Spermathecal development during the pupation of the yellow fever mosquito Aedes aegypti

As fêmeas dos culicídeos copulam uma única vez e são capazes de armazenar espermatozoides em um ou mais órgão(s) do sistema reprodutor denominado(s) espermateca(s). Em Aedes aegypti os espermatozoides são mantidos no interior de suas três espermatecas graças às secreções das glândulas espermatecais desse órgão. Apesar das espermatecas de A. aegypti serem bem caracterizadas, seu processo de desenvolvimento ainda é desconhecido. No presente trabalho estudamos o desenvolvimento das espermatecas ao longo da pupação, a partir do período de pupa branca até a fase adulta. Durante o desenvolvimento espermatecal não se observou alterações morfológicas como as descritas para Drosophila melanogaster, há somente um aumento de volume das células e crescimento de suas estruturas constituintes, possibilitando o rápido desenvolvimento desse órgão. No início da pupação (o estágio de pupa branca), a espermateca se apresenta como uma estrutura diminuta, que rapidamente cresce após 24 horas. Em 48 horas de pupação, se observa a glândula espermatecal, a deposição cuticular no reservatório e a presença de uma secreção com aspecto floculento, no lúmen do ducto espermatecal. Com 72 horas de pupação, observa-se novamente um aumento no volume do reservatório espermatecal, esse apresentando cutícula com todas as suas camadas formadas e o interior dos ductos das células glandulares repletos desse mesmo material floculento encontrado no período anterior. A presença desse material nos períodos iniciais de desenvolvimento parece promover a abertura do espaço onde vai ser formado o lúmen do ducto e do reservatório, que posteriormente vai sofrer o processo de deposição cuticular. Foram observadas algumas células em processo de morte celular. Há ainda, a presença de microvilosidades nas células epiteliais e nas células glandulares em todos os períodos analisados, que parece estar relacionada seja para a produção dos componentes para a formação da cutícula pelo epitélio ou no processo de secreção de substâncias lançadas no interior do lúmen do reservatório pela glândula espermatecal. Observou-se ainda, uma diferença temporal na estruturação entre o reservatório e o ducto espermatecal, que também foi observada em Tenebrio molitor e em D. melanogaster, o que pode ser pelo fato de o ducto espermatecal ser formado antes do reservatório. Já nas fêmeas recém- emergidas, a espermateca apresenta seu reservatório, glândula e ducto espermatecal completamente formados, com uma espessa camada cuticular e uma grande quantidade de material floculento e elétron-denso, que se acredita ser originado para fornecer as condições essenciais para a condução, alocação e manutenção da viabilidade dos espermatozoides em seu interior.In general, culicid females copulate once and store sperm in one or more structures in their reproductive system named spermathecae. In Aedes aegypti, the sperm are stored during the female reproductive period into three spermathecae and are supposedly maintained by the spermathecal glandular secretions. Despite the A. aegypti spermathecae is well characterized, its development is still unknown. The present work studied the A. aegypti spermathecal development during the pupation. During the development of A. aegypti spermatheca, no morphological changes, such as those described in Drosophila melanogaster. In white pupa (just after pupation), the spermathecal primordia appears as a tiny structure that grows rapidly after 24 hours of pupation. After 48 hours of pupation, we can see the espermatecal gland, reservoir cuticular deposition and the presence of a flocculent secretion into the espermatecal duct lumen. Within 72 hours of pupation, we observe again an increase in the volume of spermathecal reservoir, this showing its cuticle layers and the same flocculent material found in the previously. This flocculent material/secretion in the early stages of development seems to assist in the spermathecal lumen development, which happens at the same time of the cuticular deposition. We have observed cell death, a process that seems to provide space for the neighbor cells to grow. Microvilli were observed in all analised periods in epithelial and glandular cells, which seems to be related to the cuticle components production by the epithelial cells or the substances secreted into the reservoir lumen through spermathecal gland. The temporal difference in the development of the reservoir and the duct (which was also observed in other insects) may happens because the espermatecal duct is formed earlier than the reservoir. In newly-emerged females, the spermathecae are already completely formed with reservoir, gland cells and duct with a thick cuticular layer and a large amount of flocculent secretion into the lumen. This secretion is believed to be originated from glandular cells to provide the essential conditions for guiding, allocating and maintaining the sperm.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic