A seleção sexual atua de forma significativa na evolução de características reprodutivas. Os machos apresentam diversas estratégias para garantir a fertilização da fêmea, a qual, por sua vez, possui papel crucial em processos pré- e pós-copulatórios. Nesse contexto, cefalópodes apresentam aspectos reprodutivos peculiares, apresentando transferência de espermatozoides via espermatóforos e, em alguns casos, armazenamento desses gametas em órgãos especializados (i.e., receptáculos seminais). Entretanto, pouco se sabe sobre a morfologia, funcionamento e mecanismos de captação, armazenamento e liberação dos espermatozoides pelos receptáculos seminais. Neste contexto, a presente dissertação teve como objetivo investigar a estrutura e função do receptáculo seminal de Doryteuthis plei, espécie de lula adotada como modelo, como base para compreensão de mecanismos pós-copulatórios de seleção sexual em cefalópodes. Para atingir esse objetivo, a morfologia do receptáculo seminal foi analisada com base em microscopia integrativa (microscopia óptica com emprego de técnicas histoquímicas, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, microscopia confocal e microCT), visando a uma caracterização detalhada da estrutura do órgão. Além disso, a morfologia e histologia/histoquímica do receptáculo seminal foi analisada em três situações experimentais distintas: (1) antes de cópula recente, (2) após cópula recente (e antes da desova) e (3) após a desova, para investigar alterações morfológicas no órgão e no volume de espermatozoides armazenados, como base para compreensão dos mecanismos de captação, armazenamento e liberação de gametas masculinos pela fêmea. Os resultados revelaram enorme complexidade do receptáculo seminal com relação à diversidade de células secretoras e de fibras musculares associadas. Constatou-se que há alteração das células secretoras após a cópula recente e após a desova, com liberação do conteúdo de parte dessas células. Com base nos resultados obtidos, discute-se o papel dessas secreções na captação, armazenamento e liberação de espermatozoides. Além disso, a estrutura dos sistemas nervoso e muscular associados ao receptáculo seminal sugere que a fêmea tenha controle sobre deformações precisas do órgão relacionadas à captação e liberação de espermatozoides. Entretanto, outros mecanismos seriam igualmente possíveis, como atração química, natação ativa dos espermatozoides e ação ciliar do órgão. Alguns receptáculos seminais foram encontrados com espermatângios (i.e., espermatóforos evertidos) bloqueando total ou parcialmente sua abertura. Devido à frequência, posição e morfologia dos espermâtangios dentro do receptáculo seminal, propõe-se a hipótese de que essas estruturas poderiam atuar também como plugues copulatórios. Esses plugues seriam mais eficientes nas primeiras 24 horas, sua eficiência sendo gradualmente reduzida com o tempo após a cópula, devido ao esvaziamento do conteúdo espermático e consequente redução de sua turgidez. Embora plugues copulatórios sejam conhecidos em inúmeras espécies de animais, este é o primeiro registro para cefalópodes, sendo, portanto, marco importante nos estudos de seleção sexual para o grupo. Cefalópodes são considerados modelos interessantes para o estudo de seleção sexual e os resultados desta dissertação contribuem para compreensão dos complexos mecanismos pós-copulatórios em lulas, como escolha críptica da fêmea e competição espermática / Sexual selection exerts a significant pressure on the evolution of reproductive attributes. Males show a diverse array of strategies to gain advantage in mating and fertilization success, but females also play a crucial role in pre- and post-copulatory sexual selection processes. Within this context, cephalopod mollusks show peculiar reproductive strategies, including sperm transfer via spermatophores, and the presence of female sperm-storage organs (seminal receptacles). However, the knowledge of the functioning of the cephalopod seminal receptacles is scarce, the mechanisms involved with sperm uptake, storage and release being unknown. To shed light on post-copulatory mechanisms in cephalopods, the present dissertation aimed at investigating the structure and function of the seminal receptacle of the squid Doryteuthis plei. To achieve this goal, the morphology of the seminal receptacle was thoroughly analyzed applying integrative microscopy (light microscopy including histochemical techniques, scanning & transmission electron microscopy, confocal microscpy and microCT). Moreover, to investigate morphological and sperm volume changes associated with possible mechanisms of sperm uptake, storage and release by the organ, the morphology and histology/histochemistry of the seminal receptacle was also analyzed under three distinct experimental manipulations: (1) before recent mating (2) after recent mating (and before egg release) and (3) after egg release. The results show a complex and striking diversity of secretory cells and associated muscle fibers in the seminal receptacle. There were changes in the composition and predominance of secretory cells between major reproductive events, suggesting a secretory activity associated with mating and spawning. The possible roles of these secretions in sperm uptake, storage and release are discussed in light of our data. Moreover, the structure of the nervous and muscular systems associated with the receptacle suggests that females have control over precise deformations of the organ, possibly related to sperm uptake and release. However, other mechanisms would be possible, such as chemical attraction, sperm active swimming, and ciliary action. Seminal receptacles were sometimes found with spermatangia (i.e., everted spermatophores) blocking totally or partially their openings. Given their frequency, position, and morphology, we hypothesize spermatangia might function as copulatory plugs that physically obstruct the female storage organ. Plug efficiency should be high within the first 24 hours after mating, gradually decreasing its efficiency with time, when spermatangia lose their turgidity by releasing part of their sperm content. Although copulatory plugs have been reported for numerous taxa, this is the first record for cephalopods, and as such this finding has an impact for sexual selection studies based on these mollusks. Cephalopods are considered interesting models to investigate sexual selection, and this study has cast some light on the understanding of complex post-copulatory mechanisms in squids, such as cryptic female choice and sperm competition
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-24042017-153448 |
| Date | 17 February 2017 |
| Creators | Saad, Luiza de Oliveira |
| Contributors | Marian, José Eduardo Amoroso Rodriguez |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Reter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais. |
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