Spermatophore transfer in Illex coindetii (Cephalopoda: Ommastrephidae)

Abstract

[EN] Spermatophore transmission is a critical and key moment during copulation and for the subsequent oocyte fertilization. During mating, cephalopod males attaches spermatophores (sperm packets) to female tissue. Through a complex process of evagination called the spermatophoric reaction, a new structure containing the sperm mass, called spermatangium, is formed. In this study, mature males and mated females of Illex coindetii were studied from squids collected from December 2018 to April 2019 in Vilanova i la Geltrú (NWMediterranean Sea), in order to understand how sperm transmission occurs in this species, which is devoid of any sperm-storage organs (seminal receptacles). To address this question, we performed biological samplings,quantification of spermatophores and spermatangia, and in vitro experiments to induce spermatophoric reaction and observe sperm release.Results have showed that males has from 143 to 1654 spermatophores and females has from 35 to 668 spermatangia. Reproductive investment in males ranges from 2 to 40 % of the available spermatophore number in a given moment. Spermatophoric reaction occurs spontaneously in contact with seawater. Spermatophore attaches autonomously to the substrate in 3.4 sand sperm release starts 21 minutes after attachment. Sperm diffuses as a dense cloud of fast moving sperm and the release takes more than 31 days under in vitro conditions and in a non-turbulent environment. Slow discharge of sperm might represent an advantageous strategy since I. coindetii lacks of seminal receptacles and the spermatangia attached is the only structure available for spermstorage

[ES] La transmisión de esperma desde el macho a la hembra es un proceso crítico durante la reproducción que asegura la posterior fecundación de oocitos. Durante el apareamiento, los machos de los cefalópodos incrustan en el tejido de la hembra paquetes de esperma denominados espermatóforos mediante un complejo proceso de evaginación conocido como reacción espermatofórica. Estos reservorios de esperma incrustados en el cuerpo de la hembra se denominan espermatangios. En este estudio se han analizado machos y hembras maduros de Illex coindetii recolectados desde diciembre del 2018 hasta abril del 2019 en la lonja de pescadores de Vilanova i la Geltrú (Mediterráneo NO). El objetivo de este estudio es entender cómo se produce la transmisión de los espermatóforos en esta especie carente de órganos especiales para el almacenamiento de esperma (receptáculos seminales). En los ejemplares estudiados se cuantificó el número de espermatóforos y espermatangios y mediante experimentos in vitrose indujo la reacción espermatofórica para describir el proceso de liberación del esperma. Los resultados han demostrado que los machos maduros disponen entre 143 y 1654 espermatóforos y las hembras copuladas presentan entre 35 y 668 espermatangios en su interior. La inversión reproductiva en cada cópula realizada por los machos oscila entre el 2 y el 40% del número de espermatóforos disponibles en un momento dado. En experimentos realizados in vitro, la reacción espermatofórica se inicia espontáneamente tras entrar el espermatóforo en contacto con el agua de mar. Los espermatóforos se adhierende forma autónoma al sustrato transcurridos 3,4segundos en promedioy la liberación del esperma comienza 21 minutos después. El esperma se difunde como una nube densa y difusa de espermatozoides en movimiento y su liberación tarda más de 31 días en condiciones in vitroy bajo un ambiente no turbulento. Este extenso periodo de descarga de esperma a partir del espermatangio puede representar una estrategia ventajosa porque I. coindetiino posee receptáculos seminales y los espermatangios adheridos son las únicas estructuras disponibles en la hembra para el almacenamiento de esperma