STUDIES OF ANNUAL GONADAL DEVELOPMENT AND GONADAL ULTRASTRUCTURE IN SPINY-CHEEK CRAYFISH (ORCONECTES LIMOSUS)

ÉTUDE DU CYCLE ANNUEL DE DÉVELOPPEMENT DES GONADES ET DE LEUR ULTRASTRUCTURE CHEZ L’ÉCREVISSE AMÉRICAINE (ORCONECTES LIMOSUS)

¹ University of South Bohemia, Research Institute of Fish Culture and Hydrobiology, Zatisi 728/II, 389 25 Vodnany, Czech Republic. E-mail correspondence: kozak@vurh.jcu.cz
² University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences, Palackeho 1/3 612 42 Brno, Czech Republic.

Received: 18 October 2006
Accepted: 9 January 2007

Abstract

The aim of this study was to follow the gonadal development in freshwater crayfish Orconectes limosus (Rafinesque) by histological examination of ovaries and testes as well as monthly investigation of the gonadosomatic index over a period of one year. Male gonadosomatic index (I_G) ranged between 0.11 to 0.79% with a minimum in July (0.11%) and maximum in September (0.79%) while in females it ranged between 0.25 to 6.15% with a minimum in July (0.25%) and maximum in April (6.15%). Between April and May, the histological dissection indicated presence of mature oocytes and oocytes undergoing resorption. Egg extrusion took place in mid April. During the summer months, the volume of oocytes gradually decreased. In winter and spring, the volume of oocytes began to increase during preparation for egg extrusion. The size of oocytes in the ovary increased from 0.2 mm at the beginning of the reproductive cycle to 1.8 mm immediately before egg extrusion. Average number of eggs in the ovary was 140.8 ± 51.63 (76-290). The ovary was of brown colour for the majority of the cycle, but white in June and July and orange in August and September. Mating started in October and continued through the winter. A difference was found in the proportions of testis and vas deferens in the male reproductive organ during the year. The male gonadosomatic index increased in September during preparation for mating (I_G = 0.79%). During the mating season, the male spermatophores were predominantly filled with spermatozoa and sperm was also noted in the vas deferens. Two out of 15 males sampled during the winter were found to be intersex, in which atretic oogonia and oocytes were present at the periphery of testicular tissue and occupied less than 15% of testicular tissue. The evidence of intersex strongly suggested transitional stages of a gradual change of sex, which may be qualified as partial hermaphroditism.

Résumé

Le cycle annuel de reproduction de l’écrevisse américaine (Orconectes limosus) a été décrit par l’observation externe des gonades, en enregistrant les changements de l’indice gonadosomatique (IG), et par l’analyse histologique des organes reproductifs (ovaires et testicules). L’observation et l’analyse histologique ont été realisées mensuellement. Les valeurs suivantes de l’I_G ont été trouvées : 0,11-0,79 % (mâle) et 0,25-6,15 % (femelle). La valeur minimale de l’IG pour les mâles a été observée au cours du mois de juillet (0,11 %) et la valeur maximale au cours du mois de septembre (0,79 %). Pour les femelles la valeur minimale a été observée en juillet (0,3 %) et la valeur maximale en avril (6,15 %). La formation d’ovocytes mâtures et leur désintégration ont été observées ou cours de la période avril-mai. L’expulsion d’ovocytes mâtures a été observée en avril. Le volume des ovocytes a augmenté principalement en été. Néanmoins les ovocytes ont commencé à grandir au cours de l’hiver et du printemps. Les ovocytes ont varié de 0,2 mm (début de la phase de reproduction) à 1,8 mm (ovocytes mâtures prêts à être expulsés). Le nombre moyen des ovocytes dans les ovaires a été de 140,8 ± 51,63 (76-290). La couleur des ovaires était principalement brune, mais au cours des mois de juin et juillet, blanche, et au cours des mois d’août et de septembre, orange. La mâturation a commencé en octobre et a continué pendant l’hiver. Des changements morphologiques ont été observés sur les testicules et les vas deferens des mâles pendant l’année. L’I_G des mâles a augmenté en septembre quand la préparation pour la mâturation a commencé (I_G = 0,79 %). Pendant la période de mâturation, les spermatophores ont été principalement remplis par des spermatozoïdes, et du sperme a été observé aussi dans les vas deferens. Deux individus intersex ont été trouvés pendant l’hiver, avec des oogones et des ovocytes atrétiques à la périphérie des testicules. Les ovocytes occupaient moins de 15 % du tissu testiculaire. L’observation d’intersex suggère la forte probabilité de changement de sexe. On peut appeler ce processus l’hermaphroditisme partiel.