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Environmental factors affecting reproduction and development in ascidians and other protochordates

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Protochordate reproduction and development are influenced by many kinds of environmental factors. For example, spawning, sexual and asexual reproduction, larval behaviour, and life-cycle transitions (metamorphosis) are key processes known to be affected by environmental factors. This review must be restricted primarily to only one group of protochordates, the ascidians or "sea squirts", because information on the reproductive ecology of hemichordates and cephalochordates is limited to only a few studies. Topics discussed in the present review include (i) environmental factors that regulate larval settlement, (ii) how pelagic embryos avoid damage to DNA caused by UV radiation, (iii) the effect of water temperature and food availability on sexual reproduction in colonial ascidians, (iv) environmental regulation of asexual budding, (v) environmental regulation of metamorphosis, and (vi) the possible role of the environment in the evolution of direct-developing ascidians. A novel role for HSP90 and nitric oxide signaling in the integration of environmental factors with cell signaling pathways in ascidians is discussed near the end of this review. Throughout this review, the multiple roles of environmental stress on ascidian reproduction and development are emphasized.

La reproduction et le développement des protochordés sont influencés par diverses sortes de facteurs environnementaux. Par exemple, la fraye, la reproduction sexuelle et asexuelle, le comportement larvaire et les transitions du cycle biologique (métamorphose) sont des processus clés que l'on sait être affectés par les facteurs du milieu. Cette rétrospective est centrée nécessairement surtout sur un seul groupe de protochordés, les ascidiens ou « les tuniciers », parce que l'information disponible sur l'écologie de la reproduction des hémichordés et des céphalochordés se résume en un petit nombre d'études. Les sujets que nous discutons incluent (i) les facteurs environnementaux qui contrôlent la fixation des larves,(ii) l'évitement des dommages à l'ADN par la radiation UV chez les embryons pélagiques, (iii) les effets de la température de l'eau et de la disponibilité de la nourriture sur la reproduction des ascidiens coloniaux, (iv) le contrôle environnemental du bourgeonnement asexué, (v) le contrôle environnemental de la métamorphose et (vi) le rôle possible du milieu dans l'évolution du développement direct chez les ascidiens. En fin d'article, nous discutons d'un rôle nouveau pour la signalisation par HSP90 et par oxyde nitrique dans l'intégration des facteurs environnementaux dans les voies de signalisation cellulaire. Dans toute cette synthèse, l'emphase porte sur les rôles multiples du stress environnemental dans la reproduction et dans le développement des ascidiens.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-01-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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