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Sperm ultrastructure of an oviparous and an ovoviviparous onychophoran species (Peripatopsidae) with some phylogenetic considerations

2004; Wiley; Volume: 42; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1111/j.1439-0469.2004.00278.x

1439-0469

Roberto Marotta, Hilke Ruhberg,

Planetary Science and Exploration

The spermatozoa of the Australian oviparous Ooperipatellus insignis and the South African ovoviviparous Opisthopatus cinctipes (both: Onychophora, Peripatopsidae) were studied and compared with the spermatozoal patterns already described in the taxon. The spermatozoa of both species conform with the general plan described for the Onychophora: they are filiform cells formed, in sequence, by an elongated, fully condensed nucleus capped by an acrosome and surrounded by several spiral ridges; by a mitochondrial midpiece characteristically interpolated between the nucleus and a characteristic flagellum. Major differences between the spermatozoa of both species concern their acrosome organization. The correlation between the acrosomal pattern and the size and structure of the ovarial eggs (oocytes) in onychophorans has been investigated. A parsimony analysis was performed on 21 spermatozoal characters of the species considered. Its results are congruent with those of the traditional systematics. A new set of autapomorphies characterising onychophoran sperm is suggested and some of the spermatological homologies proposed between Onychophora and Euclitellata spermatozoa are critically discussed. Our analysis suggests that spermatozoal characters are good phylogenetic markers among onychophorans, also at low taxonomic level. Die Ultrastruktur der Spermien zweier Onychophoren-Arten (Peripatopsidae) wird vergleichend untersucht. Erstmals wird ein oviparer Vertreter berücksichtigt; nämlich Ooperipatellus insignis vom Locus typicus; Mt. Macedon, Victoria, Australien. Seine Spermatozoen werden mit denen der ovoviviparen südafrikanischen Art Opisthopatus cinctipes verglichen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden mit verfügbaren Literaturdaten abgeglichen und ein Grundmuster für Onychophoren-Spermien entwickelt. Die Spermien der beiden hier untersuchten Arten stimmen in ihrer Morphologie und Ultrastruktur im Wesentlichen mit dem bereits für Onychophoren bekannten Muster überein. Es sind fädige Zellen, die recht einheitlich aufgebaut sind. Sie weisen einen länglichen, kompakten Kern mit Akrosom-Kappe auf und sind spiralig von Furchen umgeben. Der mitochondriale Mittelbereich der Spermien liegt zwischen dem Nukleus und einem für Onychophoren typischen Flagellum. Unterschiede betreffen dagegen die Organisation des Onychophoren-Akrosoms. Die mögliche Korrelation zwischen Akrosom-Ausbildung und Größe und Struktur der Ovarialeier wird untersucht. Basierend auf 21 Spermatozoen-Charakteren wird eine Parsimonie-Analyse durchgeführt. Die so gewonnenen Daten decken sich mit denjenigen der traditionellen Systematik. Die Spermien der Onychophoren weisen Merkmale auf, welche Autapomorphien des Taxon Onychophora sein können. Darüber hinaus werden mutmaßliche Spermien-Homologien, die von verschiedenen Autoren für die Taxa Onychophora und Euclitellata vorgeschlagen wurden, kritisch bewertet. Unsere Analyse zeigt, dass Spermien-Merkmale für Onychophoren gute phylogenetische Marker darstellen, sogar auf Art-Niveau.