Novel high-resolution quantification of plate and needle/prism dimensions in teeth of the Odontophora (Echinoidea: Camarodonta)
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- Authors:
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STOCK Stuart R.,
SHEVCHENKO Pavel D.,
ZIEGLER Alexander
- Keywords:
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sea urchin tooth;
synchrotron microct;
carinar process plate;
prism;
needle
- Abstract:
- Sea urchin (Echinodermata: Echinoidea) teeth mineralize in two stages. The first-stage mineral consists of arrays of curving plates of different types and of elongated structures termed needles when they have smaller diameters and prisms when their diameters increase. Then, second-stage mineral cements the plates and needle/prisms together. This paper reports novel high-resolution synchrotron microComputed Tomography (microCT) data of teeth from three species of Odontophora, a taxon of multiple, shallow-water echinoid species. The reconstructed volume elements (voxels) are smaller than 1.3 µm, and this permits the first accurate, threedimensional quantification of plate thicknesses and of needle/prism diameters in sea urchin teeth. Measurements for species within the three odontophoran families Toxopneustidae, Echinometridae, and Strongylocentrotidae are reported, specifically, mean values and their standard deviations; the main focus, however, is on the spatial variation of thickness within single carinar process plates and of diameter along selected prisms' lengths. Possible functional consequences of variation of these structures are examined qualitatively. Finally, prospects for extending the study to higher resolutions are discussed.
- Résumé :
- Nouvelle quantification haute résolution des dimensions de la plaque et de l’aiguille/prisme des dents des Odontophora (Echinoidea : Camarodonta). La minéralisation des dents des oursins (Echinodermata : Echinoidea) s’effectue en deux stades. Le premier stade de minéralisation consiste en une série de plaques courbes de différents types et de structures allongées appelées aiguilles quand elles ont un plus petit diamètre et prismes quand leur diamètre augmente.. Ensuite, le second stade de minéralisation cimente les plaques et les aiguilles ensemble. Ce papier apporte des données nouvelles obtenues par synchrotron haute résolution microComputed Tomography (microCT) des dents de trois espèces d’Odontophora, un taxon composé de plusieurs espèces d’oursins d’eaux côtières. Les éléments de reconstruction volumique (voxels) sont inférieurs à 1,3 µm, ce qui permet la première quantification précise en 3 dimensions des épaisseurs des plaques et des diamètres des aiguilles/prismes des dents d’oursins. Les mesures effectuées pour les espèces de trois familles d’Odontophora, les Toxopneustidae, Echinometridae et Strongylocentrotidae sont présentées, en particulier les valeurs moyennes et leurs écart-types, le sulet principal étant toutefois l’étude de la variation spatiale de l’épaisseur des plaques et du diamètre le long de certains prismes. Les possibles conséquences fonctionnelles de la variation de ces structures sont discutées ainsi que les perspectives de futures études à plus haute résolution.
