Innervation of ascidian siphons and their responses to stimulation

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Abstract:

The distribution of sensory cells and nerves was studied in the siphons of Corella inflata Huntsman, 1912 and Corella willmeriana Herdman, 1898 by immunohistology and electron microscopy. Each siphon has about 8000 primary sensory neurons. A coronal organ of the compound type is present on the oral tentacles. Convergence in the afferent pathway is estimated at >10:1. A new category of cells associated with the velar sphincter muscle is described at the tentacle bases. Responses to stimulation were recorded using flow meters. Both siphons are sensitive to touch and near-field vibrations. Removal of the oral tentacles did not diminish vibration sensitivity. Gentle stimulation of the oral siphon evokes crossed responses in which the atrial siphon closes and the velar sphincter contracts. Stronger stimulation produces squirts with closure of both siphons and branchial ciliary arrest. Experiments with polystyrene beads show that the oral tentacles are sensitive to contact with inflowing particles. Beads of 500–600m diameter evoked rejection responses 88% of the time, 355–425m beads 61%, and beads <125m less than 8%. These responses, attributed to the coronal organ, were lost after amputation of the tentacles. Electrophysiology confirmed that crossed responses and squirting are centrally mediated reflexes, but local conduction pathways also exist and survive deganglionation.

Nous avons étudié par immunohistologie et microscopie électronique la répartition des cellules et des nerfs sensoriels dans les siphons de Corella inflata Huntsman, 1912 et de Corella willmeriana Herdman, 1898. Chaque siphon contient environ 8000 neurones sensoriels primaires. Il y a un organe coronal de type composé sur les tentacules oraux. Nous estimons la convergence dans la voie afférente à >10:1. Nous décrivons une nouvelle catégorie de cellules associées au muscle du sphincter du vélum à la base des tentacules. Nous avons enregistré les réactions à la stimulation à l’aide de débitmètres. Les deux siphons sont sensibles au toucher et aux vibrations dans l’espace adjacent. L’ablation des tentacules oraux ne diminue pas la sensibilité aux vibrations. Une stimulation douce du siphon oral provoque des réactions croisées de fermeture du siphon atrial et de contraction du sphincter du vélum. Une stimulation plus forte provoque des giclements avec une fermeture des deux siphons et l’immobilisation des cils branchiaux. Des expériences avec des billes de polystyrène montrent que les tentacules oraux sont sensibles au contact des particules qui entrent. Des billes de 500–600m de diamètre provoquent des réactions de rejet dans 88% des cas, des billes de 355–425m dans 61% des cas et des billes de <125m dans moins de 8% des cas. Ces réactions, attribuées à l’organe coronal, sont perdues après l’ablation des tentacules. L’électrophysiologie confirme que les réactions croisées et les giclements sont des réflexes sous contrôle central; il existe aussi des voies de conduction locales et le phénomène continue après l’ablation des ganglions.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2006

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