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Étude de la spquelettogenèse chez la lamproie marine (Petromyzon marinus)

Morel, Catherine (2014). Étude de la spquelettogenèse chez la lamproie marine (Petromyzon marinus). Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 127 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Dans un contexte évolutif, l'étude du développement squelettique nous permet de déterminer les conditions développementales les plus communes et les plus dérivées afin de comprendre leur homologie et leur évolution. Cependant, ce type d'étude est peu disponible pour les vertébrés non-ostéichthyens plus basaux, telles que les lamproies (Pétromyzontiformes). Nous avons décrit la squelettogenèse chez la lamproie marine (Petromyzon marin us) pour trois stades de vie consécutifs (ammocète, ammocète en métamorphose et adulte) ainsi que la morphologie générale et cellulaire des éléments postcrâniens (i .e. , arcualia, rayons). Les éléments squelettiques ont été observés sur des spécimens colorés au bleu alcian (i.e., coloration in toto) d'ammocètes (n =79), d'ammocètes en métamorphose (n = 14) et d'adultes (n = 19) provenant de l'Ontario (Bassin du Lac Huron) et du Québec (Rivière Sainte-Anne). Afin de visualiser la morphologie cellulaire des éléments postcrâniens, des coupes histologiques d'une ammocète et d'un adulte ont été produites, puis colorées à l'hématoxyline et éosine. Le développement des rayons cartilagineux est dépendant de la taille de l'ammocète. Les rayons se développent en premier antéropostérieurement dans la seconde nageoire dorsale, puis bidirectionnellement dans la nageoire caudale et antéropostérieurement dans la première nageOIre dorsale. Un développement asynchrone a été détecté au nIveau des éléments buccaux, ainsi qu'entre les différents systèmes squelettiques. Les arcualia possèdent deux centres de développement: (1) antéropostérieurment au niveau du squelette branchial et (2) bidirectionnelle ment au niveau de la seconde nageoire dorsale. Le cartilage des arcualia est composé de chondrocytes groupés aléatoirement et encastrés dans une matrice extracellulaire territoriale mince d'épaisseur variable. Cette morphologie cellulaire ressemble à la lamprine mais diffère de celle des rayons, où les chondrocytes sont cuboïdes, étroitement empilés et retenus par une matrice extracellulaire périphérique. Nous avons observé deux morphologies cellulaires au niveau des éléments squelettiques postcraniens : (1) discoïdale (type 1) et (2) pentagonale (type II). Nous avons observé la présence d' un cartilage notochordal avec une morphologie de type II dans la région caudale pour tous les stades étudiés. Ce cartilage, présent bilatéralemment au tube neural, ne représente pas une fusion d' arcualia au niveau caudal; ce cartilage pourrait être le résultat d'une chondrogenèse notochordale. La morphologie générale et cellulaire des rayons de P. marinus est fort différente de celle de tous les autres types de rayons connus ; considérant leur position dans la nageoire ainsi que leur complexité (e.g., bifurcation de second ordre), ces éléments devraient être considérés comme de véritables rayons plutôt que des radiaux. Nous ne pouvons certifier que les arcualia des lamproies représentent une forme homologue de l'arc neural; cependant, le développement antéropostérieur des éléments vertébraux situés au début du squelette axial représente une condition plésiomorphe. Cette étude est la première à décrire la squelettogenèse parmi trois stades, tout particulièrement sur la structuration et la morphologie cellulaire des arcualia et des rayons d'une lamproie. -- ABSTRACT: The skeletogenesis of numerous osteichthyans has been investigated in an evolutionary biology context, but rarely in non-osteichthyan basal vertebrates. We describe the skeletogenesis of the Sea Lamprey (Petromyzon marinus) for three life stages and the patteming, general and cellular morphology of the postcranial elements (i.e., arcualia, fin rays). Skeletal elements were studied through A1cian blue-stained specimens (79 ammocoetes, 14 metamorphosing ammocoetes and 19 adults) and cross-sections stained with hematoxylin and eosin. The development of fin rays is size dependent. Fin rays appear first in the second dorsal fin, anteroposteriorly, then bidirectionally in the caudal fin and anteroposteriorly in the first dorsal fin. Asynchronous development among skeletal elements and skeletal systems was detected. Arcualia possess two centers of development: (1) anteroposteriorly in the branchial region and (2) bidirectionnally in the region of the second dorsal fin. Arcualia are composed of chondrocytes randomly grouped and embedded into a territorial extracellular matrix. This cellular morphology is similar to lamprin but differs from that of fin rays, which consists of c1osely-stacked cuboid chondrocytes with a thin peripheral extracellular matrix. We describe two cellular morphologies of cartilage: (1) discoidal (type 1) and (2) pentagonal (type II). A type II notochordal cartilage was detected in the caudal region for all three stages. This cartilage, present bilaterally to the neural tube, has never described before and may likely be the result of a notochordal chondrogenesis. The general and cellular morphology of P. marinus fin rays is unique; considering their position in the fin and their complexity (e.g., second order bifurcation), we infer that these elements should be considered as true rays rather than radiais. It is not c1ear if arcualia are homologous to the neural arches or a precursor; however, the anteroposterior development of dorsal vertebral elements seems to represent a plesiomorphic condition. Our study is the first to assess the description of the skeletal development in three stages and the patteming and cellular morphology of the arcualia and fin rays in a lamprey. -- Keywords: skeletogenesis, fin rays, Sea Lamprey, arcualia, patteming, cellular morphology, notochordal cartilage, asynchronous developmen.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Cloutier, Richard
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Renaud, Claude B.
Informations complémentaires: Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en gestion de la faune et de ses habitats en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés: Lamproie Marine Petromyzon Marinus Squelettogenese
Départements et unités départementales: Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 05 mai 2016 15:58
Dernière modification: 05 mai 2016 16:01
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1054

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