Ultra-estrutura dos espermatozoides de Brachidontes darwinianus, B. solisianus e Isognomon bicolor e estudo cromossomico de B. darwinianus e I. bicolor (Mollusca, Bivalvia)

Numerosos estudos têm demonstrado a relevância da morfologia dos espermatozóides para determinação da filogenia no filo Mollusca. Adicionalmente, o estudo da morfologia e do número de cromossomos tem correspondido a uma eficiente ferramenta para a identificação de espécies, de híbridos e, menos usualmente, de populações. O presente trabalho analisou a ultra-estrutura dos espermatozóides de duas espécies do gênero Brachidontes e uma espécie do gênero Isognomon. As espécies B. darwinianus e I. bicolor foram também estudadas citogeneticamente. Moluscos pertencentes ao gênero Brachidontes vivem na zona entre marés de enseadas e baías e se fixam pelo bisso ao substrato rochoso, formando aglomerados de centenas de indivíduos. Brachidontes solisianus encontra-se distribuído da Costa Atlântica do México até o Uruguai e B. darwinianus é encontrado do Rio de Janeiro a Patagônia. Na costa do Estado de São Paulo, populações dessas duas espécies que exibem caracteres conquiológicos muito semelhantes, compartilham áreas em comum. A utilização da forma da concha como característica para separar mitilídeos é questionável, pois suas conchas, por possuírem grande plasticidade, podem apresentar variações morfológicas devido às influências ambientais. A espécie I. bico/ar é encontrada no litoral brasileiro com distribuição do Rio Grande do Norte até Santa Catarina. O extremo norte da distribuição da espécie é Bermudas, com ocorrência pelo litoral da Flórida, Golfo do México e Caribe. Acredita-se que I. bico/ar tenha sido sistematicamente, e de longa data, confundido com I. a/atus. A grande similaridade nas características externas da concha de I. a/atus e I. bico/ar, a variabilidade intra-específica na forma de ambas espécies, mais o fato de terem hábitos e habitats semelhantes, podem conduzir a equívocos de identificação. Os espécimes ocorrem desde o supralitoral até sete metros de profundidade no infralitoral. Os espermatozóides de B. darwinianus, B. solisianus e I. bic%r, como aqueles produzidos por muitas espécies de bivalves, apresentam uma morfologia típica de animais marinhos que lançam seus gametas fertilizando seus ovos na água do mar. Os gametas masculinos de B. darwinianus, de B. so/isianus e de /. bico/ar contém: acrossomo conspícuo (cônico e alongado em Brachidontes e arredondado em /sognomon); núcleo esferiforme condensado; um par de centríolos e 4-5 mitocôndrias situadas na peça intermediária e um axonema portador de 9 pares de microtúbulos ao redor de um par central. A estrutura geral do espermatozóide de Brachidontes é bastante semelhante a de outras espécies da mesma sub-família e parece agrupar esse gênero adequadamente na classificação atualmente aceita, ou seja, sub-família Modiolinae. A única característica que permite distinguir o espermatozóide destas duas espécies é o comprimento do acrossomo. A presença de um prolongamento acrossomal em B. solisianus pode significar um aumento da eficiência reprodutiva e deste modo contribuir para a maior distribuição geográfica desta espécie. Em relação a ultraestrutura do espermatozóide de /. bico/ar, estudos sobre a biologia da fertilização desta espécie são necessários para melhor compreender o significado biológico da presença de um filamento axial no espaço subacrossomal e de grânulos de glicogênio na peça intermediária. Considerando o fato de que esta espécie apresenta ampla distribuição geográfica e que tem se tomado uma espécie invasora em muitas regiões, especialmente no Brasil, seria interessante, verificar se estas características morfológicas do espermatozóide são capazes de proporcionar aumento na eficiência reprodutiva. A análise citogenética revelou a presença de 2n = 30 cromossomos para B. darwinianus e 2n = 28 cromossomos para J. bico/ar. Os resultados obtidos foram comparados com cariótipos de outros bivalves. Os números encontrados são comuns dentro da família Mytilidae e super-família Pteriacea, respectivamente, deste modo, estas espécies estão adequadamente classificadas, de acordo com os caracteres cromossômicos estudadosAlthough bivalve species are well known anatomically, the taxonomic relationships among many of the species in this class are controversial. Numerous investigations have demonstrated the usefulness of sperm morphology in evaluating molluscan phylogeny. In this work, we used transmission and scanning electron microscopy to study the structure of mature spermatozoa from three bivalves, Brachidontes darwinianus, Brachidontes solisianus and Isognomon bicolor from the southeastern Brazilian coast, and compared them with those of other bivalves, particularly other members of the sub-class Pteriomorphia. The Giemsa-stained karyotypes of B. darwinianus and I. bicolor were also determined and compared with those of other bivalves. The genus Brachidontes has a wide geographic distribution and is particularly abundant in the intertidal zone of many rocky shores along the Brazilian coast, often in areas with strong water currents. Brachidontes darwinianus occurs from the state of Rio de Janeiro, Brazil, to Patagonia, in Argentina, whereas B- solisianus is distributed from Mexico to Uruguay. The spermatozoa of both species were of the primitive or ect-aquasperm type. In both species, the spermatozoan head contained a spheroidal nucleus capped by a conical acrosome with an anterior extension. No actin was detected in the subacrosomal region. However, immunocytochemical staining identified actin throughout the sperm nucleus of both species. The chromatin was highly electrondense, homogenous and compact, and the nuclei contained randomly distributed, electron-Iucent regions formed by invaginations of the nuclear envelope. These invaginations were detected by E-PT A staining for glycoproteins at low pH. The midpiece region consisted of five spherical mitochondria grouped in a ring around a pair of short cylindrical centrioles. The flagellum exhibited the typical 9+2 microtubule structure (nine double outer tubules + two single central tubules). The only marked difference in the morphology of spermatozoa from these two species was the longer anterior extension of the acrosomal vesicle in B. solisianus. This elongated acrosome may facilitate penetration of the jelly coat and cytoplasm of large oocytes and could increase the efficiency of fertilization. The resulting enhanced reproductive success could account for the wider geographic distribution of B. solisianus. Isognomon bicolor is distributed throughout many countries in the Americas. This species has an epifaunal existence and is usually found attached by its byssus to jetty pilings or growing in crevices on rocky shores exposed to strong water currents. The spermatozoa of this species were of the primitive or ectaquasperm type. The sperm head consisted of a round-to-oval, electron-dense nucleus (with an anterior fossa) capped by a small acrosome that contained an outer electron-dense and inner electron-Iucent region. The subacrosomal region had a thin filament that could play an important role in fertilization. Immunocytochemical analysis revealed the presence of actin throughout the nucleus of I. bicolor sperm, but no actin was detected in the subacrosomal area. Hence, the chemical nature of the amorphous material and of the tenuous filament present in the subacrosomal area remains unknown. The midpiece contained four ar five spherical mitochondria surrounding the centriole apparatus. Depasits of electron-dense granules, considered to be perimitochondrial glycogen, were observed around the centrioles and mitochondria. The flagellum had the typical 9+2 microtubular pattern. Ali of the B. darwinianus specimens studied had a diploid number of 2n=30 chromosomes whereas those of I. bico/ar had a diploid number af 2n=28. This chromosomal number is relatively common among closely related species of Brachidontes and Isognomo