Effects of pH and dilution on African clawed frog (Xenopus laevis) sperm motility

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Effects of pH and dilution on sperm motility were examined using the African clawed frog, Xenopus laevis (Daudin, 1802), as a model species. Sperm removed from adult X. laevis males were stored on ice in DeBoer's solution, rendering them immotile until activation by dilution. A series of pHs ranging from 5.5 to 7.8 and a dilution series ranging from 1:1 to 5:1 (diluent : sperm solution) were examined. Motility was assessed by constructing sperm track maps for individual spermatozoa using video recordings. pH did not significantly affect the percentage of spermatozoa with motility; however, pH 7.0 produced observably higher motility than other pH treatments. Velocities and velocity ratios were not significantly affected by the various pH treatments. A solution with a 3:1 dilution ratio resulted in the highest percentage of sperm with motility (55.3 ± 8.5%) and the highest curvilinear velocity (approximately 65 µm/s). Average path velocity, as well as the linearity and wobble of the sperm track, were also significantly affected by dilution. The results indicate that the chemistry of the freshwater environment in which X. laevis sperm must swim to the eggs may be important for successful fertilization to take place.

Le crapaud à griffes africain, Xenopus laevis (Daudin, 1802), a servi d'espèce modèle pour l'étude des effets du pH et de la dilution sur la motilité des spermatozoïdes. Des spermatozoïdes prélevés chez des mâles adultes de X. laevis ont été conservés sur la glace dans une solution de DeBoer, ce qui les a rendus immobiles jusqu'à ce qu'ils soient activés de nouveau par dilution. Nous avons étudié les effets d'une série de pH variant de 5,5 à 7,8 et de dilutions allant de 1:1 à 5:1 (solution de dilution : solution de spermatozoïdes). L'élaboration de cartes des déplacements de spermatozoïdes individuels à l'aide d'enregistrements vidéo a permis de mesurer la motilité. Le pH n'affecte pas significativement le pourcentage de spermatozoïdes en mouvement, bien qu'un pH de 7,0 entraîne une motilité visiblement plus grande que les autres pH. Les vitesses de déplacement et les rapports de vitesses ne sont pas significativement influencés par les différentes conditions de pH. Une solution avec une dilution de 3:1 présente le plus fort pourcentage de spermatozoïdes en mouvement (55,3 ± 8,5 %) et la plus grande vitesse curvilinéaire à environ 65 µm/s. La dilution affecte aussi significativement la vitesse moyenne des trajectoires pondérées, de même que la linéarité et la rectitude des trajectoires. Ces résultats indiquent que la chimie de l'environnement d'eau douce, à travers lequel les spermatozoïdes de X. laevis doivent nager pour atteindre les oeufs, peut être importante pour la réussite de la fécondation.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2004

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