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Internal fertilization in the salp Thalia democratica

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Abstract:

Among tunicates, gamete morphology and sperm-egg interactions have been extensively investigated in ascidians, and to a lesser extent in appendicularians and thaliaceans. Sperm-egg interaction has been studied in only one salp, Pegea socia (Bosc, 1802). To determine if the pattern of internal fertilization of P. socia is generally applicable to salps, we performed an ultrastructural study on blastozooids of Thalia democratica (Forsskål, 1775). The ovary, located in the mantle near the gut, consists of a single oocyte connected to the atrial chamber wall by a “fertilization duct”, resembling a stack of single cells without a lumen. The flagellate sperm has a long corkscrew-like head with the single mitochondrion twisted around the nucleus. Fertilization is internal, and sperm actively penetrate the atrial wall and bore through the cells of the fertilization duct. During this process, the fertilization duct shortens as the cells move apart, one to one side and the next to the other, and rejoin to form a central lumen, which contains many sperm. At the same time a few sperm reach the periovular space for fertilizing the oocyte. Comparisons with P. socia indicate that this singular mode of internal fertilization with a complex corkscrew sperm actively penetrating the fertilization duct cells, probably evolved in the salp ancestor and has been modified to some extent in various genera.

Chez les tuniciers, la morphologie des gamètes et les interactions spermatozoïdes-œufs ont été bien étudiées chez les ascidies, mais moins bien chez les appendiculaires et les thaliacés. Les interactions entre les spermatozoïdes et les œufs sont connues chez une seule salpe, Pegea socia (Bosc, 1802). Afin de déterminer si le patron de fécondation interne de P. socia s’applique de façon générale aux salpes, nous avons étudié l’ultrastructure des blastozooïdes de Thalia democratica (Forsskål, 1775). L’ovaire, situé dans le manteau près du tube digestif, consiste en un seul oocyte relié au mur de la chambre de l’atrium par un « conduit de fécondation » ressemblant à un amoncellement de cellules individuelles sans lumière. Le spermatozoïde flagellé possède une longue tête en tire-bouchon avec une seule mitochondrie tournée autour du noyau. La fécondation est interne et les spermatozoïdes pénètrent activement dans la paroi de l’atrium et percent les cellules du conduit de fécondation. Durant ce processus, le conduit de fécondation raccourcit, alors que les cellules se détachent, les unes d’un côté, les autres de l’autre, et se rejoignent pour former une lumière centrale qui contient de nombreux spermatozoïdes. Au même moment, quelques spermatozoïdes atteignent l’espace périovulaire pour féconder l’oocyte. Les comparaisons avec P. socia indiquent que ce mode particulier de fécondation interne, dans lequel un spermatozoïde complexe en tire-bouchon pénètre activement dans les cellules du conduit de fécondation, a probablement évolué chez l’ancêtre des salpes et s’est modifié jusqu’à un certain degré dans les différents genres.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2009

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