THE BREEDING SYSTEM AND THE GENETIC RELATIONSHIP BETWEEN AUTOGAMOUS AND NON-AUTOGAMOUS SYMPATRIC POPULATIONS OF EUPLOTES CRASSUS (DUJARDIN) (CILIATA HYPOTRICHIDA)

SUMMARY

Some features of the breeding system of two kinds of sympatric Somalian Euplotes crassus (Dujardin) (Ciliata Hypotrichida) populations, autogamous (a.) and non-autogamous (n.a.), were investigated together with the mechanisms which allow the persistance of this reproductive polymorphism.

Conjugative reactions were best performed only between n.a. stocks, all heterozygous at mt locus, which in addition showed a very low mortality rate after conjugation. The a. stocks behaved differently and the mortality rate of the « hybrid » progeny yielded by crossing a. X n.a. stocks was particularly high. Exceptionally, one a. stock, homozygous at mt, at a loci and, very likely, at loci controlling the duration of the sexual immaturity, conjugated well with some n.a. stocks and its « hybrid » descendants showed good viability. Both the preautogamous and the pre- conjugative immature period was short in a. stocks. It was suggested that the autogamic reproduction is more commonly displayed than conjugation by a. clones. In spite of the extreme inbreeding characteristics of autogamy, a pre-existing heterozygous state was largely maintained through such type of reproduction by an assumed mechanism of preferential synkaryon formation from fusion of genetically dissimilar pronuclei.

A discussion of the biological significance of autogamic reproduction in Euplotes concludes the paper.

RIASSUNTO

Di 93 ceppi di Euplotes crassus (Dujardin) (Ciliata Hypotrichida) raccolti lungo le coste somale attorno a Mogadiscio, 9 si sono dimostrati capaci di riprodursi sessualmente per autogamia oltre che per coniugazione, mentre i rimanenti solo per coniugazione. Su questi ceppi simpatrici sono stati studiati i meccanismi responsabili del mantenimento di tale polimorfismo riproduttivo.

Mentre un libero scambio genetico esiste tra i ceppi non autogamici (n.a.), ciò non avviene quando negli incroci sono implicati quelli autogamici (a.). Infatti, questi ultimi mostrano di riprodursi essenzialmente mediante autogamia; quando si coniugano, la loro discendenza mostra una elevata mortalità.

L'autogamia rappresenta nei Ciliati la forma di riproduzione sessuale piú spinta di « inbreeding » che si conosca. Ciò nonostante, i ceppi autogamici di E. crassus mantengono largamente, dopo autogamia, un assetto eterozigote, condizione indispensabile per il verificarsi di qualsiasi ricombinazione genetica. Tuttavia cloni omozigoti per i loci mt (mating type) ed a (autogamia) sono stati ottenuti, nella misura massima del 20%, da cloni F₁ eterozigoti.

Viene avanzata l'ipotesi che l'autogamia in E. crassus sia una acquisizione secondaria dovuta a una mutazione intervenuta in cellule a riproduzione coniugativa e affermatasi per quei vantaggi adattativi che le sono peculiari. Nella popolazione di E. crassus dell'Oceano Indano che manca della coniugazione intraclonale tipica dei cloni senescenti eterozigoti del Mar del Nord, l'autogamia può parimenti adempiere la funzione biologica di prevenire l'invecchiamento clonale. Entrambi i processi, infatti, inaugurano un nuovo ciclo biologico riportando a zero l'età del clone.