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Fertilization in the white chiton, Stenosemus albus, with implications for its phylogenetic position

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Gamete structure and fertilization biology of the white chiton, Stenosemus albus (L., 1767), were studied with light and electron microscopy. Sperm structure was found to be similar to other Chitonina, but acrosomes are homogeneous in this species, like those of Chaetopleura apiculata (Say in Conrad, 1834). The egg of S. albus is covered by long spines with hooked tips. The bases of spines are perforated along their perimeters by a series of pores that provide sperm with direct access to the vitelline layer. This feature appears to be plesiomorphic and characterizes also Chaetopleura but not most Chitonina, which have a continuous dense layer overlying the hull. Beneath the vitelline layer, the egg membrane is formed into a series of cups with raised edges elaborated into microvilli that coincide with the bases of hull spines. Free-spawned sperm of S. albus were able to find the egg and penetrate a pore in the hull within 20 s. Evidence presented here, and previously, indicates that S. albus shares a number of key characters in common with Callochitonidae, which is a basal family within Chitonida. Taken together, the evidence suggests that Stenosemus belongs to a basal taxon within Chitonina, outside the Ischnochitoninae, in which it is currently placed.

Nous avons étudié la structure des gamètes et la biologie de la fécondation chez le chiton blanc, Stenosemus albus (L., 1767), aux microscopes photonique et électronique. La structure des spermatozoïdes est semblable à celle des autres Chitonina, mais les acrosomes sont homogènes chez cette espèce, comme ceux de Chaetopleura apiculata (Say in Conrad, 1834). L’œuf de S. albus est recouvert de longues épines à bout recourbé. La base des épines est perforée autour du périmètre par une série de pores qui donnent aux spermatozoïdes un accès direct à la couche vitelline. Ce caractère semble être plésiomorphe et se retrouve chez les Chaetopleura, mais non chez la plupart des Chitonina qui possèdent une couche dense continue tapissant la coque. Sous la couche vitelline, la membrane de l’œuf forme une série de petites coupes à bordures surélevées qui portent des microvillosités qui coïncident avec les bases des épines de la coque. Les spermatozoïdes de S. albus relâchés en eau libre sont capables de trouver l’œuf et de pénétrer par un pore dans la coquille en moins de 20 s. Des données présentées ici, et antérieurement, indiquent que S. albus possède un nombre de caractéristiques essentielles en commun avec les Callochitonidae, qui est la famille de base des Chitonida. Dans leur ensemble, ces données indiquent que Stenosemus appartient à un taxon basal au sein des Chitonina, à l’extérieur des Ischnochitoninae parmi lesquels il est actuellement placé.

Document Type: Research Article

Publication date: 2008-09-01

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