Ultrastructural studies of sperm penetration in the egg of the European catfish, Silurus glanis

Études de l'ultrastructure de la pénétration de spermatozoïde dans l'ovule du poisson-chat européen, Silurus glanis

¹ Department of Anatomy, Gunman University School of Medicine, Maebashi 371, Japan
² Address for correspondence: Bivision of Biotechnology, Reproduction and Genetics of Fish, Angers University, CHRU, F-49033 Angers cedex 01, France
³ Laboratory of Ichthyology-URM, National Museum of Natural History, 43 rue Cuvier, F-75231 Paris cedex 05, France

Received: 16 November 1993
Accepted: 5 January 1994

Abstract

The process of sperm penetration into the egg of the European catfish Silurus glanis L. was investigated by scanning and transmission electron microscopy. Unfertilized ovum membrane under the internal micropylar aperture shows a critical depression with undulation and short microvilli corresponding to a specialized sperm entry site structure. Twenty seconds after insemination, the fertilizing spermatozoon fused with the egg at this specialized structure, without formation of an earlier fertilization cone, which had been confirmed in eggs of other fish. A cytoplasmic eminence developed however, immediately under the fused sperm head and then disappeared with time after fertilization to form a circular area around the fused sperm head, which in turn became embedded in the circular area with shortening of the flagellum. The micropyle in the catfish egg consisted of a micropylar vestibule and a canal, the internal micropylar canal being wide enough to permit the penetration of only one spermatozoon.

Résumé

Le suivi des étapes de la pénétration du spermatozoïde à l'intérieur de l'ovule du poisson-chat européen Silurus glanis L. a été étudié au microscope à balayage et au microscope électronique à transmission. La membrane de l'ovule non fertilisé présente au niveau de l'ouverture interne du micropyle une dépression marquée d'ondulations et de courtes microvillosités correspondant à une structure de site caractéristique d'entrée de spermatozoïde. Vingt secondes après l'insémination, le spermatozoïde fertilisant fusionne avec l'ovule au niveau de cette structure spécialisée, sans qu'il y ait eu formation au préalable de cône de fertilisation, comme cela a été constaté chez les autres poissons. Une proéminence cytoplasmique se forme cependant, juste sous la tête du spermatozoïde fusionnant avec la membrane puis disparaît aprés la fécondation pour former une zone circulaire autour de la tête du spermatozoïde qui s'enfonce finalement dans cette zone circulaire avec le reste du flagelle. Chez le poisson-chat, le micropyle de l'œuf consiste en un vestibule micropylaire et un canal, le canal micropylaire interne étant suffisamment large pour permettre la pénétration d'un seul spermatozoïde.