The gular pouch in northern hemisphere parasitic lampreys (Petromyzontidae)

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Abstract:

The gular pouch is a large structure, of unknown function, that is present in sexually mature males of two parasitic species of southern-hemisphere lampreys. Our study showed the presence of a similar structure, of much smaller size, in both spawning and prespawning males and females in seven parasitic species of northern-hemisphere lampreys. Homology between the structure present in southern-hemisphere and northern-hemisphere lampreys was established based on the position of the pouch in the gular region and the fact that northern-hemisphere and southern-hemisphere lampreys have a sister-group relationship. The presence of lipids in the gular pouch was established in prespawning specimens of Entosphenus tridentatus (Gairdner in Richardson, 1836) and Petromyzon marinus L., 1758. The proposed hypothesis is that these lipids act as an energy source to sustain these two anadromous species during their protracted spawning migration. The hypothesis that the gular pouch is used to help carry stones for nest building was tentatively rejected pending further testing, because despite having a much smaller gular pouch, P. marinus has been observed carrying much larger stones than those carried by Geotria australis Gray, 1851. The statistically significant difference in gular-pouch volume between spawning males and females of P. marinus suggests that males use their larger pouch for courtship display. The gular pouch possessed a single lumen in the genera Ichthyomyzon Girard, 1858, Petromyzon L., 1758, and Caspiomyzon Berg, 1906, as in southern-hemisphere lampreys, whereas it comprised two lumens in the genera Entosphenus Gill, 1862 and Lampetra Bonnaterre, 1788. This is phylogenetically significant, as the two lumen gular pouch, interpreted as the derived condition, identifies a major clade of northern-hemisphere lampreys.

La poche gulaire est une structure importante, dont la fonction est inconnue, que l'on retrouve chez les mâles matures de deux espèces parasites de lamproies de l'hémisphère sud. Notre étude révèle la présence d'une structure semblable, mais de moindre importance, chez les mâles et les femelles, immatures et en état de fraie, de sept espèces parasites de l'hémisphère nord. L'homologie entre ces structures chez les lamproies des deux hémisphères a été établie par leur position dans la région gulaire et par le fait que les lamproies des deux hémisphères ont une relation de groupe frère. La présence de lipides a été établie dans la poche gulaire de spécimens immatures d'Entosphenus tridentatus (Gairdner in Richardson, 1836) et de Petromyzon marinus L., 1758. L'hypothèse proposée veut que ces lipides servent de source d'énergie durant la longue migration de fraie de ces deux espèces anadromes. L'hypothèse selon laquelle la poche gulaire facilite le transport de pierres servant à la fabrication du nid est rejetée de façon provisoire en attendant des données additionelles, car malgré une poche gulaire beaucoup plus petite, P. marinus a été observé transportant des pierres beaucoup plus grosses que Geotria australis Gray, 1851. La différence statistiquement significative dans le volume de la poche gulaire entre les mâles et les femelles de P. marinus à la fraie laisse croire que les mâles se servent de leur plus grande poche pour s'afficher durant la parade nuptiale. La poche gulaire possède un seul compartiment chez les genres Ichthyomyzon Girard, 1858, Petromyzon L., 1758 et Caspiomyzon Berg, 1906, tout comme chez les lamproies de l'hémisphère sud, tandis qu'elle en possède deux chez les genres Entosphenus Gill, 1862 et Lampetra Bonnaterre, 1788. Cette observation est importante du point de vue phylogénétique car la poche gulaire à deux compartiments est considérée comme étant la condition avancée et qu'elle sert à identifier un clade important de lamproies de l'hémisphère nord.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2005

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