) was used to verify the existence of significant differences between the sex ratio of the study species and commonly expected 1:1 sex ratio (Sokal and Rohlf, 1987). 2.4 Body size at first gonadal maturity (L 50 ) Body size at first gonadal maturity (L 50 ) where 50% of the individuals exhibited maturing gonads was estimated from the relative frequency distribution of adult males and females, using their standard length classes (mean ± SD) (Moreno et al., 2005). 2.5 Macroscopic and histological descriptions of the gonads The location and general aspects of the gonads were observed and stage of reproductive maturity was determined using a macroscopic staging system. The features used for the macroscopic classification of gonads were based on the following external aspects: size, shape, color, presence of blood vessels, stiffness, and the space occupied in the coelomic body cavity (Murua and Saborido-Rey, 2003). In order to avoid possible variation in the developmental stage of oocytes, due to their position in the ovaries, histological examinations were carried out on sections from the anterior (cephalic), middle (central), and posterior (caudal) regions of 20 ovaries in different developmental stages (Yoshida, 1964). These data were later compared in order to determine whether samples taken from mid-section of the ovary of either lobe were representative of oocyte development. Fragments of the ovaries and testicles were preserved in Bouin s solution for 12 to 24 hours, later embedded in paraffin, sectioned at 3-5 µm thickness, and stained with Harris

105 100 Hematoxylin and Eosin (HE) and periodic acid Schiff (PAS). Gonadal developmental stages were assessed microscopically with the help of light microscope (Taimin, model TM 800), coupled with a video camera (Kodo Digital). The terminology used for staging of oogenesis followed that of Wallace and Selman (1981); West (1990), Grier and Taylor (1998) and Schulz et al. (2010). 2.6 Fecundity To determine the fecundity, ovaries were removed from 14 mature females, weighed and preserved in Gilson solution for 24 hours for complete dissociation of oocytes, which were then washed and preserved in 70% ethyl alcohol. A 10% sample was removed for counting the mature oocytes, using Bogorov plates, a stereo microscope and an ocular micrometer, and the values were extrapolated to 100% (Murua and Saborido-Rey, 2003). 2.7 Estimation of the gonadosomatic index (GSI) and the spawning period The gonadosomatic index (GSI) was calculated according to Wootton et al. (1978): GSI = weight of ovary (g) / body weight of fish (g) - weight of gonads (g) 100. Reproductive period was determined by the temporal relative frequency distribution of the different stages of ovarian maturation (De Martini and Fountain 1981; Chellappa et al., 2010). 2.8 Rainfall Rainfall data of the region was obtained from the Meteorological Department of Caiçara do Norte, Brazil, in order to verify whether rainfall influenced the reproductive season of H. brasiliensis. Pearson s correlation was used to correlate gonadosomatic index (GIS) with rainfall.

106 101 3.Results and Discussion A total of 432 fishes were captured (160 males and 272 females). Figure 1a and 1b shows the distribution of total length and total body weight of males and females respectively. The individuals of H. brasiliensis presented total length varying from 15 to 28 cm (21.26 ± 1.89) and weight varying from 13.5 to 109 g (46.07 ± 14.54). The total length of males during the sampling period varied from 15 to 27 cm (20.82 ± 1.88), and body weight from 13.5 to 108 g (43.23 ± 14.63). The total length of females varied from 15 to 28 cm (21.52 ± 1.85) and body weight from 15.5 to 109 g (47.72 ± 14.26). The females were bigger and heavier than the males, with significant difference in total length (t = , df = 431, p < 0.05) and in body weight (t =-3.10, df = 431, p < 0.05). H. brasiliensis captured in the coastal waters of Caiçara do Norte presented similar values of total lengths registered for the same species in Venezuela (Yelipza et al., 2011). The results indicate that females are bigger and heavier than males due to their gonads which tend to have higher mass compared to the testicles, thus agreeing with the results for the same species in South Florida (McBride and Thurman, 2003; Murua et al., 2003). Insert Figure Length weight relationship Figure 2 shows the length-weight relationship of males W (g) = LT (cm) and females W (g) = LT (cm) of H. brasiliensis. The allometric coefficient of males was and that of females was , indicating positive allometric growth. H. brasiliensis showed a positive correlation, with a coefficient of determination (r 2 ) of 0.79 for males and 0.77 for females. For the same species in Venezuela, males and females presented a minorant allometric growth, which indicates more growth in length than weight (Yelipza et al., 2011). The parameters of length-weight relationships in fish are affected by various factors, such as,

107 102 the environmental conditions, the stages of gonadal maturity, sex, stomach fullness, condition factor, season, and population differences within species (Froese, 2006). Insert Figure Sex ratio In this study the sex ratio of H. brasiliensis (1:1,7) differed significantly (χ 2 = 29.03; p < 0.05) from the expected ratio (1:1), with a predominance of females in the sampled population. The distribution of the monthly frequency of occurrence of males and females shows significant difference in the sex ratio of H. brasiliensis. In the months of October, November, January and March there was a predominance of females (Figure 3). The sex ratio could be affected by various factors related to fishery, season of the year, shoals in the feeding and spawning areas (Sarojini, 1957; Silva and De Silva, 1981; Lasiak, 1982). Spawning habitats of female ballyhoo H. brasiliensis and balao (H. balao) in south Florida were described by McBridge et al (2003). In the present study H. brasiliensis habits the coastal waters and reproduces in the same locality, which confirms the observation of McBridge et al (2003). Information on sex ratio is important for understanding the relationship between individuals, the environment and the state of the population (Vicentini and Araújo, 2003). The sex ratio may vary from the expected 1:1 from species to species, or even in the same population at different times, being influenced by several factors such as adaptation of the population, reproductive behavior, food availability and environmental conditions (Nikolsky, 1963; Emlen and Oring, 1977; Baroiller and D Cotta, 2001; Brykov et al., 2008; Vandeputte et al., 2012).

108 103 Insert Figure Length at first sexual maturity (L 50 ) The total length at first sexual maturity was 20.8 cm for males and 21.5 cm for females (Fig 4). The males of H. brasiliensis attained first gonadal maturity at smaller body lengths than females (t =3.62, df = 408, p < 0.05). Length at maturity could be directly affected by changes in the quantity of energy reserves available for gonadal development (Morgan, 2004), indirectly affected by the changes in growth, which influence the onset of gonadal maturation (Engelhard and Heino, 2004). The males of H. brasiliensis in the present study matured earlier than the females, since they require lesser quantity of energy reserves for gonad maturation. The females of H. brasiliensis in the coastal waters of South Florida attained maturity at 19.8 cm and males were not included in this study (McBride and Thurman, 2003). Insert Figure Macroscopic and histological descriptions of the gonads The ovaries and testes were paired bi-lobed structures, symmetrical, elongated and joint in the posterior part to form a short duct leading to the urogenital pore. They were located in the posterior-dorsal part of the coelomic cavity, ventral to the kidneys and swim bladder. The immature testes were small and translucent. Maturing testes were more developed and were whitish in color. The mature testes were white and spent testes were flaccid and brown in color with hemorrhagic appearance. During maturation, the ovaries were pinkish to light orange in color and developed progressively by increasing in size and vascularization. The mature ovaries were turgid and occupied 2/3 of the coelomic cavity. The mature ovaries were turgid with numerous big oocytes visible to the naked eye, and the partially spent ovaries were flaccid. These results are similar to those registered for three fish

109 104 species of the family Hemiramphidae in the coastal waters of Australia (Hughes and Stewart, 2006). The microscopic observations of the ovaries of H. brasiliensis showed six different phases of oocyte development, constituted in two stages (Figure 5). The first or the pre vitellogenic stage included the young germinative cell phase of the reserve stock. The second or vitellogenic stage included the beginning of lipid deposition (Phase II), lipid vitellogenic phase (Phase III), lipid and protein vitellogenic phase (Phase IV), complete vitellogenesis phase (Phase V) and hydrated oocyte phase (Phase VI). Post-ovulatory follicles were also observed. Phase II: Initially the nucleus was in the center, with one or two nucleoli (intensely basophilic) with a well defined cytoplasm. The nucleoli became more in number and were present in the periphery of the nucleus. Phase III (beginning of lipid deposition): This stage was characterized by small yolk vesicles in the cytoplasm. Phase IV (lipid vitellogenic phase): The oocytes showed the central nucleus, cytoplasm was less basophilic than in the previous phase, and with vacuoles representing the lipid deposition. Phase V (lipid and protein vitellogenic phase): Besides the lipid droplets, the oocytes showed the deposition of protein in the form of platelets in the cytoplasm. Phase VI (complete vitellogenesis phase): In this stage the lipidic droplets were not observed and the protein granules were bigger in size. The basophilic color of the cytoplasm disappeared totally and the nucleus migrated. Hydrated oocytes were highly modified, the cytoplasm was hydrated, which resulted in the adhesion of the yolk granules. Post-ovulatory follicles: the follicular cells were condensed, entering the space which was occupied earlier by the oocytes, thus constituting, a body formed by cellular chords, folded in all directions.

110 105 The oocyte development observed in the present work is in accordance with that registered in Florida, other than the post-ovulatory follicles, which showed partial spawning (McBride and Thurman, 2003). Insert Figure 5 Histological analyses indicated four developmental phases of the spermatogonia in H. brasiliensis: spermatogonia, spermatocytes, spermatids and spermatozoa (Figure 6). Insert Figure Fecundity The microscopic characteristics of gonad development of H. brasiliensis showed multiple spawing. The batch fecundity of H. brasiliensis varied from 862 to 1354, with an average of 1153 (±258.22) vitellogenic oocytes for 50 g body weight of female. For the same species in the coastal waters of South of Florida, the fecundity was 1164 oocytes for 100 g body weight of female (McBride and Thurman, 2003). Fecundity is a specific reproductive tactic (Murua and Saborido-Rey, 2003) and is adapted to the life cycle conditions of the species (Witthames et al., 1995), varying with growth, population density, body size, food availability and mortality rate (Murua et al., 2003). 3.6 GSI, Reproductive period and Rainfall The mean monthly values of GSI of females in relation to the rainfall variation of the study area are shown in Figure 7. The mean monthly values of GSI varied from 1.47 to Frequency of monthly gonadal maturation stages of females indicates that mature individuals occur throughout the year. However, there were peaks of GSI during the months of June, October, January and April. Variations of GSI and the frequency of monthly gonadal maturation stages show that H. brasiliensis has an active reproductive period during the months of January to June and again in October. The period of January, April and June when

111 106 females of H. brasiliensis were ready to reproduce, coincided with the rainy period of the region, showing a positive correlation (r = 0.7). However, the females were also mature during October when there were no rains. As such, the breeding period of this species is independent of the rainy period. For the same species it was observed that the breeding occurs in the month of April with peaks during the end of spring and the beginning of summer in Florida (McBride and Thurman, 2003). Insert Figure 7 This study indicates that females predominate in the sampled population of H. brasiliensis. The females were larger in size than the males, which attained sexual maturity earlier than the females. The macroscopic gonadal stages coupled with histological analysis reflect the spawning activities of H. brasiliensis adequately. Information on the reproductive aspects, such as, the length-weight relationship, sex ratio, length at first sexual maturity, gonad development, fecundity besides the reproductive strategy of H. brasiliensis is useful and is also important for making rational measures to regulate its fishing and conservation. Based on the reproductive aspects of this species it could be considered as an equilibrium strategist.

112 107 References BAROILLER, JF. and D COTTA, H., Environment and sex determination in farmed fish. Comparative Biochemistry and Physiology - Part C: Toxicology & Pharmacology, vol. 130, p BERKELEY, SA., HOUDE, ED. and WILLIAMS, F., Fishery and biology of ballyhoo on the southeast Florida coast. In Sea Grant Special Report 4, 1 15 p. Univ. Miami Sea Grant Program, Coral Gables, FL. BRYKOV, VA., KUKHLEVSKIĬ, AD., SHEVLIAKOV, EA., KINAS, NM. and ZAVARINA, LO., Sex ratio control in pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) and chum salmon (O. keta) populations: the possible causes and mechanisms of changes in the sex ratio. Genetika, vol. 44, p CHASE, JM., To grow or to reproduce? The role of life history plasticity in food web dynamics. American Naturalist, vol. 154, CHELLAPPA, S., LIMA, JTAX, ARAÚJO, A. and CHELLAPPA, NT., Ovarian development and spawning of Serra Spanish mackerel in the coastal waters of northeastern Brazil. Brazilian Journal of Biology, vol. 70 (2), p De MARTINI, EE. and FOUNTAIN, RK., Ovarian cycling frequency and batch fecundity in the queenfish, Seriphus politus: attributes representative of serial spawning fishes. Fishery Bul1etin, vol. 79(3), p EMLEN, ST. and ORING, LW., Ecology, sexual selection and the evolution of mating systems. Science, vol. 197, p ENGELHARD, GH. and HEINO, M., Maturity changes in Norwegian spring-spawning herring before, during, and after a major population collapse. Fisheries Research, vol. 66, p

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118 113 FIGURE LEGENDS Figure 1. Mean monthly distribution according to class intervals of (a) total body length; (b) body mass of H. brasiliensis. (N males = 160; N females = 272). Figure 2. Length-Weight relationship of (a) males and (b) females of H. brasiliensis. Figure 3. Monthly sex ratio of H. brasiliensis. * Significant difference of the observed sex ratio from the expected 1:1 ( N males = 160; N females = 272). Figure 4. The cummulative percentage of observed mature fish in relation to body size for males (a) and females (b) of the H. brasiliensis. The inserted lines represent the estimated size range where 50% of the fish were mature. Figure 5. Histological aspects of oocyte development stages of H. brasiliensis: (a) perinucleolus stage or reserve stock (rs) and early yolk vesicle (eyv); (b) lipid vitellogenesis (lv) and rs; (c) lv (d) lipid and protein vitellogenesis (lpv); (e) oocytes with complete vitologenesis (cl); (f) oocytes in hydration (ho) and post-ovulatory follicle (pof) (scale bar = 50µm). Figure 6. Histological aspects of spermatocyte developmental stages of H. brasiliensis: spermatocyte (spc), spermatid (spt); d) spermatozoon (spz) (scale bar = 50µm). Figure 7. Temporal distribution of GSI (±SE) (histograms) of H. brasiliensis females in relation to rainfall (lines) (a) and monthly frequency of maturity stages of the females of the H. brasiliensis (b) (N females = 272).

119 114 Figure 1. Mean monthly distribution according to class intervals of (a) total body length; (b) body mass of H. brasiliensis. (N males = 160; N females = 272).

120 Figure 2. Length-Weight relationship of (a) males and (b) females of H. brasiliensis. 115

121 116 Figure 3. Monthly sex ratio of H. brasiliensis. * Significant difference of the observed sex ratio from the expected 1:1. ( N males = 160; N females = 272).

122 117 Figure 4. The cummulative percentage of observed mature fish in relation to body size for males (a) and females (b) of the H. brasiliensis. The inserted lines represent the estimated size range where 50% of the fish were mature.

123 118 Figure 5. Histological aspects of oocyte development stages of H. brasiliensis: (a) perinucleolus stage or reserve stock (rs) and early yolk vesicle (eyv); (b) lipid vitellogenesis (lv) and rs; (c) lv (d) lipid and protein vitellogenesis (lpv); (e) oocytes with complete vitologenesis (cl); (f) oocytes in hydration (ho) and post-ovulatory follicle (pof) (scale bar = 50µm).

124 119 Figure 6. Histological aspects of spermatocyte developmental stages of H. brasiliensis: spermatocyte (spc), spermatid (spt); d) spermatozoon (spz) (scale bar = 50µm).

125 120 Figure 7. Temporal distribution of GSI (±SE) (histograms) of H. brasiliensis females in relation to rainfall (lines) (a) and monthly frequency of maturity stages of the females of the H. brasiliensis (b) (N females = 272).

126 121 Artigo 7 Título: Revisão de estudos sobre determinação da idade de peixes marinhos brasileiros através de otólitos Autores: Mônica Rocha de Oliveira, Maria Emília Yamamoto, Sathyabama Chellappa, Clive Trueman, Stephen J. Hawkins Manuscrito em preparação para ser submetido: Reviews in Fisheries Science ISSN: Fator de impacto: 2,417 QUALIS CAPES B2 Corresponde o quarto objetivo específico

127 122 Review Article Revisão de estudos sobre determinação da idade através de otólitos dos peixes marinhos brasileiros Mônica Rocha de Oliveira 1, Stephen J. Hawkins 3, Clive Trueman 3, Maria Emília Yamamoto 1, Sathyabama Chellappa 2 1 Postgraduate Programe in Psychobiology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Av. Salgado Filho, 3000, Lagoa Nova, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. monicafrn@yahoo.com.br; emiliayamamoto@gmail.com 2 Department of Oceanography and Limnology, Center of Bioscience, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Via Costeira Senador Dinarte Medeiros Mariz, Mãe Luíza s/nº, Natal, Rio Grande do Norte, CEP , Brazil. chellappa.sathyabama63@gmail.com 3 Ocean and Earth Science, National Oceanography Centre Southampton, Waterfront Campus, University of Southampton, European Way, Southampton, Hampshire SO14 3ZH, UK Resumo A determinação de idade de peixes tropicais através de dados obtidos pela análise de otólitos contribui com informações biológicas para os programas de manejo e gestão pesqueira. Na presente revisão são descritas os otólitos utilizados para determinar a idade, os métodos para formação dos anéis de crescimento bem como o período e o que causa a formação dos anéis nos otólitos de peixes tropicais. Apesar de todo o equívoco histórico sobre a determinação da idade de peixes tropicais, muitas pesquisas que utilizaram a contagem dos anéis em otólitos obtiveram resultados positivos na determinação da idade em peixes de ambiente tropicais. É de extrema importância validar a idade quando se estima através da contagem de incrementos em otólitos de peixes tropicais, uma vez que pode haver formação de anéis falsos nos otólitos. A determinação precisa da idade dos peixes é essencial para a compreensão da história de vida e são necessários dados exatos. Recentemente a sazonalidade em ambientes tropicais foi questionada e pode-se observar que existem variações climáticas sazonais na maioria dos ambientes tropicais, sendo possível o estudo de determinação de idade através de otólitos de organismos que habita ambientes tropicais.

128 123 1.Introdução Diversas informações fundamentais para a administração pesqueira e proteção das espécies de peixes em todo o mundo podem ser obtidas a partir da remoção e processamento de otólitos de peixes (Begg et al., 2005; Green et al., 2009). Otólitos (estruturas cristalinas pares que se econtram na cavidade craniana) são formados e crescem durante toda a vida dos peixes e atuam como um registro permanente da história de vida (Pontual et al., 2002; Begg et al. 2005). Informações biológicas como longevidade, idade da primeira maturação e taxas de crescimento dos peixes são obtidos a partir de dados da análise de incrementos em otólitos (Sponaugle, 2010). A determinação da idade através da contagem de anéis em otólitos é bem conhecida para peixes de regiões temperadas (Ricker, 1975), onde flutuações ambientais entre o verão e o inverno são bem nítidas. No histórico da ciência pesqueira alguns autores relatam que não havia possibilidade de se determinar a idade dos peixes tropicais de forma confiável através da análise de otólitos (Panella, 1980; Munro, 1983; Longhurst & Pauly, 1987), devido à falta nítida de sazonalidade tropical resultando assim na falta de formação de incrementos sazonais nas estruturas calcificadas, principalmente em otólitos. Muitos trabalhos fizeram uso da contagem dos anéis em otólitos e obtiveram resultados na determinação da idade em peixes de ambiente tropicais (Fowler, 1990; Caldow & Wellington, 2003; Grandcourt et al., 2006; Lin & Tzeng, 2009, Shamsan & Ansari, 2010). Nas últimas décadas, a quantidade de provas obtidas demonstrou sazonalidade em regiões tropicais, mostrando variações climáticas sazonais na maioria dos ambientes tropicais, sendo possível o estudo de determinação de idade através de otólitos de organismos que habita ambientes tropicais (Morales-Nin & Panfili, 2005). A atividade pesqueira e os gestores de recursos naturais são confrontados com muitos desafios, tais como os estoques naturais de peixes diminuindo, as frotas pesqueiras de muitos países navegando pelos oceanos do mundo em busca de capturas que diminuem os estoques pesqueiros (Pitcher & Hart, 1982) e também a pesca ilegal, não regulamentada e não declarada prejudicam a sustentabilidade da pesca mundial (Green et al., 2009). A pesca marítima do Brasil vem enfrentando uma crise que pode ser observada pela situação de sobrepesca em que se encontra a grande maioria dos recursos que suportam as mais importantes capturas (Dias-Neto, 2010). A situação da atividade pesqueira em ambientes tropicais levou a um interesse crescente dos estudos básicos dos estoques naturais de peixes. O número das pesquisas biológicas vem aumentando a cada ano uma vez que fornecem

129 124 subsídios para o manejo e gestão pesqueira (Murua et al., 2003; Morales-Nin & Panfili, 2005). Diante dessa situação, houve uma preocupação no Brasil sobre o uso da idade e estudos de crescimento para avaliar os estoques pesqueiros. Considerando a importância da determinação da idade de peixes tropicais para a gestão pesqueira dos estoques naturais que estão ameaçados, o objetivo da revisão é mostrar a utilização de otólitos na determinação da idade em peixes marinhos tropicais do Atlântico Sul, respondendo as seguintes questões: Quais são os otólitos indicados para contagem de anéis em peixes marinhos tropicais? Quais são os métodos utilizados para determinar a período de formação dos anéis de crescimento? Quais são as causas da formação de marcas de crescimento dos peixes marinhos? 2.Métodos O Brasil apresenta uma grande região costeira, com cerca de mil km de extensão, do rio Oiapoque (AP) ao Arroio Chuí (RS), banhada pelo Oceano Atlântico. Ao longo do litoral brasileiro alteram-se ambientes de significativa riqueza biológica, tais como mangues, restingas, baías e estuários, campos de dunas e falésias, praias e costões, recifes de corais e rochosos. Esses ambientes são habitados por vários organismos marinhos (peixes, crustáceos e moluscos) que representam importantes recursos econômicos e naturais (Haimovici, 2011). A fauna ictiológica do litoral brasileiro é caracterizada pela grande diversidade de espécies (Szpilman, 2000). O litoral brasileiro foi dividido em cinco regiões com base nas diversidade de ambientes e características: região Norte, da foz do rio Oiapoque (4 16 N), no Amapá, à foz do rio Parnaíba (3 S), no Maranhão; região Nordeste, da foz do rio Parnaíba à baía de Todos os Santos (13 S), na Bahia; região Leste, da baía de Todos os Santos ao cabo de São Tomé (22 S), no Rio de Janeiro; região Sudeste, do cabo de São Tomé, ao cabo de Santa Marta (28 40 S), em Santa Catarina; e região Sul, do cabo de Santa Marta ao arroio Chuí (34 45 S), no Rio Grande do Sul (Ekau & Knoppers, 1999). As características tropicais e subtropicais são dominantes ao longo de toda a costa brasileira. Apesar disso, os fenômenos regionais definem as condições climatológicas e oceanográficas capazes de determinar os traços distintivos da biodiversidade como, por exemplo, na foz do rio Amazonas e nos golfões Marajoara e Maranhense. Os recifes de corais distribuem-se por cerca de km ao longo da costa Nordeste, desde o Maranhão até o sul da Bahia, e constituem-se nos únicos ecossistemas recifais do Atlântico Sul. No Sudeste e no

130 125 Sul, a presença na Água Central do Atlântico Sul sobre a plataforma continental e sua ressurgência eventual ao longo da costa contribuem para o aumento da produtividade (Amaral & Jablonski, 2005). Mais ao sul, o deslocamento na direção norte, nos meses de inverno da convergência subtropical, formada pelo encontro das águas da corrente do Brasil com a corrente das Malvinas, confere à região características climáticas próximas das temperadas, o que influencia profundamente a composição da fauna loca. A região do Cabo Frio marca a transição entre os ambientes tropicais, ao norte, e subtropicais e temperados ao sul (Rocha et al., 1975). 2.1Revisão de dados O levantamento das informações sobre a determinação de idade de peixes marinhos do Atlântico Sul através de otólitos foi obtido por meio de pesquisa com metodologia investigativa de caráter bibliográfico. A pesquisa bibliográfica permitiu a compilação de 45 publicações ( ), englobando 40 espécies distribuídas ao longo do litoral brasileiro. As publicações foram agrupadas de acordo a região da costa brasileira a espécie foi capturada no estudo. As publicações foram: Lara (1951), Nomura (1966), Yamaguti & Santos (1966), Nomura & Rodrigues (1967), Alegría & Menezes (1970), Ximenes et al. (1978), Ximenes (1981), Rossi-Wongtschowski et al. (1982), Vazzoler et al. (1982), Haimovici & Reis (1984), Reis (1986), Saccardo et al. (1988), Krug & Haimovici (1989), Vieira & Haimovici (1993), Araújo & Haimovici (2000), Martins & Haimovici (2000), Schwamborn & Ferreira (2002), Katsuragawa & Ekau (2003), Andrade et al. (2004), Bellucco et al. (2004), Diedhiou et al. (2004), Rezende & Ferreira (2004), David et al. (2005), Peres & Haimovici (2004), Leite Jr et al (2005), Oliveira & Novelli (2005), Grandcourt et al. (2006), Santana & Lessa (2006), Araújo & Martins (2007), Miranda & Haimovici (2007), Vaz-dos-Santos & Rossi- Wongtschowski (2007), Velasco et al. (2007), Lessa et al. (2008), Albuquerque et al. (2009), Castro et al. (2009), Nóbrega & Lessa (2009a), Nóbrega & Lessa (2009b), Santana et al. (2009), Borthagaray et al. (2011), Cardoso & Haimovici (2011), Costa et al. (2011), Lorenzo et al. (2011), Previero et al. (2011), Seyboth et al. (2011), Garbina et al. (2014). 3.Resultados e Discussão 3.1 Décadas das publicações

131 126 Os estudos de idade e crescimento de peixes marinhos no Atlântico Sul revisados apresenta seu início a partir da década de 50 com o trabalho sobre a espécie Macrodon ancylodon na costa sul do Brasil (Lara, 1951). A pesquisa sobre os recursos pesqueiros no Brasil vem sendo realizada desde a década de 50 sobre as principais espécies explotadas (Castello & Haimovici, 1991). Nesse período, houve uma preocupação no Brasil sobre o uso da idade e estudos de crescimento para avaliar os estoques pesqueiros. Na década de 70 foi observada a necessidade de medidas adequadas de ordenamento do setor pesqueiro, visando à utilização racional dos recursos que o Brasil possuía, não importando se eles fossem imensos ou escassos (Vazzoller, 1975). A partir desse momento foram desenvolvidas pesquisas sobre a idade e crescimento dos peixes marinhos tropicais, uma vez que a estimação da idade dos peixes é fundamental para uma gestão eficaz, além de ser usado para estimar os dados de idade de crescimento são usados regularmente para avaliar peixe dinâmico populacional (crescimento, mortalidade e recrutamento) e estoque (Isely & Grabowski, 2007). Das 45 publicações analisadas, verificou-se maior número de estudos de idade e crescimento de peixes marinhos do Atlântico Sul na década de 2000 (50%) (Figura 1). 3.2 Otólitos para estimar a idade de peixes marinhos brasileiros Otólitos são estruturas cristalinas pares localizadas no ouvido interno de todos os peixes ósseos, utilizados para recepção do som, manutenção do equilíbrio e processamento de sinais direcionais (Popper et al. 2005; Popper & Fay, 2011; Sturrock et al., 2012). Existem 3 pares de otólitos que são chamados de sagitta, lapilli e asterisci e variam consideravelmente em tamanho. Analisando as publicações observamos que 80% dos estudos utilizaram o otólito sagitta para os estudos de idade e crescimento de peixes marinhos do Atlântico Sul (Figura 2). O estudo da idade das espécies Netuma barba, Genidens genidens e Genidens barbus foram realizados contando os anéis de crescimento do otólito lappilli (Reis, 1986; Oliveira & Novelli, 2005; Velasco et al., 2007). O sagittae e o lapilli geralmente se formam no início do desenvolvimento do peixe do que o asterisci, que em algumas espécies não formam até após a eclosão. Os sagittae são mais frequentemente usados para determinar a idade dos peixes teleósteos e outras análises, porque eles são os maiores e o mais fácil de extrair dos três pares (Di Beneditto et al., 2001; Monteiro et al., 2005; Green et al., 2009). Selecionar o par de otólitos mais adequado para estimar a idade, bem como a técnica de preparação é específico da espécie e depende da qualidade de resolução e regularidade dos padrões macro-microestruturais. Para o peixe voador, Hirundichthys affinis foram

132 127 processados os três pares de otólitos. As análises registraram que o sagittae foi mais difícil de preparar em juvenis e adultos do que os outros dois otólitos; o asterici não estava presente nas larvas, sendo assim o lapilli selecionado como o otólito mais adequado para determinar a idade nessa espécie (Oxenford et al., 1994). O otólito lapilli de H. affinis apresenta anéis de crescimento para estimação da idade dessa espécie (Figura 3). 3.3 Anéis de crescimento nos otólitos dos peixes marinhos brasileiros Os estudos sobre idade e crescimento de peixes marinhos tropicais do Atlântico sul mostram que os otólitos apresentam marcas de crescimento que podem ser contadas para determinação da idade desses peixes. Estudos sobre a idade de Scomberomorus cavalla na região Nordeste mostra otólitos com anéis translúcidos ao redor do núcleo formados anualmente (Nomura & Rodrigues, 1967). Para a espécie Sardinella brasiliensis capturadas na região sul e sudeste brasileiro, os otólitos mostram a ocorrência de anéis não periódicos, relacionados a eventos ocorridos durante as fases larva 1 e pre-juvenil, e anéis de crescimento bem definidos, que se constituem em indicadores da idade individual (Rossi-Wongtschowski et al., 1982). Os otólitos de Umbrina canosai capturado no sul do Brasil mostra que as zonas opacas e hialinas são claramente discerníveis mesmo em peixes idosos e sucessivos pares de zonas hialinas e opacas representam anos de vida dessa espécie (Haimovici & Rei, 1984). Nos otólitos de Cynoscion striatus capturados no sul do Brasil evidenciou-se uma regularidade anual na deposição de uma zona translúcida e uma zona opaca sendo estabelecida a periodicidade anual na formação das zonas de crescimento (Vieira & Haimovici, 1993). A idade de dusky damselfish, Stegastes fuscus foi determinada com sucesso utilizando otólitos, onde os autores registraram uma nitidez nos padrões observados e na periodicidade anual das zonas dos otólitos indicando a vialiabilidade do uso de otólitos para peixes tropicais (Schwamborn & Ferreira, 2002). O estudo com o Lopholatilus villarii da região central do Brasil mostra que os otólitos revelaram um padrão facilmente reconhecível de zonas opacas e translúcidas alternadas sugerindo que as zonas translúcidas são formadas ao longo do ciclo anual (David et al., 2005). Para Mugil liza capturada no sul-sudeste brasileiro os anéis opacos e translúcidos são formados anualmente sendo possível estimação da idade dessa espécie de peixe (Garbin et al., 2014). O otólito H. affinis apresentou zonas de crescimento hialinas e opacas (Figura 3). A contagem de incrementos anuais em otólitos de peixes recifais tropicais tem sido utilizada como indicadores exatos e precisos de idade (Fowler et al., 1995; Cappo et al., 2000; Meekan et al, 1999, 2001).

133 Métodos utilizados para determinar o período de formação dos anéis de crescimento Os estudos de estimação de idade de peixes marinhos do Atlântico Sul mostram que foram utilizados métodos para validar a periocidade de crescimento e formação de anéis. Na literatura existe equívocos sobre as distinções entre a periodicidade de formação incremento de crescimento, a validação absoluta e precisão das estimativas de idade (Campana, 2001). A interpretação da periodicidade da estrutura de crescimento pode ser validade por uma variedade de métodos: lançamento do conhecido idade e peixes marcados e lançamento da idade conhecida do peixe no ambiente natural; bomba radiocarbono; marcação química e recaptura de peixes em ambiente antural; captura de peixes selvagens com natural marcadores específicos de data; análise do incremento marginal; criação em cativeiro do nascimento e criação em cativeiro de peixe quimicamente marcado. A validação da idade absoluta pode ser feita através de uso de idade de peixes conhecidos; bomba radiocarbono; marcação radioquímica, método de frequências de comprimento (para primeiras classes de idade), captura de peixes selvagens com marcadores naturais específicas de data e criação em cativeiro de incubação. E a comprovação da interpretação da idade pode utilizar a análise de recaptura; análise de comprimento de freqüência; integração numérica de crescimento diária e larguras de incremento; incrementos diários entre anéis em peixes (Campana, 2001). Nos estudos publicados no Atlântico Sul para peixes marinhos verificou que 52,1% validaram a periodicidade de formação do anel através da análise de incremento. Na década de 60 e 70, observou que foi utilizado o método indireto, no qual o calculava o comprimento do peixe com o número de anéis por período para determinar o período de foramção dos anéis em crescimento, sendo 10% dos estudos analisados no Atlântico Sul para peixes marinhos. Para validar o período da formação dos anéis de crescimento no Atlântico sul, 6% dos estudos utilizaram método de marcação e recaptura de inivíduos quimicamente marcados (OTC). Os métodos mais utilizados para a determinação da idade anual são a análise de incremento marginal e de marcação e recaptura de peixes em ambiente natural. E os métodos mais utilizados para análise de incremento diário tem sido a criação em cativeiro no laboratório ou em condições naturais controladas, muitas vezes utilizando algum tipo de marcação química (Campana, 2001). 3.5 Causas da formação de marcas de crescimento

134 129 A atividade reprodutiva (43,9% dos trabalhos) dos peixes marinhos em estudo foi um dos principais fatores relatado pelos autores, que promoveram formação de anéis de crescimento nos otólitos dos peixes, no qual os peixes alocam energia para maturação gonadal, migração para o deslocamento e desova. A temperatura (12, 1%) é um dos fatores que promovem a formação dos anéis de crescimento em otólitos, na qual reduz a taxa metabólica do peixe e, em seguida, influenciam o crescimento. O crescimento do otólito e a zona de formação de crescimento podem estar sob o controle de uma combinação de fatores (variação ambiental e efeitos fisiológicos) que podem variar entre as espécies (Pannella, 1971; Morales-Nin, 2000). Fatores abióticos que influenciam a taxa de crescimento em peixes incluem a pressão, temperatura, salinidade, oxigênio dissolvido, gás carbônico, amônia, ph, fotoperíodo, estação e regimes hidrológicos. Entre os fatores bióticos estão abundância, disponibilidade, composição e digestibilidade de alimento, bem como competição por eles (Dei Tos et al., 2010). Peso, sexo, idade, maturidade, fator de condição, aclimatação (Brett, 1979; Mohr, 1994) são considerados como fatores internos. Em um estudo sobre otólitos de Gadiformes foi sugerido que existem dois mecanismos que regulam o desenvolvimento do otólito: a forma sendo regulada pelos padrões genéticos, enquanto os fatores ambientais (especialmente temperatura) regularam a quantidade de material depositado durante o desenvolvimento (Lombarte & Lleonart, 1993). A formação de anéis de crescimento em otólitos associados à temperatura pode ocorrer pelo fato que o declínio da temperatura em teoria levaria a diminuição do metabolismo e conseqüentemente a uma diminuição do crescimento. Por outro lado a elevação da temperatura levaria a um aumento no metabolismo e conseqüentemente a um aumento no crescimento (Campana e Neilson, 1985; Morales - Nin e Ralston, 1990; Bullock et al, 1992; Newman et al, 2000; Pajuelo e Lorenzo, 2003). A variação da temperatura de 4 a 5 C é suficiente para causar a redução do crescimento de anéis de peixes e formar as estruturas calcificadas. (Nekrasov, 1979). Um estudo com os otólitos duas espécies de Pomacentrídeos coletados em diferentes faixas de variação de temperatura anual no Atlântico oeste tropical revelou que os incrementos interpretáveis foram registrados em áreas que apresentaram menos que 3 C de variação de temperatura anual da água (Caldow & Wellington, 2003). As mudanças sazonais de temperatura e fotoperíodo são mínimas em ambientes tropicais em comparação com latitudes mais elevadas, mas o clima tropical não apresenta de forma homogênea; mudanças sazonais nos regimes de ventos e de chuvas alteram as entradas de nutrientes nos ambientes causando sazonalidade nessas regiões (Lowe-McConnell, 1987). A temperatura e a hidrologia são as duas principais variáveis que influenciam a variação

135 130 sazonal de ambientes aquáticos da região tropical e que podem ter uma influência sobre os peixes e o crescimento dos otólitos (Morales-Nin & Panfili, 2005). Foi observado para a enchova capturada na região costeira sul do Brasil que a marcação dos anéis ocorre no inverno e pode ser associada a queda da temperatura e ao desgaste energético com a migração e à reduzida atividade alimentar. A visualização dos anéis no início do verão ocorre em função da retomada do crescimento após desova (Krug & Haimovici, 1989). 4.Conclusão Na história da ciência pesqueira muitos autores questionaram a utilização de otólitos para determinar a idade de peixes tropicais (Longhurst & Pauly, 1987). Contudo, os estudos revisados nesse trabalho sobre determinação de idade de peixes tropicais brasileiros mostram que a utilização de otólitos cada vez mais tem sido incorporada nas pesquisas biológicas de peixes tropicais, aumentando de 11 espécie até 1999 para 29 espécies a partir de 2000 até É preciso mencionar que o principal ponto fraco refere à validação da idade estimada uma vez que pode haver erros na determinação exata da idade (Campana, 2001). Vários fatores influenciam na formação e no crescimento dos incrementos nos otólitos de peixes e a formação dessas marcas de crescimento depende da espécie e dos fatores em que os indivíduos estão associados (Morales-Nin & Panfili, 2005). Podemos concluir com essa revisão que é possível o uso de otólitos em estudos de estimativa de idade de peixes que habitam ambientes tropicais sendo de fundamental importância para os estudos biológicos básicos que são subsídios para tomadas de medidas na gestão e proteção dos estoques naturais de peixes. 5.Referências Albuquerque, C.Q., Muelbert, J.H., Sampaio, L.A.N Early developmental aspects and validation of daily growth increments in otoliths of Micropogonias furnieri (Pisces, Sciaenidae) larvae reared in laboratory. Pan-American Journal of Aquatic Sciences.4(3): Alegría, J.R.C., Menezes, M.F Edad y crecimiento del ariacó, Lutjanus synagris (Linnaeus, em el nordeste del Brasil. Arq. Ciên.Mar. 10(1): Amaral, A.C.Z., Jablonski, S Conservação da biodiversidade marinha e costeira no Brasil. Megadiversidade. 1(1): Andrade, H.A.; Duarte-Pereira, M., Abreu-Silva, J.L Idade e crescimento da abrótea (Urophycis brasiliensis) capturada no sul do Brasil. Notas Téc. Facimar. 8: Araújo, J.L., Haimovici, M Determinação de idades e crescimento do linguado branco Paralichthys patagonicus (Jordan, 1889) no sul do Brasil. Rev. bras. oceanogr. 48(1):61-70.

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141 136 Lista de Figuras Figura 1. Número de publicações (frequência) analisada por década. Figura 2. Número de publicações (frequência) analisada por tipo de otólito utilizado na estimação da idade dos peixes. Figura 3. Marcas de crescimento no otólito lapilli do peixe voador H. affinis capturado em Caiçara do Norte, RN.

142 137 Figura 1. Figura 2. Figura 3.

143 5.CONCLUSÃO

144 CONCLUSÃO Os estudos realizados para verificar as estratégias reprodutivas do peixe-voador, Hirundichthys affinis e a agulha preta, Hemiramphus brasiliensis e avaliar a produção pesqueira de H. affinis no litoral de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil, permitiram chegar às seguintes conclusões: O peixe voador habita águas superficiais dos oceanos abertos, constituindo um importante recurso pesqueiro, e migra para as águas costeiras de Caiçara do Norte para completar seu ciclo reprodutivo. Enquanto que o peixe agulha-preta, H. brasiliensis habita as águas costeiras, onde completa seu ciclo reprodutivo. As fêmeas de ambas as espécies, H. affinis e H. brasiliensis, apresentaram maiores amplitudes de comprimento e peso, sendo maiores e mais pesados que os machos; As fêmeas de H. affinis e H. brasiliensis tiveram uma leve predominância na população amostrada. Ambos os sexos de H. affinis crescem mais no comprimento total do corpo do que em peso, apresentando crescimento do tipo alometrico negativo, enquanto que H. brasiliensis apresenta tipo de crescimento isométrico; As fêmeas de H. affinis atingem a primeira maturação sexual antes que os machos. No outro lado, os machos de H. brasiliensis atingem a maturidade sexual antes que as fêmeas; As fêmeas de H. affinis apresentam uma fecundidade baixa a intermediária com desova total. Enquanto, H. brasiliensis apresenta baixa fecundidade com desova parcelada; O peixe voador, H. affinis reproduz durante a época chuvosa e apresenta a estratégia reprodutiva do tipo sazonal. Enquanto que H. brasiliensis vive e reproduz nas águas costeiras apresentando desova parcelada e uma estratégia reprodutiva do tipo de equilíbrio.

145 139 Caiçara do Norte, RN é o principal município responsável pela produção do peixe voador em âmbito nacional; A produção do peixe voador, em geral, mostrou crescente apresentando flutuações ao longo dos 17 anos de estudo em Caiçara do Norte que não estão atreladas com o número de embarcações e/ou presença de predadores; Os estudos de otólitos aumentaram de 11 espécie até 1999 para 29 espécies a partir de 2000 até 2014, totalizando 40 espécies de peixes; O uso de otólitos em estudos de estimativa de idade de peixes tropicais são de fundamental importância para tomadas de medidas na gestão e proteção dos estoques naturais de peixes. Estratégia reprodutiva Táticas reprodutivas H. affinis H. brasiliensis Tamanho do corpo Intermediário Fêmeas maiores Intermediário Fêmeas maiores Proporção sexual 1M:1,4F 1M:1,7F Tipo de crescimento Alométrico negativo Isométrico Primeira maturação As fêmeas maturam Os machos maturam primeiro primeiro Fecundidade Baixa a Intermediária Baixa Tipo de desova Total Parcelada Total (Oliveira et al., 2012) Período de desova Épocas de chuvas Prolongado, picos durante época chuvosa Estratégia reprodutiva Sazonal Equilíbrio

146 140 Sugestões para futuros trabalhos Os estudos de idade e crescimento dos peixes ainda continuam escassos (NE) e portanto necessitam mais publicações nessa área; Estudos de tecnologia de pescado para agregação de valor ao peixe voador devem ser intensificados uma vez que a alta produção do voador não é valorizada; Estudos sobre comportamento de migração reprodutiva do peixe voador de águas oceânicas para águas costeiras de Caiçara do Norte necessitam ser realizados no campo.

147 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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150 143 Lima, J. T. A. X., Fonteles Filho, A. A. & Chellappa, S Biologia reprodutiva da serra, Scomberomorus brasiliensis (Osteichthyes: Scombridae), em águas costeiras do Rio Grande do Norte. Arquivos de Ciências do Mar, 40 (1), MacArthur, R. H. & Wilson, E. O The Teory of island biogeografy. Princenton Univ. Press, New Jersey, 203p. Menezes, N.A. & Figueiredo, J.L Manual de peixes marinhos do sudeste do Brasil. São Paulo, Museu de Zoologia - USP, 4, Teleostei 3, 96p. Menezes, N.A. & J.L. Figueiredo Manual de peixes marinhos do sudeste do Brasil. 5, Teleostei(4). São Paulo: Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo. 105p. Michallany, J Técnicas Histológicas em Anatomia Patológica com Instruções para o Cirurgião, Enfermeira e Citotécnico. São Paulo: 2ª Ed. 247 p. MPA (Ministério da Pesca e Aquicultura) Boletim Estatístico da Pesca e Aquicultura/Brasil Brasília. 101p. Moreno, T.; Castro, J.J. & Socorro, J Reproductive biology of the sand smelt Atherina presbyter Cuvier, 1829 (Pisces:Atherinidae) in the central-east Atlantic. Fisheries Research. 72, Morgan, M.J Integrating reproductive biology into scientific advice for fisheries management. J. Northwest Atl. Fish. Sci., 41, Murua, H. & Saborido-Rey, F Female Reproductive Strategies of Marine Fish Species of the North Atlantic. J Northw Atl Fish Sci, 33, Oliveira, I.M.B Aspectos reprodutivos e produção pesqueira do peixe agulha, Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Hemiramphidae) no litoral norte do RN. Dissertação de Mestrado em Bioecologia Aquática, Universidade Federal do Rio Grande do Norte. 86p. Oliveira, M. R. ; Costa, E. F. S. ; Chellappa, S Ovarian development and reproductive period of white mullet, Mugil curema in the coastal waters of Northeastern Brazil. Animal Biology Journal, 2, Perry, A.L.; Low, P.J.; Ellis, J.R. & Reynolds, J.D Climate change and distribution shifts in marine fishes. Science, 308, Pianka, E.R Evolutionary Ecology. Addison Wesley Educacional Publishers, San Francisco, 512p. Soares, L.H Catálogo dos peixes do litoral do Estado do Rio Grande do Norte (Osteichthyes e Chondrichthyes). Bol. Dep.Ocean.Lim.Univ.Fed.RN. Natal, 7, 39p.

151 144 Search Fishbase Disponível em: Acesso em: 12 de abril de Sturrock, A. M.; Trueman, C. N.; Darnaude A. M. & Hunter, E Can otolith elemental chemistry retrospectively track migrations in fully marine fishes? Journal of Fish Biology, 81, Vasconcellos, M.; Diegues, A.C.; Sales, R.R Limites e possibilidades na gestão da pesca artesanal costeira. In: LOBO, A. Nas redes da pesca artesanal. Brasília: Ibama: p Vasconcellos-Filho, A.L.; Neumann-Leitão, S.; Eskinazi-Leça, E.; Oliveira, A.M.E. & Porto-Neto, F.F Hábitos alimentares de consumidores primários da Ictiofauna do Sistema Estuarino de Itamaracá (Pernambuco Brasil). Rev. Bras. Enga. Pesca, 4(1), Vazzoler, A. E. A. M Biologia da Reprodução de Peixes Teleósteos: Teoria e Prática. Maringá, EDUEM. 169p. West, G Methods of assessing ovarian development in fishes: a Review. Aust. J. Mar. Freshwater Res., 41, Winemiller, K. O. & Rose, K.A Patterns of life-history diversification in North American fishes : implications for population regulation. Can. J. Fish.Aquat. Sci., 49 (10), Wootton, R.J.; Evans, G.W. & Mills, L.A Annual cycle in female three-spined sticklebacks (Gasterosteus aculeatus L.) from an upland and lowland population. J. Fish. Biol., 12, Wootton, R.J Ecology of Teleost Fishes, Kluwer Academic Publishers, Boston, 2nd edition, 386 pp. Zar, J. H Biostatistical analysis. Third editions Prentice-Hall International Editions, New Jersey.

152 ANEXOS

153 145 ANEXOS Anexo 1: Trabalhos publicados em anais de congressos internacionais e nacionais Trabalhos Internacionais OLIVEIRA, M. R., OLIVEIRA, I. M. B., YAMAMOTO, M. E., CHELLAPPA, S Aspectos reprodutivos do agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis capturadas nas águas costeiras do Nordeste do Brasil. In: SIBECORP II (Simposio Iberoamericano de Ecología Reproductiva, Reclutamiento y Pesquerías), 2012, Mar del Plata, Argentina. OLIVEIRA, M. R., CARVALHO, M. M., SOUZA, A. L., YAMAMOTO, M E, CHELLAPPA, S. Estratégia reprodutiva de Hirundichthys affinis capturados nas águas costeiras do Nordeste do Brasil. In: SIBECORP II (Simposio Iberoamericano de Ecología Reproductiva, Reclutamiento y Pesquerías), 2012, Mar del Plata, Argentina. OLIVEIRA, M. R., CAVALCANTE, L.F.M., CARVALHO, M. M., CHELLAPPA, S. Macroscopic description of gonadal development stages of Lutjanus synagris (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Lutjanidae) In: I Simpósio Internacional de Ecologia, 2011, São Carlos, SP. Universidade Federal de São Carlos, v.1. p OLIVEIRA, M. R., OLIVEIRA, I. M. B., YAMAMOTO, M E, CHELLAPPA, S. Reproductive biology of Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) (Osteichthyes: Hemiramphidae): gonadal maturation, fecundity and spawning period In: I Simpósio Internacional de Ecologia, 2011, São Carlos, SP. Universidade Federal de São Carlos, v.1. p Trabalhos Nacionais OLIVEIRA, M. R., YAMAMOTO, M. E., CHELLAPPA, S. Características macromicroscópicas do desenvolvimento gonadal do peixe voador Hirundichthys affinis no Nordeste do Brasil In: 4º Congresso Brasileiro de Biologia Marinha, 2013, Florianópolis, SC. SOUZA, A. L.,CARVALHO, M. M., OLIVEIRA, M. R., CHELLAPPA, S. Características morfológicas do trato digestório de três espécies de peixes da Família Lutjanidae nas águas costeiras do Rio Grande do Norte In: 4º Congresso Brasileiro de Biologia Marinha, 2013, Florianópolis, SC. OLIVEIRA, M. R., SOUZA, A. L., CARVALHO, M. M., YAMAMOTO, M. E., CHELLAPPA, S. Produção do peixe voador Hirundichthys affinis nas águas costeiras de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil: anos de 2000 a 2010 In: 4º Congresso Brasileiro de Biologia Marinha, 2013, Florianópolis, SC. CARVALHO, M. M., OLIVEIRA, M. R., SOUZA, A. L., BARRETO, L. T. L., CHELLAPPA, S. Relação peso-comprimento e proporção sexual de Hemiramphus brasiliensis (Linnaeus, 1758) capturados nas águas costeiras de Caiçara do Norte, Rio

154 146 Grande do Norte, Brasil In: 4º Congresso Brasileiro de Biologia Marinha, 2013, Florianópolis, SC. GURGEL, T.A.B., OLIVEIRA, M.R., CARVALHO, M.M., SOUZA, A.L., YAMAMOTO, M.E., CHELLAPPA, S. Levantamento da Ictiofauna das águas costeiras de Ponta Negra, Rio Grande do Norte, Brasil. In: XI Congresso de Ecologia do Brasil de 14 a 19 de setembro de 2013, Porto Seguro, Bahia. OLIVEIRA, M.R., YAMAMOTO, M.E., CHELLAPPA, S. Dinâmica temporal da reprodução do peixe marinho agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis (Osteichthyes: Hemiramphidae). In: XI Congresso de Ecologia do Brasil de 15 a 19 de setembro de Porto Seguro, Bahia. CARVALHO, M. M., OLIVEIRA, M. R., SILVA, N. B., SOUZA, A. L., ARAÚJO, A. S., CHELLAPPA, S.Morfologia do trato digestório de Hirundichthys affinis (Osteichthyes: Exocoetidae) In: FENACAM (Feira Nacional do Camarão) 2012 (9ª edição Aqüicultura do Brasil e da América Latina), 2012, Natal, RN. CARVALHO, M. M., CAVALCANTE, L. F. M., OLIVEIRA, M. R., SILVA, N. B., NASCIMENTO, W. S., CHELLAPPA, S. Morfologia do trato digestório de Lutjanus synagris (Osteichthyes: Lutjanidae). In: FENACAM (Feira Nacional do Camarão) 2012 (9ª edição Aqüicultura do Brasil e da América Latina), 2012, Natal, RN. MENDONCA, L. F. L., CACHO, M. S. R. F., COSTA, M. C. N. M., MEDERIOS, L. M., OLIVEIRA, M. R., CHELLAPPA, S. Relação peso-comprimento de três espécies de peixes sardinha, Opisthonema oglinum, peixe voador, Hirundichythys affinis e agulha-preta, Hemiramphus brasiliensis das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Congresso Brasileiro de Oceanografia, Rio de Janeiro RJ. MENDONCA, L. F. L., CACHO, M. S. R. F., PEREIRA, H. B., CARVALHO, M. M., OLIVEIRA, M. R., CHELLAPPA, S. Estrutura de comprimento, peso e proporção sexual de sardinha, Opisthonema oglinum, Congresso Brasileiro de Oceanografia, Rio de Janeiro, RJ. MENDONCA, L. F. L., CACHO, M. S. R. F., CARVALHO, M. M., OLIVEIRA, M. R., CHELLAPPA, S. Aspectos da biologia reprodutiva da sardinha Opisthonema oglinum (Le Sueur, 1818) (Osteichthyes: Clupeidae) em águas costeiras do Rio Grande do Norte, Congresso Brasileiro de Oceanografia, Rio de Janeiro, RJ. CAVALCANTE, L.F.M., OLIVEIRA, M. R., CARVALHO, M. M., CHELLAPPA, S. Proporção sexual, relação peso-comprimento e desenvolvimento gonadal do ariacó, Lutjanus synagris no litoral do Rio Grande do Norte In: 13o Congresso Nordestino de Ecologia, 2011, Recife / PE. PESSOA, E. K. R., NASCIMENTO, W. S., OLIVEIRA, M. R., ARAUJO, A. S., ARAUJO, A., YAMAMOTO, M E, CHELLAPPA, S. Comportamento alimentar do

155 147 peixe anual Hypsolebias antenori do Nordeste Brasileiro In: III Simpósio de Psicobilogia, 2011, Natal, RN. PPg em Psicobiologia da UFRN. CAVALCANTE, L.F.M., OLIVEIRA, M. R., CARVALHO, M. M., GURGEL, T. A. B., CHELLAPPA, S. Desenvolvimento gonadal do peixe marinho ariacó no Rio Grande do Norte In: XXII Congresso de Iniciação Científica (CIC) da UFRN, 2011, Natal, RN. GURGEL, T.A.B.; OLIVEIRA, M.R.; FREITAS, T.L.V.; SOUZA, A.L.; CHELLAPPA, S. Parasitos dos peixes marinhos Guaiúba, Ocyurus chysurus e budião, Sparisoma frondosum nas águas costeiras de Ntal, RN. XXII CIC Congresso de Iniciação Cinetifíca da UFRN- CIC2011. Natal, RN outubro de CARVALHO, M. M., OLIVEIRA, M. R., CAVALCANTE, L.F.M., ARAUJO, A. S., CHELLAPPA, S. Estrutura de comprimento, peso e proporção sexual do peixe voador, Hirundichthys affinis (Günther, 1866) em Caiçara do Norte, RN In: X Simpósio do CB / UFRN, 2011, Natal, RN. X Simpósio do CB/UFRN., v.1. Anexo II. Artigos completos publicados em periódicos CAVALCANTE, L. F. M., OLIVEIRA, M. R., CHELLAPPA, S. Aspectos reprodutivos do ariacó, Lutjanus synagris nas águas costeiras do Rio Grande do Norte. Biota Amazônia. v.2, p.45-50, GURGEL, T. A. B., OLIVEIRA, M. R., BRASIL, D. F., CHELLAPPA, S. Peixes marinhos das águas costeiras da praia de Ponta Negra, Natal, Rio Grande do Norte. Biota Amazônia.v.2, p.83-97, SILVA, A. M. E. ; OLIVEIRA, M. R. ; CHELLAPPA, S.. Biologia reprodutiva do coró, Pomadasys corvinaeformis Steindachner (Osteichthyes, Haemulidae) das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil. Biota Amazônia, v. 2, p , CARVALHO, M.M., MORAIS, A.L.S., GURGEL, T.A.AB., OLIVEIRA, M.R., CHELLAPPA, S. no prelo.. Frequência de ocorrência e características morfológicas externos de peixes marinhos de Caiçara do Norte, Rio Grande do Norte, Brasil. Biota Amazônia. MORAIS, A.L.S, CARVALHO, M.M, CAVALCANTE, L.F.M, OLIVEIRA, M.R., CHELLAPPA, S. no prelo. Características morfológicas do trato digestório de três espécies de peixes (Osteichthyes: Lutjanidae) nas águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil. Biota Amazônia. ANEXO III Capítulo de Livro OLIVEIRA, M. R. ; COSTA, E. F. S. ; CHELLAPPA, S.. Ovarian Development and Reproductive Period of White Mullet, Mugil curema in the Coastal Waters of Northeastern Brazil. In: José Rosa Gomes; Sathyabama Chellappa. (Org.). Biology of Semiarid Tropical Fish. 1ed.New York, USA: Nova Publishers, 2014, v. 1, p

156 148 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o II Simposio Iberoamericano de Ecología Reproductiva, Reclutamiento y Pesquerías no período de 19 a 22 de novembro de 2012, Mar del Plata, Argentina. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o II Simposio Iberoamericano de Ecología Reproductiva, Reclutamiento y Pesquerías no período de 19 a 22 de novembro de 2012, Mar del Plata, Argentina.

157 149 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o I Simposio Internacional de Ecologia no período de 23 a 26 de outubro de 2011 São Carlos/SP. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o I Simposio Internacional de Ecologia no período de 23 a 26 de outubro de 2011 São Carlos/SP.

158 150 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o IX Congresso Nacional de Biologia Marinha no período de 19 a 23 de maio de 2013 Florianopólis/SC. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o IX Congresso Nacional de Biologia Marinha no período de 19 a 23 de maio de 2013 Florianopólis/SC.

159 151 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o IX Congresso Nacional de Biologia Marinha no período de 19 a 23 de maio de 2013 Florianopólis/SC. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o IX Congresso Nacional de Biologia Marinha no período de 19 a 23 de maio de 2013 Florianopólis/SC.

160 152 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o XI Congresso de Ecologia do Brasil no período de 14 a 19 de setembro de 2013 Porto Seguro/BA. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o XI Congresso de Ecologia do Brasil no período de 14 a 19 de setembro de 2013 Porto Seguro/BA.

161 153 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o IX Feira Nacional do Camarão no período de 11 a 14 de junho de 2012, Natal/RN. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o IX Feira Nacional do Camarão no período de 11 a 14 de junho de 2012, Natal/RN.

162 154 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o 13º Congresso Nordestino de Ecologia no período de 8 a 11 de novembro de 2011, Recife/PE. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o III Simpósio de Psicobiologia no período de 24 a 26 de novembro de 2011, Natal/RN.

163 155 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o X Simpósio do CB no período de 17 a 19 de outubro de 2011, Natal/RN. Trabalho apresentado em forma de painel, durante o XXII Congresso de Iniciação Científica no período de 17 a 20 de outubro de 2011, Natal/RN.

164 Trabalho apresentado em forma de painel, durante o XXII Congresso de Iniciação Científica no período de 17 a 20 de outubro de 2011, Natal/RN. 156

165 157 Anexos II: Artigos publicados Título: Aspectos reprodutivos do ariacó, Lutjanus synagris nas águas costeiras do Rio Grande do Norte. Autores: CAVALCANTE, L. F. M. ; OLIVEIRA, M. R. ; CHELLAPPA, S. Revista: Biota Amazônia, v. 2, p , 2012.

166 158 Título: Peixes marinhos das águas costeiras da praia de Ponta Negra, Natal, Rio Grande do Norte. Autores: GURGEL, T. A. B. ; OLIVEIRA, M. R. DE ; BRASIL, D. F. ; CHELLAPPA, S. Revista: Biota Amazônia, v. 2, p , 2012.

167 159 Título: Biologia reprodutiva do coró, Pomadasys corvinaeformis Steindachner (Osteichthyes, Haemulidae) das águas costeiras do Rio Grande do Norte, Brasil. Autores: SILVA, A. M. E. ; OLIVEIRA, M. R. ; CHELLAPPA, S. Revista: Biota Amazônia, v. 2, n.2, p , 2012.

168 160 ANEXO III Capítulo de Livro OLIVEIRA, M. R. ; COSTA, E. F. S. ; CHELLAPPA, S.. Ovarian Development and Reproductive Period of White Mullet, Mugil curema in the Coastal Waters of Northeastern Brazil. In: José Rosa Gomes; Sathyabama Chellappa. (Org.). Biology of Semiarid Tropical Fish. 1ed.New York, USA: Nova Publishers, 2014, v. 1, p