Ultrastructural Characteristics of Spermiogenesis in Rhynchophorus ferrugineus (Coleoptera: Curculionidae)

Abdullah M. Alzahrani, Salaheldin A. Abdelsalam, Omar M. Elmenshawy, Ashraf M. Abdel-Moneim

Abstract


The red palm weevil (RPW), Rhynchophorus ferrugineus Olivier (Coleoptera: Curculionidae), is a pest that is rapidly spreading across the globe. Here, the ultrastructure of R. ferrugineus spermatogenesis and sperm are described. The histology of the testis, sperm ultrastructure, and spermiogenesis were investigated using light and transmission electron microscopy. The differentiation of spermatids was observed to occur within spermiogenetic cysts. Inside each cyst, the spermatids were at the same stage of maturation. During early stages, mitochondria aggregated, fused, and elongated beside the growing flagellar axoneme, while the proacrosome transformed into a triple-layered acrosome, with a perforatorium, acrosomal vesicle, and extra-acrosomal layer. The centriolar adjunct was present in early spermatids but was absent from later spermatid stages and sperm. The sperm’s tail displayed a typical axoneme with a 9 + 9 + 2 microtubule arrangement, 2 mitochondrial derivatives of unequal size, and 2 accessory bodies. A small number of sperms exhibited twin or multiple tails due to membrane fusion. Our results support systematic relationships within the family Curculionidae.

 

El picudo rojo (RPW), Rhynchophorus ferrugineus Olivier (Coleoptera: Curculionidae), es una plaga que se esta extendiendo rapidamente en todo el mundo. Se describe la ultraestructura de la espermatogenesis y los espermatozoides de R. ferrugineus. Se investigo la histologia de los testiculos, ultraestructura de espermatozoides y espermatogenesis, con microscopia optica y de transmision electronica. Se observo que la diferenciacion de las espermatidas ocurre dentro de los quistes spermiogeneticos. Dentro de cada quiste, las espermatidas se encontraban en la misma fase de maduracion. Durante las primeras etapas, los mitocondrias se agregaron, juntaron, y alargaron al lado del axonema flagelar creciente, mientras que el proacrosoma se transformo en un acrosoma de tres capas, con un perforatorium, vesicular acrosomal y la capa extra-acrosomal. El complemento centriolar estuvo presente en las primeras espermatidas, pero estuvo ausente en las etapas posteriores de los espermatidas y espermatozoides. La cola del espermatozoide parecio como un axonema tipico con un 9 + 9 + 2 disposicion de microtubulos, 2 derivados mitocondriales de tamano desigual y 2 cuerpos auxiliares. Un pequeno numero de espermatozoides exhibio colas dobles o multiples debido a la fusion de la membrana. Nuestros resultados apoyan las relaciones sistematicas dentro de la familia Curculionidae.

 

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Keywords


axoneme; acrosome; spermatogenesis; microtubules; nebenkern; pterygote spermatozoa; ultrastructure; red palm weevil

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