ABSTRACT
The study of sexual reproductive behavior supported by ultrastructural evidence is important in rotifers to describe differences among potential cryptic species. In this research, the morphology of the rotifer Brachionus bidentatus is described at the ultrastructural level, using electronic microscopy, together with a brief description and discussion of its sexual reproductive behavior. The characteristics of the (a) male,(b) the female, (c) the sexual egg or cyst, (d) the partenogenic egg, (e) the no-fecundated sexual egg (male egg), and (f) the trophi, were described. Another part of this research is dedicated to the ultrastructure of the sex cells of the male rotifer B. bidentatus. Samples were obtained from La Punta pond in Cosio, Aguascalientes, Mexico (22°08’ N - 102°24’ W), and a culture was maintained in the laboratory. Fifty organisms, from different stages of the rotifer Brachionus bidentatus, were fixed in Formol at 4% and then prepared; besides, for the trophi, 25 female rotifer Brachionus bidentatus were prepared for observation in a JEOL 5900 LV scanning electronic microscope. In addition, for the observation of male sex cells, 500 males of Brachionus bidentatus were isolated, fixed and observed in a JEOL 1010 transmission microscope. Females of B. bidentatus in laboratory cultures had a lifespan of five days (mean±one SD=4.69±0.48; N=13), and produced 4.5+3.67 (N=6) parthenogenetic eggs during such lifespan. In the case of non-fertilized sexual eggs, they produced up to 18 eggs (mean±one SD=13±4.93; N=7). Sexual females produced a single cyst on average (mean±one SD=1±0; N=20). For the sexual cycle, the time of copulation between male and female ranged from 10 to 40 seconds (mean±one SD=17.33±10.55, N=7). The spermatozoa are composed of a celular body and a flagellum, the size of the body is of 300nm while the flagellum measures 1 700nm. The rods have a double membrane. Their mean length is almost 2.45µm±0.74, N=6; and their mean wide is 0.773µm±0.241, N=11. The evidence on the specific ultrastructural characteristics of the rotifer B. bidentatus is notorious, even more in the male and in the cyst cell. Regarding the ultrastructure of the spermatozoa and the rods, compared to other species they only differ in size, despite their structural resemblance. Our study of the ultraestructure of this species adds useful information that along with molecular data will help clarify the taxonomy of brachionid rotifers. Rev. Biol. Trop. 61 (4): 1737-1745. Epub 2013 December 01.
El estudio del comportamiento reproductivo sexual apoyado en evidencias ultraestructurales en rotíferos, es importante para describir diferencias entre especies potencialmente crípticas. En este trabajo se describe a nivel ultraestructural la morfología del rotífero Brachionus bidentatus, usando microscopía electrónica, junto con una breve descripción y discusión de su comportamiento sexual reproductivo. Se presentan las características del: (a) macho, (b) hembra, (c) huevo partenogenético, (d) huevo sexual no fecundado, (e) trofos. También se muestra un apartado sobre la ultra estructura de las células sexuales de rotíferos macho B. bidentatus. Para el estudio se utilizó una cepa proveniente del bordo La Punta (22°08’ N - 102°24’ W), ubicado en Cosió, estado de Aguascalientes, México y se cultivaron en el laboratorio. Para el procesamiento de las muestras se tomaron 50 organismos fijados en Formol al 4%, de los diferentes estadios del rotífero Brachionus bidentatus, mientras que para el trofos se tomaron 25 organismos hembra del rotífero Brachionis bidentatus y se prepararon para observarse en un microscopio electrónico de barrido JEOL 5900 LV, mientras que para las observaciones de las células sexuales del macho se aislaron 500 organismos machos del rotífero Brachionus bidentatus, se fijaron e incluyeron en resina epóxica (EPON) para su observación en un microscopio electrónico de transmisión JEOL 1010 operado a 80kv. Los análisis obtenidos de hembras de B. bidentatus en cultivos de laboratorio demuestran un ciclo de vida de cinco días (4.69±0.48; N=13), y una producción de 4.5±3.67 (N=6) huevos partenogenéticos. En el caso de los huevos no fertilizados, la hembra produce más de 18 huevos (13±4.93; N=7). Para los huevos sexuales solo se produce uno solo por hembra (1±0; N=20). En el ciclo sexual, los tiempos de copula entre el macho y la hembra están en el rango de 10 a 40 segundos (17.33±10.55, N=7). Los espermatozoides se componen de un cuerpo celular y un flagelo, el tamaño del cuerpo celular es de 300nm mientras que el flagelo mide 1 700nm. Los bastones presentan una doble membrana y su tamaño a lo largo va de 2.45µm±0.74; N=6 mientras que el ancho es de 0.773µm±0.241; N=11. La evidencia sobre las características específicas ultraestructurales del rotífero B. bidentatus son notorias, más aun en el macho y en el quiste. En cuanto a la ultraestructura de los espermatozoides y los bastones respecto a otras especies sólo difieren en su tamaño, a pesar de las similitudes estructurales las estructuras de los bastones se evidencian con mayor claridad y dan más evidencias sobre su funcionalidad. Nuestro estudio de la ultraesturctura de esta especie añade información útil que junto con un análisis molecular ayudarán a clarificar la taxonomía de rotíferos brachionidos.
Subject(s)
Animals , Female , Male , Ovum/ultrastructure , Rotifera/ultrastructure , Spermatozoa , Mexico , Microscopy, Electron, Transmission , Reproduction , Rotifera/anatomy & histologyABSTRACT
The freshwater planktonic calanoid copepod Leptodiaptomus dodsoni Elías-Gutiérrez, Suárez-Morales & Romano, 1999, a rare species known only from western Mexico, is here recorded from the State of Aguascalientes, central Mexico. This species has a uniquely large, sinuous spine on segment 13 of the right male antennule, reaching the distal margin of segment 15. There are subtle differences between these two known populations; the morphological range of the species is complemented with data from the new specimens. This is the first record of L. dodsoni after its original description; it is probably restricted to a latitudinal fringe in central Mexico. Of the 22 nominal species of Leptodiaptomus currently recognized, up to 7 are known from the Neotropical region and some appear to be true endemics. Apparently, this primarily Nearctic genus radiated in North America and some species reached the Neotropical region where they diversified. A key for the identification of the species of the genus known from the Neotropical region is also provided.
El copépodo calanoide planctónico de aguas continentales Leptodiaptomus dodsoni Elías-Gutiérrez, Suárez-Morales & Romano, 1999, una rara especie conocida sólo en la zona occidental de México, se registra aquí para el estado de Aguascalientes, en el centro de México. Esta especie tiene una espina sinuosa distintivamente larga en el segmento 13 de la anténula derecha del macho, la espina alcanza el margen distal del segmento 15. Existen differencias sutiles entre estas dos poblaciones; se complementa el espectro morfológico de la epecie con datos de los nuevos especímenes. Este es el primer registro de L. dodsoni después de su descripción original; probablemente está restringida a una franja latitudinal del centro de Mexico. De las 22 especies nominales de Leptodiaptomus reconocidas, 7 se conocen en la zona Neotropical y algunas parecen ser verdaderos endémicos. Aparentemente, este género primariamente Neártico radió en América del Norte y estas especies alcanzaron la región Neotropical donde se diversificaron. Se presenta una clave para la identificación de las especies del género conocidas en la región Neotropical.