Two new species and a new subgenus of toothed Brachyhypopomus electric knifefishes (Gymnotiformes, Hypopomidae) from the central Amazon and considerations pertaining to the evolution of a monophasic electric organ discharge

Abstract

Abstract

We describe two new, closely related species of toothed Brachyhypopomus ( Hypopomidae: Gymnotiformes: Teleostei) from the central Amazon basin and create a new subgenus for them. Odontohypopomus , new subgenus of Brachyhypopomus , is diagnosed by (1) small teeth present on premaxillae; (2) medialmost two branchiostegal rays thin with blades oriented more vertically than remaining three rays; (3) background color in life (and to lesser extent in preservation) distinctly yellowish with head and sides peppered with small, widely spaced, very dark brown stellate chromatophores that greatly contrast with light background coloration; (4) a dark blotch or bar of subcutaneous pigment below the eye; (5) electric organ discharge waveform of very long duration (head-positive phase approx. 2 milliseconds or longer, head-negative phase shorter or absent) and slow pulse repetition rate (3–16 Hz). The type species of the new subgenus, Brachyhypopomus (Odontohypopomus) walteri sp. n., is diagnosed by the following additional character states: (1) subcutaneous dark pigment at base of orbit particularly prominent, (2) body semi-translucent and nearly bright yellow background coloration in life, (3) a biphasic electric organ discharge (EOD) waveform of very long duration (between 3.5 and 4 milliseconds at 25° C) with head-positive first phase significantly longer than second head-negative phase in both sexes. Brachyhypopomus (Odontohypopomus) bennetti sp. n. is diagnosed by two character states in addition to those used to diagnose the subgenus Odontohypopomus : (1) a deep electric organ, visible as large semi-transparent area, occupying approximately 14–17% body depth directly posterior to the abdominal cavity in combination with a short, but deep, caudal filament, and (2) a monophasic, head-positive EOD waveform, approximately 2.1 milliseconds in duration in both sexes. These are the only described rhamphichthyoid gymnotiforms with oral teeth, and Brachyhypopomus bennetti is the first Brachyhypopomus reported to have a monophasic (head-positive) EOD waveform. Unlike biphasic species, the waveform of its EOD is largely unaffected by tail damage from predators. Such injuries are common among specimens in our collections. This species’ preference for floating meadow habitat along the major channels of the Amazon River basin may put it at particularly high risk of predation and “tail grazing.”

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Resumo

Nós descrevemos duas novas espécies proximamente relacionadas de Brachyhypopomus ( Hypopomidae: Gymnotiformes: Teleostei) da porção central da bacia Amazônica e criamos um novo subgênero para elas. Odontohypopomus , novo subgênero de Brachyhypopomus , é diagnosticado por (1) apresentar dentes pequenos no pré-maxilar; (2) pela forma dos dois raios branquiostegais mais internos, com expansão laminar fina orientada mais verticalmente do que nos três raios remanescentes; (3) coloração de fundo em vida (e, em menor grau, após preservação) distintamente amarelada, com a cabeça e flancos marcados por pequenos cromatóforos marrom escuro de formato estelar e bem espaçados entre si, contrastando fortemente com a tonalidade clara de fundo; (4) uma mancha ou barra escura de pigmento subcutâneo abaixo do olho; (5) forma da onda de descarga do órgão elétrico (DOE) de duração muito longa (fase positiva com aproximadamente 2 milisegundos ou mais, fase negativa mais curta ou ausente) e uma baixa taxa de repetição de pulsos (3–16 Hz). A espécie-tipo do novo subgênero, Brachyhypopomus (Odontohypopomus) walteri sp. nov., é adicionalmente diagnosticada pelos seguintes estados de caráter: (1) pigmentação subcutânea na base da órbita particularmente conspícua; (2) corpo semi-translúcido e com coloração geral em vida amarelo forte, (3) DOE com onda bifásica e de duração muito longa (entre 3,5 e 4 milisegundos a 25° C), com a fase inicial positiva significativamente mais longa do que a segunda fase (negativa) em ambos os sexos. Brachyhypopomus (Odontohypopopmus) bennetti sp. nov. é diagnosticada por dois estados de caráter, além daqueles utilizados para diagnosticar o subgênero Odontohypopomus : (1) órgão elétrico largo em vista lateral, visível como uma grande área semitransparente ocupando aproximadamente 14–17% da altura do corpo, medida imediatamente posterior à cavidade abdominal, combinada com um filamento caudal curto e alto; e (2) DOE monofásica positiva, com duração de aproximadamente 2,1 milisegundos em ambos os sexos. Esses são os únicos Gymnotiformes Rhamphichthyoidea com dentes orais e Brachyhypopomus bennetti é a primeira espécie de Brachyhypopomus conhecida por apresentar uma DOE monofásica positiva. Diferentemente das espécies com DOE bifásica, a forma de onda/pulso dessa espécie não é significantemente afetada por danos ao filamento caudal decorrentes de predação. Esse tipo de dano é comum entre os espécimes examinados em nossas coleções. A ocorrência predominante dessa espécie em bancos flutuantes de macrófitas ao longo de alguns dos principais rios formadores da Bacia Amazônica pode representar um risco particularmente alto de predação e mutilação do filamento caudal.