Spine skeleton morphogenesis during regeneration in clypeasteroid and camarodont sea urchins
The process of skeleton morphogenesis is described for broken and totally removed spines in clypeasteroid (hollow spine) and camarodont (solid spine) sea urchins. Spine regeneration after total spine removal is completed in 40–45 days in clypeasteroids and in 60–70 days in camarodont sea urchins. Along with common stages of formation of longitudinal ribs in both hollow and solid spines, fundamental differences were found between the initial stages of reparative growth of the spine shaft. The spine shaft is formed from a single median process in clypeasteroids and from many simultaneously growing processes in camarodont sea urchins. Reparative morphogenesis of totally removed and partly broken spines in clypeasteroid sea urchins and totally removed spines in camarodont sea urchins leads to the formation of a skeletal structure identical to the intact spine. However, during the regeneration of broken camarodont spines, lateral growth is markedly retarded. As a result, the regenerated part of the spine shaft has a smaller diameter when the initial spine length is achieved. A hypothesis is proposed on a paedomorphic origin of spines in the clypeasteroid sea urchins on the basis of the juvenile stage of definitive spines in the camarodont sea urchins.
Morfología y crecimiento relativo en Clypeaster europacificus (Clypeasteroida: Clypeasteridae) del Golfo de California
Introducción: Clypeaster europacificus es una especie de galleta de mar que se distribuye de 0 a 200 m en el Golfo de California. Objetivo: Describir la morfología y el crecimiento relativo en la testa de C. europacificus. Métodos: Medimos 1 846 especímenes de museo de C. europacificus (N = 1 846) y analizamos el patrón de crecimiento en 32 especímenes de Baja California Sur, México (64 m de profundidad). Estudiamos cinco variables: radio mayor (R) (variable independiente), radio menor (r), longitud del pétalo anterior (LP), área total de prueba (A) y peso seco (P). Resultados: El área de cobertura del petaloide y el contorno de la testa son los caracteres taxonómicos importantes para C. europacificus: los especímenes van desde casi redondos en especímenes pequeños (≤ 3 cm de radio) a ondulados, enfatizando un contorno pentagonal, en organismos más grandes (≥ 3,1 cm de radio). Conclusiones: Existe un crecimiento alométrico negativo en las relaciones R vs. r, R vs. A y R vs. P; mientras que la relación R vs. LP tiene un crecimiento alométrico positivo.
Polykristalliner Calcit bei Seeigeln (Echinodermata, Echinoidea)
SummaryFor the first time primary polycrystalline calcite in Echinoderms is shown in the cortex of primary spines of Cidaridae, in the secondary tooth skeleton of Clypeaster and in the accessory calcareous structures filling the crevice fold in the chewing areas of Diadematoidae teeth. Other Echinoid families lack formations homologous to the cortex of Cidaridae and accessory calcareous structures of Diadematoidae. On the other hand the polycrystalline secondary tooth skeleton of Clypeaster is homologous to the monocrystalline one of the other sea urchins.With the exception of cortex the Mg-content in calcite—analyzed by microprobe and X-ray powder method—is generally greater in macrocrystalline parts. The highest Mg-contents are found in the stone parts of teeth irrespective of whether the secondary tooth skeleton is monocrystalline or polycrystalline.Polycrystalline parts are usually harder than monocrystalline ones. The stone parts of Echinoid teeth are the hardest skeleton parts of Echinoderms on the whole; their hardness is much greater than that of solid calcite. It is supposed that the strong interlacing of the microcrystalline calcite and organic matter causes the enormous hardness of the stone part.ZusammenfassungEs wurde erstmals für Echinodermen primär polykristalliner Calcit nachgewiesen, und zwar im Cortex der Primärstacheln der Cidaridae, dem sekundären Zahnskelet von Clypeaster und in den akzessorischen Kalkstrukturen, die im Kauabschnitt die Furche der Diadematiden-Zähne ausfüllen. Es gibt bei anderen Seeigelfamilien keine Bildungen, die dem Cidariden-Cortex oder den akzessorischen Kalkstrukturen der Diadematiden homolog sind. Das polykristalline sekundäre Zahnskelet von Clypeaster ist dagegen dem monokristallinen sekundären Zahnskelet anderer Seeigel homolog.Der Mg-Gehalt des Calcits liegt in den feinkristallinen Zonen (mit Ausnahme des Cortex) im allgemeinen höher; die höchsten Werte finden sich in den Steinteilen der Zähne, gleichgültig ob das sekundäre Zahnskelet mono- oder polykristallin ist.Polykristalline Teile sind im allgemeinen härter als monokristalline Teile. Die Steinteile der Seeigelzähne sind die härtesten Skeletteile von Echinodermen überhaupt; ihre VickersHärte übertrifft weit diejenige von solidem Calcit. Im Steinteil ist das feinkristalline Gefüge von Calcit eng mit organischer Matrix verbunden, und es wird vermutet, daß darauf die besonders hohe Härte der Steinteile beruht.