Chondrification et minéralisation du squelette postcrânien de l'aiguillat noir (Centroscyllium fabricii) du golfe du Saint-Laurent

RÉSUMÉ: Les gnathostomes, ou vertébrés à mâchoire, sont représentés aujourd’hui par deux grands groupes phylogénétiques, soit les chondrichthyens et les ostéichthyens. Les chondrichthyens incluent les requins, les raies et les chimères et sont les organismes toujours vivants les plus phylogénétiquement basaux à posséder une colonne vertébrale et des nageoires paires. Leur squelette cartilagineux, qui ne s’ossifie pas, est plutôt renforcé par des plaques de minéralisation, les tessères, et par la minéralisation aréolaire des centra, au contraire des ostéichthyens, un groupe plus dérivé, qui voient leur squelette s’ossifier. Notre étude a pour but de décrire le développement du squelette cartilagineux postcrânien d’une espèce de requin ainsi que l’apparition de la minéralisation au niveau de la colonne vertébrale et des nageoires paires. Nous avons eu recours à une série ontogénétique de 112 spécimens embryonnaires et juvéniles d’aiguillat noir (Centroscyllium fabricii) provenant du golfe du Saint-Laurent, doublement colorés et mesurant entre 4 cm et 60 cm de longueur. La méthode de double coloration sans acide a été utilisée afin de permettre l’étude du développement du squelette, colorant les éléments squelettiques cartilagineux au bleu alcian et les éléments minéralisés à l’alizarine rouge. Les observations faites sur les spécimens colorés ont permis de déterminer les directions de formation des différents éléments cartilagineux et la minéralisation de certaines structures, ainsi que les seuils critiques relatifs à la formation des différents éléments. Cette étude correspond à la première description détaillée de la squelettogenèse (chondrification et minéralisation) du squelette postcrânien chez un chondrichthyen. La minéralisation débute chez les embryons, soit à partir de 12,1 cm, au niveau des centra de la colonne vertébrale. Cette minéralisation est aussi présente au niveau des nageoires et des ceintures pectorales et pelviennes. Des analyses de groupement sur la morphologie des vertèbres révèlent pour la première fois chez un chondrichthyen la présence d’une régionalisation de la colonne vertébrale comprenant cinq régions distinctes, soit cervicale, thoracique, lombaire, précaudale et caudale. Chacune de ces régions est caractérisée par des vertèbres présentant des structures et des formes spécifiques à chaque région. Considérant cela, la colonne vertébrale des chondrichthyens pourrait représenter l’état plésiomorphe, à partir duquel la disparité du support axial a évolué chez les gnathostomes. -- Mot(s) clé(s) en français : Chondrichthyes, Centroscyllium fabricii, colonne vertébrale, minéralisation, chondrification, squelette. -- ABSTRACT: Gnathostomes, or jawed vertebrates, are represented today by two major phylogenetic groups, chondrichthyans and osteichthyans. Chondrichthyans are traditionally considered phylogenetically basal compared to osteichthyans, and include sharks, rays and chimaeras. Among vertebrates, chondrichthyans are the most phylogenetically basal living organisms to have a vertebral column and paired appendages. Because of their phylogenetic position, chondrichthyans can be used to compare their basal conditions to the more derived characteristics of osteichthyans. Moreover, their cartilaginous skeleton is not ossified, compared to the skeleton of osteichthyans but rather reinforced with mineralized plates, the tesserae. The centra of the vertebral column are reinforced by areolar mineralisation. The main objective of our study is to describe the development of the cartilaginous postcranial skeleton as well as the progression of the mineralization of the vertebral column and paired fins of a shark. We used an ontogenetic series composed of 112 embryonic and juvenile individuals of black dogfish (Centroscyllium fabricii) measuring between 4 and 60 cm in total length, a species found in the Gulf of St Lawrence. Observations on acid-free cleared and double-stained specimens were used to study the skeletal development and to determine the direction of the formation of the cartilaginous and mineralized elements. This study is the first one to describe in details the progression of chondrification and mineralization in a chondrichthyan. Mineralization initiated on vertebral centra of 12.1 cm long embryos. The mineralization is also present in the pectoral and pelvic systems. Cluster analyses on the morphology of the vertebral elements have revealed, for the first time in a chondrichthyan, a regionalization of the vertebral column in five distinct regions: cervical, thoracic, lumbar, caudal and precaudal. Each of these regions is characterized by vertebrae sharing similar structure and shape. Considering this, the vertebral column of chondrichthyans could represent the condition from which the disparity of the axial support has evolved in gnathostomes. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Chondrichthyes, Centroscyllium fabricii, spine, mineralization, chondrification, skeleton