L'Espermatogènesi en els crancs (Crustacea, Brachyura) : un model atípic de condensació del nucli espermàtic

Els espermatozoides dels crustacis decàpodes es caracteritzen per tenir un nucli amb cromatina poc condensada, un acrosoma complex i un citoplasma reduït sense flagel. Es disposa d'una àmplia informació sobre la ultraestructura i variabilitat morfològica dels espermatozoides dels crustacis decàpodes, i particularment dels braquiürs, ja que la seva especificitat ha permès utilitzar-los com a caràcter filogenètic, però el procés d'espermatogènesi i la naturalesa de les proteïnes associades a la cromatina dels espermatozoides són qüestions encara no resoltes. En aquest treball hem tractat aquestes dues qüestions utilitzant com a model dues espècies de braquiürs: la cabra de mar, Maja brachydactyla, i el bou de mar, Cancer pagurus. D'aquesta manera, hem realitzat una breu descripció de la morfologia de l'aparell reproductor masculí de M. brachydactyla, hem localitzat el lloc on es desenvolupa l'espermatogènesi i hem descrit la formació dels espermatòfors que són transferits a la femella. A continuació, hem comparat el procés d'espermatogènesi de M. brachydactyla, amb els estudis fets en altres espècies, considerant de manera preferent la formació de l'acrosoma. Finalment, hem descrit diferents aspectes del nucli dels espermatozoides dels braquiürs, fent un estudi específic de les proteïnes associades al nucli de l'espermatozoide de C. pagurus.Decapods crustacean spermatozoa are characterized by a nucleus containing a low condensed chromatin, a complex acrosome and reduced cytoplasm lacking of flagellum. Large information on ultrastructure and morphological variability of the spermatozoa is available in crustacean particularly, in Brachyuran, since their specificity has been used as a phylogenetic character. However, the spermatogenesis and the nature of the proteins associated to chromatin in the nucleus of the spermatozoa are still unclear. In the present study, we have dealt both topics using two brachyuran species as model: the spider crab, Maja brachydactyla and the edible crab, Cancer pagurus. Thus, we have briefly described the morphology of the male reproductive system of M. brachydactyla in order to locate the spermatogenesis process and to describe the formation of the spermatophore transferred to the female. Finally, we have also described and compared with previous studies, the spermatogenesis process of M. brachydactyla with special attention to the acrosomal vesicle. We have finished our study describing the different characters presented in the nucleus of the spermatozoa, with special reference to the proteins associated to chromatin in C. pagurus

Estudi de l'organogènesi del sistema reproductor de la cabra de mar (Maja brachydactyla) i efecte dels factors ambientals sobre la reproducció en captivitat

Diferents aspectes de la reproducció de la cabra de mar Maja brachydactyla s’han estudiat amb l’objectiu d’obtenir coneixements bàsics i aplicats al cultiu en captivitat d’aquesta espècie de gran interès comercial i aqüícola. L’anatomia interna de l’aparell reproductor masculí, el procés d’espermatogènesi, amb especial èmfasi amb la formació de l’acrosoma, i l’estructura i organització l’espermatozoide s’han descrit amb tècniques microscòpiques avançades. El desenvolupament de les gònades durant els primeres fases del desenvolupament post- embrionari (fases larvàries i primer cranc juvenil) han estat descrites mitjançant la quantificació de l’expressió del gen vasa, el qual és expressat específicament per les cèl•lules de la línia germinal. Aquests coneixements són bàsics per a la comprensió del paper dels mascles en la la reproducció i la seva aplicació posterior en condicions de captivitat. La reproducció en captivitat s’ha estudiat amb una sèrie d’experiments amb l’objectiu de determinar la quantitat, pes sec i composició bioquímica proximal de les larves acabades d’eclosionar en condicions de captivitat i l’efecte de les condicions ambientals, com ara el fotoperíode i la salinitat, sobre aquests paràmetres. Aquests experiments demostren què es poden obtenir larves de la cabra de mar en condicions de captivitat què podrien ser utilitzades per a la producció i l’efecte sobre la reproducció del fotoperíode i salinitat.Different reproductive aspects of the spider crab Maja brachydactyla has been studied in order to provide basic and applied knowledge towards the captive breeding of this important economic and aquiculture species. The internal anatomy of the male reproductive system, the spermatogenesis, with special attention to the acrosome formation, and the structure and organization of the sperm cell has been described using advanced microscopic techniques. The development of gonads during the early post-embryonic stages (larval development and first juvenile crab) has been described using the quantification of vasa gene expression, a marker of germ-line cells. This information is highly valuable in order to understand the role of males in reproduction and its application in reared conditions. Reproduction in captivity has been studied through several experiments in order to characterize the quantity, dry weight and proximate biochemical composition of newly hatched larvae in captivity and the effect of rearing conditions, such as the photoperiod and salinity, in the former parameters. These experiments demonstrate that larvae of the spider crab can be obtained in captivity and the effect of photoperiod and salinity in reproduction

Estudi de la biologia reproductiva de la cabra de mar, "Maja brachydactyla": aparell reproductor i qualitat de les postes en captivitat

[cat] La cabra de mar, Maja brachydactyla, és una espècie de cranc (Decapoda: Brachyura) molt apreciada gastronòmicament i d’interès pesquer en varis països d’Europa, com ara França, el Regne Unit o Irlanda. El consum de cabra de mar a Espanya supera les captures de zones pesquera com Galícia o Astúries, i aproximadament el 75% de les cabres de mar comercialitzades a través dels mercats majoristes són importades d’altres països europeus. A Espanya, la principal zona de captura és Galícia, on la pesca de la cabra de mar té una gran importància econòmica i social. Tanmateix, s’estima que més del 90% del reclutament anual és capturat, amb el risc que això suposa de col•lapse de les poblacions naturals. A més, la cabra de mar presenta unes característiques biològiques molt interessants per al cultiu en captivitat, com ara l’alta fecunditat, un desenvolupament embrionari i larvari curts, un creixement ràpid i l’absència de canibalisme. D’aquesta manera, el cultiu de la cabra de mar podria cobrir les demandes de consum d’aquesta espècie i reduir la pressió sobre les poblacions naturals.. En aquest sentit, la tesi “Estudi de la biologia reproductiva de la cabra de mar, Maja brachydactyla: aparell reproductor i qualitat de les postes en captivitat” desenvolupa estudis bàsics i aplicats de la reproducció d’aquest espècie amb l’objectiu del desenvolupament de la reproducció en captivitat. Els aspectes bàsics estudiats de la reproducció foren 1) la morfologia i ultraestructura de l’aparell reproductor masculí; 2) l’espermatogènesi; 3) la morfologia i ultraestructura de l’espermatozoide i 4) l’ontogènia de l’aparell reproductor durant el desenvolupament larvari i primer cranc juvenil mitjançant l’expressió del gen Mb vasa. Els estudis aplicats a la reproducció en captivitat se centraren en 1) l’efecte de la presència de mascles i 2) l’efecte del fotoperíode en la producció larvària i la composició bioquímica de les larves acabades de sortir de l’ou. Els resultats de la tesis mostren que 1) La morfologia, ultraestructura i funció de l’aparell reproductor masculí de la cabra de mar són similars a la resta de braquiürs; 2) l’espermatogènesi de la cabra de mar és un procés semblant a aquells descrits en altres espècies de braquiürs, amb la particularitat de la presència del complex de Golgi que podria estar involucrat en la formació de l’acrosoma; 3) la morfologia i ultraestructura de l’espermatozoide de la cabra de mar s’ajusta al model general dels braquiürs; 4) l’expressió del Mb vasa al llarg del desenvolupament larvari i primer estadi juvenil s’ajusta a una corba de creixement exponencial; 5) la presència de mascles en els tancs de les femelles deuria ser considerada per a l’optimització de la producció larvària sense comprometre la condició de les femelles i 6) el fotoperíode és una factor ambiental que afecta la reproducció de la cabra de mar, malgrat que la manipulació del fotoperíode és insuficient per a modificar el comportament reproductiu d’aquesta espècie.[eng] The spider crab, Maja brachydactyla, is a brachyuran species (Decapoda: Brachyura) of fishery interest in several countries in Europe. The demand in Spain exceeds the captures of fishing areas such as Asturias and Galicia, which is the main fishing region. However, natural populations might be in risk of collapse in Galicia since over the 90% of the recruitment is estimated to be fished every year. On the other hand, the spider crab has interesting biological features that make this species of interest for aquaculture. Thus, the culture of the spider crab would cover the demands of the market and reduce the pressure over the natural populations. To this respect, the thesis “Estudi de la biologia reproductiva de la cabra de mar, Maja brachydactyla: aparell reproductor i qualitat de les postes en captivitat” is focused on reproductive basic and applied studies aiming to the development of the reproduction in captivity of this species. The basic aspects were 1) the morphology and ultrastructure of the male reproductive system; 2) the spermatogenesis; 3) the morphology and ultrastructure of the spermatozoid and 4) the ontogeny of the reproductive system during the larval development and first juvenile crab using the expression of the Mb vasa gene. The applied aspects were 1) the effect of male presence and 2) the effect of photoperiod in the larval production and biochemical composition of the newly hatched larvae. The results show that 1) the morphology, ultrastructure and function of the male reproductive system are similar to those observed in other crabs; 2) the spermatogenesis is a similar process to that observed in other crab species; 3) the morphology and ultrastructure of the sperm follows the general pattern described for brachyuran; 4) the expression of Mb vasa through the early post-embryonic development increases following an exponential curve, 5) the presence of male within females might be considered in order to optimize the larval production without jeopardizing the condition of females and 6) the photoperiod is an environmental factor that affects the reproduction in the spider crab, although the manipulation of the photoperiod does not modify its reproductive behavior