BIOLOGIA REPRODUCTIVA DE BIOLOGIA REPRODUCTIVA DE MOLUSCOSMOLUSCOS

-Factores que afectan la reproducción:

-Madurez Sexual

-Morfología de gametos

-Gametogénesis

•Blgo. Acui. Carmen Yzásiga Barrera

•Blga. Pesq. Eliana Zelada Mazmela

INFLUENCIA DE FACTORES EXÓGENOSINFLUENCIA DE FACTORES EXÓGENOS

I) TEMPERATURA:

A) BIVALVOS:

• Factor más importante.

• Maduración de gametos: fluctuación anual de la temperatura.

• Tº influye en la puesta. Sólo se da cuando la Tº sobrepasa los Tº mínimas.

• Mya arenaria, Mytilus edulis ( 10 – 12ºC)

• Pecten irradians , Ostrea edulis (15 - 16 ºC)

• Saxidomus giganta: Tº mínima inhibe gametogénesis

• Tresus capax: Tº mínima estimula gametogénesis

B) GASTERÓPODOS

Tº aceleran la reproducción en Haliotis discus hannai, H. tuberculata, Concholepas concholepas, Strombus luhuanus.

• H. gigantea y H. cracheradii : no respuesta Tº

C) CEFALÓPODOS

• Tº importante para la etapa de crecimiento de gónada.

II) PERIODICIDAD LUNAR:

A) BIVALVOS:

• Pecten opercularis, Pecten maximus. “epidemia de puesta” periodicidad lunar: entre luna llena y luna nueva

• Ostrea edulis: Observación de larvas en branquias una semana después de luna llena (julio – setiembre).

• Casostrea virginica: desove en mareas vivas

B) GASTERÓPODOS

Fotoperiodo controla gametogénesis.

Se desconoce su relación con la maduración de la gónada.

Haliotis cracherodin: 12 h luz estimula gametogénesis.

24 h luz: bloque maduración. Reabsorción de gónada

III) FOTOPERIODO

A) BIVALVOS:

Poco estudiado, considerado generalmente en relación a los ciclos lunares.

C) CEFALÓPODOS

• Tº Primera etapa

• Fotoperiodo maduración de gónada

Tº y Fotoperíodos cortos tasas de crecimiento de gónadas

• Fotoperiodo de 12 h oscuridad maduración de glándula nidamentaria

• Fotoperíodos largos enlentece gametogénesis

• Fotoperíodos de 23 h luz detiene gametogénesis

III) ALIMENTO

A) BIVALVOS:

• Relación alimento – reproducción:

Desarrollo gónada demanda de E

Ingesta de comida

Reservas

Ambas

•Abundancia de comida y desarrollo gonadal: coinciden

•Cantidad de nutrientes movilizados por la gónada dependen de: [alimento], Tº y requerimiento metabólicos básicos

Si bien la E para la reproducción proviene en última instancia de la comida suplementaria, la gametogénesis celular parece tener su nutrimiento por transferencia directa de la glándula digestiva .

M. edulis y Chlamys : inyectaron Leucina [C14] en la gándula digestiva, después de una semana Leucina [C14] > en gónada que en glándula digestiva y en músculo aductor.

•Movilización de nutrientes depende de Tº y estado gametogénico.

•La actividad reproductiva parece afectar la relativa incorporación de nutrientes dentro de las gónadas, glándula digestiva y músculo aductor

A. irradians músculo aductor: > sitio de reserva de nutrientes.

B) GASTERÓPODOS

• Nutrientes controlan gametogénesis.

• Animales bien alimentados maduran más rápido

Disponible

Almacenado en hepatopáncreas

IV) PROFUNDIDAD

A) BIVALVOS:

• Difícil separar efectos de la Tº y la profundidad

• Zonas de mareas bajas rep. más veces al año

• Zonas de mareas altas rep. menos veces al año

• Sps someras gónadas grandes, > # de huevos

• Sps profundas gónadas pqñas, < # de huevos

( Microgloma ) solo 2 huevos

MADUREZ SEXUAL EN MOLUSCOSMADUREZ SEXUAL EN MOLUSCOS

Moluscos bivalvos• Talla de primera madurez sexual :• Depende de la sps. y de la T° • Pecten maximus: 56 mm a bajas temperaturas

46 mm a T° ↑ - 8 meses• Aequipecten opercularis y otros: 20 mm – 4

meses

Escalas de madurez sexual – métodos de estudio

Métodos directos:

•Escalas macroscópicas: mejor logradas en pectínidos (color de gónadas) = escalas morfocromáticas•Ventajas: rápida, fácil de realizar, barataDesventajas: subjetiva, distintas fases del ciclo pueden ser muy semejantes. (vaciándose – llenándose)

Estadio Características

Estadio 0, indiferenciado

Las gónadas se encontraron translúcidas y pequeñas, no se diferencian la gónada femenina de la masculina.

Estadio I - ARecién desovado, las gónadas se observaron completamente flácidas y translúcidas con muy poca coloración.

Estadio I – B

Organismos con gónadas flácidas. La gónada femenina empieza a adquirir color, sin embargo todavía se observan translúcidas, posiblemente se encuentren al inicio de la gametogénesis

Estadío II, en recuperación

El ovario presentó una coloración amarillenta, fue posible diferenciar con nitidez el ovario del teste, las gónadas se observaron pequeñas en relación al resto del cuerpo.

Estadío III , en maduración

Se observaron las gónadas claramente definidas todavía flácidas, el ovario presentó coloración anaranjada, y el teste coloración crema, el límite entre las gónadas se observó irregular. El tamaño de las gónadas se incrementó en relación al estadío anterior.

Estadío IV, madura:

Los organismos agrupados en este estadío presentaron gónadas turgentes, el ovario se observó de color anaranjado brillante, sin grietas, el teste presentó un color crema lechoso, también sin grietas.

G

Gf

Gm

Gf

Gm

Gf

Gm

Gf

Gm

Gf

Gm

A B C

D E F

ETAPA I

Reposo Reposo

Estadío 1 Inactivo

Película de tejido totalmente translúcido, la masa

gonadal en el área del cuerpo es de 0%.

ETAPA IICrecimiento

Estadío 2

Madurez incipiente

Coloración crema lechoso, masa gonadal en el área

del cuerpo menor de 30%, ligeramente dispersa.

Estadío 3

Madurez avanzada

Coloración crema, masa gonadal de 30 a 60 %, en el

área del cuerpo, se presenta dispersa sobre todo el

cuerpo, y ligeramente abundante.

ETAPA IIIMaduración

Estadío 4

Madurez total

Coloración crema, masa gonadal de 60 a 100 %, en

el área del cuerpo, se observa totalmente dispersa y

abundante.

ETAPA IVLiberación

Estadío 5 Evacuación parcial

Coloración crema, masa gonadal de 30 a 60 %, en el

área del cuerpo, encontrándose dispersa sobre todo

el cuerpo. Estadío 6

Evacuación total

Coloración crema amarillento, masa gonadal menor

de 30%, en el área del cuerpo, se observa

aglomeración en la zona central del cuerpo.

Trachycardium proceratus

Escalas microscópicas: Frótis gonadales:

ff

fa

pnOvf

Ovn

f Folículo en

desove

f ov

a

2

1

tc

b Efm

Op

ff

c

EcmOcm

Em

Om

d

f

Lffv

El

Or

Tif

e

T. procerum. a) Inactivo; 1. Escaso tejido conectivo. 2. Tejido folicular en formación; b) Madurez incipiente, c) Madurez avanzada; d) Madurez total; e) Evacuación parcial; f) Evacuación total.tc: Tejido conectivo; fc: Folículo en crecimiento; ff: Folículo femenino; Op: Ovocito pedunculado; E: Espermatocito en crecimiento; fm: Folículo masculino; Ecm: Espermatocito en crecimiento madurativo; Ocm: Ovocito en crecimiento madurativo; Em: Espermatozoides maduros; Om: Ovocitos maduros; Or: ovocitos en reabsorción; Tif: Tejido inter-folicular; Lffv: Lumen del folículo femenino vacío y El: Espermatozoides libres

Estadío madurez sexual

IGS (%)

Mínimo Máximo Rango

0 1 3 21 3 8 52 5 9 43 8 14 64 10 19 9

Métodos indirectos:IGS: varía a lo largo del ciclo reproductor.

MORFOLOGÍA DE LOS GAMETOSMORFOLOGÍA DE LOS GAMETOS

A) BIVALVOS:

i) Espermatozoide:

• núcleo elíptico o cónico.

• Pieza media: 4 – 5 mitocondrias. 1 par de centriolos

• Flagelo con poco citoplasma

• Cabeza: corta y ancha. Crassostrea virginica: cabeza fusiforme

• Acrosoma de complejidad variable. Usualmente vesícula invaginada derivada del Aparato de Golgi rodeado parcial o totalmente por material periacrosomal

ii) Ovulo:

• Desarrollo lecitotróficos: Huevos pequeños < 150 u Ø

• Sps con desarrollo directo: eggs gdes: > 150 u Ø

• > componente es vitelo

• Sps con huevos libres: > #

• Sps con huevos depositados en sustratos: < #, + gdes

B) CEFALOPODOS

i) Espermatozoide y espermatóforo:

• Espermatozoide complejo.

• Gran variación de estructuras y tamaño:

•Nautilus pompilius: alargado. 35 um L x 0.3 um Ø.

•Rossia: forma de arpon. 18 um L

•Loligo 8 um L, pieza media 6 um

• Nautilus: acrosoma: bolsa apical puntiaguda con material denso y granular

• En la punta hay material denso, y vesículas irregulares en la región posterior.

Octopus y Eledone: acrosoma forma de espiral. CHON “like” actina, mitocondrias de forma tubular en la pieza media.

Nautilus: núcleo y 2 mitocondrias cerca de núcleo y corren a lo largo de la cabeza. Estas mitocondrias se forman por la fusión de varias pequeñas mitocondrias durante la espermatogénesis temprana.

•Rossia : mitocondrias en una de las “barbas”

ii) Espermatóforo

• Estructura uniforme en todas las sps

• simple, elongado, sin estructura eyaculadora

• Tres partes:

1º Masa de espermatozoides: cordón enrollado que contiene de 7 – 9 millones

2º Aparato eyaculador asociado a la glándula cementante

3º membranas y espacios llenos de plasma que constituyen el resto del espermatóforo.

El cordon espermático está cubierto por una capa y rodeado por un fluido viscoso proporcionan la fuerza para la eyaculación

iii) Huevo

• Huevos largos, con vitelo y telolecitos.

• Cubierto por corión: secretado por ovarios

• Octopus maya: 11 mm

• Nautilus pompilius: 2.5 cm

C) GASTERÓPODOS

i) Espermatozoide

• Dos tipos:Típicos : haploides

Atípicos: > de un número haploide

< de número haploide

Sin cromosomasDiotocardianos:

Típicos: similares a otros esperm.

Pequeños, cabeza gruesa, núcleo ovoide. Acrosoma. Pieza media corta. 4 – 5 mitocondrias esféricas. Flagelo largo cubierto con citoplasma y nutrientes.

Monotocardianos:

Núcleo delgado.

Mitocondrias en piezas media.

Flagelo bastante corto o no hay

Littorina: mitocondrias conectadas con poros al exterior. Difusión de O2 y sustancias producidas por las membranas del huevo.

Pueden ser inmóviles, o móviles.

ii) Espermatóforo

•Opalia : espermatozeugma. Formado por alargamiento de espermatocitos, y acumulación de sustancias nutritivas. Multinucleado. Los nucleos y las sustancias de reserva se agregan en uno de los polos que forma el “tallo”. El otro polo crece para formar el soporte de 3000 fibrillas aprox. Que le dan la estructura ciliar.

•Esperma puede ser empacado en espermatóforo antes de la emision: Diodora nubecula, Littorina .

•Los espermatóforos de los monotocardianos son producidos por los vasos deferentes paleales

ii) Huevo:

•# depende de estrategia reproductiva

•Haliotis tuberculata: 10000 en c/ desove. 180 u Ø. Larva libre vitelo

•Calliostom zizyphinum: pocos huevos. 26 0 – 300 um Ø.

A y B: Huevos encapsulados

C: Espermatozeugma

Huevos y cápsulas de prosobranquios:

a: Diodora apertura

h: Littorina

k: Crepidula fornicata

l: Turritela communis

m: Buccinum undatum

n: Nasarius incrassatus

o: Nucella lapillus

GAMETOGÉNESISGAMETOGÉNESIS

I) BIVALVOS

• Desarrollo precóz de gónada Venerupis decussata : gónada primaria en ejemplares de 4 – 5 mm

• Se describen 4 estados:

a) Reposo o vacía:

Estado O:

- Inactiva o neutra vírgenes o de reciente desove.

- Gónada: folículos tubulares con gonias y cél. Foliculares.

- Gonias irregulares, memb. nuclear difusa. Similares en machos y hembras.

-Gonias rodeadas de cél. Conjuntivas y agrupadas en zona de crecimiento.

-Cromatina: granulación muy fina

-2 nucleolos pequeños

-Se divide profusamente

b) Gónada en desarrollo:

Estado 1:

-Inicio de gametogénesis.

-Aparecen oogonias primarias en epitelio germinal > tamaño que gonias

-Núcleo más claro. Nucleolo

Oogonias: Reposo

Mitosis ovogonias terminales o secundarias

(Núcleo claro, nucleolo y cromatina reticulada)

Ovocito I preparación para meiosis Etapa previtelogénica etapa vitelogénica

Etapa Previtelogénica:

-Oocitos Δ tamaño.

-Cromosomas se difuminan, cromatina con apariencia reticular

-Ocurre Profase I hasta diploteno

Etapa Vitelogénica:

-Oocitos crece rápidamente

-Acumulación de gránulos de polisacáridos, lípidos y CHON

-Aparato Golgi y mitocondrias muy #s

-Núcleo Δ tamaño. Cromatina difusa y menos coloreable

-Ovocito totalmente redondo = 70 u Ø

-Núcleo se prepara para rompimiento de memb. nuclear.

-Despues de vitelogénesis, rompimiento de memb. Nuclear, culmina la profase I, inicio de Metafase I Huevo maduro desove

Bautista (1989) considera 4 estados:

Estado 1: ptes los acini genitales que son los que aseguran la continuidad del ciclo sexual

Estado 2: “acini” masculinos: gonias espermatocito.

“acini” femeninos: gonias ovocito previtelogénico.

Inicia depósito de sust. de reserva (glucógeno)

Estado 3: “acini” masculino espermátida,

“ acini” femeninos ovocito maduro

Estado 4: Se alcanza la madurez gamética en los 2 sexos. Tejido conjuntivo se transforma en laxo. Los espermatozoides indican su grado de madurez por la capacidad de motilidad (se pierde después de 1 o 2 h)

Estados de desarrollo de la gónada:

a)Gónada en reposo o vacía:

Estado 0 : inactiva o neutra. Animales vírgenes o recién desovado.

b) Gónada en desarrollo:

Estado 1: inicio gametogénesis. Gametos maduros no visibles.

Estado 2: 1º gametos maduros. Tamaño de gónada : 1/3 del total.

Estado 3: Δ gónada ½ del total. Folículos con gametos maduros y en desarrollo.

Estado 4: gónada 2/3. continúa gametogénesis. Folículos con gametos maduros.

c) Gónada madura

Estado 5: ovocitos apretados dentro de folículos (forma poligonal). Machos: espermatozoides maduros.

d) Gónada en puesta

Estado 6: inicio de emisión de gametos. Reducción densidad de esperma, ovocitos redondeados: ya no hay presión

Estado 7: gónada vacía ½

Estado 8: reducción del área que ocupa la gónada

Estado 9 o 1: solo se observan oocitos residuales

Gametogénesis Mytilus edulis:

M: Ovogonia en mitosis

Og: ovogonia

J : ovocitos previtelogénicos

Espermatogénesis en Mytilus edulis:

Spc: espermatocitos. St: espermatidas. Sz: espermatozoide

II) CEFALÓPODOS

• Huevos telolecitos.

• Gónada alcanza hasta 16% del peso del animal en hembras. En machos: 5%

• Nº eggs: 150 – 1000

• Tamaño eggs: relacionado con L : 4,5 – 9 mm

• Espermatóforos: 5 – 16 mm

Fase Característica Estadío

Espermatogonia Mitosis 1

Espermatogénesis Espermatocito I

Espermatocito II

2

3

Espermiogénesis

Espermátida esférica

Espermátida alargada

Espermatozoide

4

5

6

Fase Característica Estadío

Ovogonia Mitosis 1 Blanco

Ovocito I

Débil crec. Profase

Previtelógenesis

2

3

4

5

Beig

Amarillo

Naranja

RojoFuerte crec

Vitelogénesis

Maduración

Ovocito IIExtrusión de cuerpos polares luego de la fecundación

6Rojo -

naranja

Maduración ovárica: Octopus mimus

Fig.1. Organización del ovario: P: pared; F: folículoo; L: lumen

Fig. 2 Proliferación mitótica.

Fig. 3 y 4: foliculogénesis. Es: Fol. Primario; ct: fol secund.

Fig. 5 y 6: formación de folículos glandulares

Fig. 7 , 8 y 9: Vitelogénesis

Maduración ovárica: Octopus mimus

Fig.10 y 11: final de vitelogenesis.

Fig. 12: pre ovulación

Fig. 13:Porción externa de folículos pre ovulatorios

Fig. 14: ovulación

Fig. 15: porción de ovario con ovocitos libres

Fig. 16: folículo post ovulatorio

Fig. 17: fol. Atrésico

Fig. 18: ovario post desove

III) GASTEROPODOS

• Huevos isolecitos, fecundación interna.

a) Espermatogénesis:

i) Espermatogonias: Cél. ovaladas peq. (10 x 8 u ). Núcleo oval (8 x 6 u), 1 nucleolo. Multiplicación por mitosis

ii) Espermatocito I: menor tamaño (8 x 6 u), núcleo de 4 – 5 u) . S/nucleolo. Ingresa a meiosis: Desaparece Memb. Nuclear . 1º DM

iii) Espermatocito II: < que I. esférico. 5 u Ø. Núcleo esférico 3 u Ø. Cromatina dispersa. 2º DM.

iv) Espermiogénesis: Espermátida espermatozoide.

b) Ovogénesis:

Ovario reposo: trabéculas ordenadas poligonalmente.

Tejido conjuntivo

Protogonias (6 x 4 u, Cy basófilo, núcleo 5 x 3u, 1 – 2 nucleolos)

Multiplicación de protogonias que permanecen unidas a las trabéculas como racimos ovogonias con núcleo redondeado, cromatina dispersa. Δ tamaño hasta producirse meiosis oocito I. Δ tamaño menor en el sitio de unión con la trabécula se desprende y cae a la luz del folículo

APAREAMIENTO Y COPULAAPAREAMIENTO Y COPULA

Cefalópodos decápodos: e.g. Loligo

•Estímulo visual

•Macho cuida a la hembra de otros machos

-Puesta natural o artificial-Presencia de hembra o macho maduro

(ferormonas?)

Copula

•Cabeza con cabeza macho deposita espermatóforos en receptáculo seminal bucal de hembra hemb. Recoge las tiras de óvulos que salen del sifón y los aproxima a la boca para ser fecundados

•Lado a lado macho situado al lado izquierdo y debajo de la hembra deposita espermatóforo en la cavidad paleal de la hembra cerca de oviductos

•Hembras varias cópulas con ≠ machos

•Después de puesta algunas hembras mueren, debido al ayuno prolongado.

•En algunas sps. La hembra se alimenta del macho despues de la cópula

Cefalópodos octópodos:

•Espermatóforos salen a través del sifón y son transferidos a la hembra a través del hectocótilo. Depositados en oviductos glándulas oviductales (fecundación).

•Hembra busca refugio para poner huevos.

•Huevos salen por el sifón y son adheridos al sustrato formando racimo.

•Hembra cuida huevos. Muere

•Argonauta: huevos incubados en cámara calcárea secretada por 1º par de brazos

•Termoctopus: puesta pegada al cuerpo de hembra

•Ocythe: huevos desarrollan en oviductos