Les interactions entre la reproduction et la biologie des populations chez les Monogènes Gyrodactylidae : revue

Interactions between reproduction and population biology in Gyrodactylid Monogeneans - A review

Department of Adult Education, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK.

Résumé

Les Gyrodactylidae sont des Monogènes vivipares, les embryons se développent de manière emboitée dans l'utérus maternel. Les premier et deuxième individus fils se développent sans auto, ni fécondation croisée ; seuls les troisième et suivants peuvent se développer sexuellement. L'importance relative de la reproduction sexuée, dépend de la structure d'âge de la population et de la mortalité. Chez Macrogyrodactylus polypteri, le développement postnatal de l'appareil génital femelle facilite la fécondation croisée chez tous les individus suivant la seconde naissance. La reproduction asexuée maximise la croissance de la population mais la sexualité intervient régulièrement. Gyrdicotylus gallieni, qui parasite la bouche de Xenopus laevis, présente une croissance exceptionnellement lente de la population et les populations parasites sont surtout composées d'individus âgés et sexuellement matures. Isancistrum subulatae, parasite du Calmar Alloteuthis subulata, forme d'importantes populations, mais leur croissance est probablement lente, et la structure d'âge suggère que la sexualité est courante. Chez Gyrodactylus, plusieurs stratégies existent. Gyrodactylus turnbulli, chez les Guppis, a une courte durée de vie et manifeste une mortalité spécifique croissant exponentiellement avec l'âge, de telle sorte que moins d'un pour cent survivent assez longtemps pour donner une troisième naissance. La reproduction est principalement asexuée mais le sexe intervient dans les populations de très fortes densités. Dans la nature la reproduction asexuée prédomine sans doute et cette espèce peut être considérée comme cycliquement parthénogénétique. Chez le saumon, Gyrodactylus salaris, présente des mortalités faibles et 10-15% des survivants se reproduisent sexuellement. Des individus fécondés sont trouvés même dans les faibles infestations et la sexualité est habituelle dans la biologie de cette espèce. Chez Gasterosteus aculeatus, G. gasterostei présente à 15° une mortalité semblable à celle de G. turnbulli, mais à 10° la mortalité augmente moins vite avec l'âge. Les données, en populations naturelles, suggèrent que la sexualité est rare chez cette espèce. La sexualité peut être rare chez plusieurs espèces de Gyrodactylus, mais dans les populations naturelles de G. arcuatus une phase de croissance des populations a été observée à la suite d'une intervention probable de la sexualité. Ceci était très localisé, sur moins d'un mois, et n'a pas eu lieu, en un second site, trois kilomètres en aval. Les stratégies de la reproduction sexuée peuvent être correlées avec les variations morphologiques et la spécificité parasitaire. Les espèces sexuées peuvent être plus variables et montrent moins d'hétérogénéité entre les populations que les espèces à reproduction asexuée. Les formes sexuées apparaissent aussi plus tolérantes quant au choix de leur hôte. La double barrière de la spécificité parasitaire et de la reproduction asexuée peut être importante dans la prévention de l'hybridation entre populations génétiquement distinctes de Gyrodactylidae, ce qui maintient la diversité. L'impact potentiel de l'homme sur la biologie de la reproduction et l'évolution des Gyrodactylidae est discuté.

Abstract

Gyrodactylid monogeneans are viviparous, embryos developing within each other inside the mothers uterus. First- and second-born daughters develop without self- or crossfertilisation, and only the 3rd and subsequent daughters can develop sexually. The relative importance of sexual reproduction depends on population age structure and mortality. In Macrogyrodactylus polypteri, post-natal development of the female reproductive system facilitates cross-insemination in ail post-second birth individuals. Asexual reproduction maximises population growth, but sex occurs regularly. Gyrdicotylus gallieni, from the mouth of Xenopus laevis, has unusually slow population growth, and infections are composed largely of older, sexually mature individuals. Isancistrum subulatae, from the squid Alloteuthis subulata, forms very large populations, but growth is probably slow and the âge structure suggests that sex is common. Within Gyrodactylus, several strategies exist. Gyrodactylus turnbulli on guppies is short lived, experiencing exponentially increasing age specific mortality which results in less than 1% surviving to give birth a third time. Reproduction is primarily asexual, but at high population densities sex is seen. In the field, asexual reproduction probably predominates, and this species can be regarded as a cyclic parthenogen. Gyrodactylus salaris, on salmon, experiences low mortality and 10-15% of individuals survive to reproduce sexually. Inseminated individuals are found, even in light infections, and sex forms a normal part of the biology of this species. G. gasterostei, from Gasterosteus aculeatus, has a mortality at 15 °C resembling that of G. turnbulli, but at 10 °C mortality increases less rapidly with age. Data from natural populations suggest that sex is rare in this species. Sex may be rare in many Gyrodactylus species, but in a natural population of G. arcuatus a phase of population growth was observed when sex may have occurred. This was very local, lasting less than one month and not taking place at a second site, 3 km downstream. Sexual strategies can be correlated with morphological variation and host specificity. Sexual species may be more variable, and show less heterogeneity between populations than the possible asexual species. The sexual forms also appear more catholic in their host choice. The twin barriers of host specificity and asexual reproduction may be important in preventing hybridisation between genetically distinct gyrodactylid stocks, maintaining diversity. The potential impact of Man on gyrodactylid reproductive biology and evolution is discussed.