The gas transfer system in alvinellids (Annelida Polychaeta, Terebellida). Anatomy and ultrastructure of the anterior circulatory system and characterization of a coelomic, intracellular, haemoglobin
- Authors:
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JOUIN-TOULMOND Claude,
AUGUSTIN David,
DESBRUYÈRES Daniel,
TOULMOND André
- Keywords:
-
circulatory system;
erythrocytes;
haemoglobin;
alvinellidae;
hydrothermalism;
polychaeta
- Abstract:
- In Alvinella pompejana, A. caudata and P. grasslei, the vascular blood which contains an extracellular haemoglobin is propelled through the anterior gills by a branchial heart, in which a rod-like heart-body increases the pumping efficiency of the heart. Behind the heart, the dorsal vessel runs back to the major part of the body and contains an intravasal haematopoietic heart-body. Coelomic erythrocytes, not previously known in alvinellids, contain an intracellular haemoglobin. These erythrocytes are clustered together with granulocytes in a perioesophageal pouch which encloses also a well developed plexus of thin blood capillaries. In the pouch, the diffusion distance between the extracellular and the intracellular haemoglobins is short (0.5 µm) and the association of blood capillaries and erythrocytes represents in alvinellids a complex respiratory gas transfer system previously unknown in polychaetes. Histological observations of dark granules in the blood vessels' wall also suggest that, in P. grasslei, sulfide enters the body by diffusion across the branchial surface area, is transported by the blood and immobilized mainly in the coelomic epithelium lining the blood vessels. It is suggested that the respiratory gas transfer system of the perioesophageal pouch should also participate in sulfide detoxification and that it could have been selected in these species in relation with the varying physico-chemical conditions of the deep hydrothermal environment.
- Résumé :
- Chez Alvinella pompejana, A. caudata et P. grasslei, le sang est propulsé dans les branchies par un cœur branchial, dans lequel un corps cardiaque en forme de baguette accroît la force de propulsion du cœur. En arrière du cœur, le vaisseau dorsal présent tout le long du corps contient un corps cardiaque hématopoiétique. Des érythrocytes cœlomiques, jusqu'ici non décrits chez les alvinellidés, renferment une hémoglobine intracellulaire. Ces érythrocytes sont concentrés, mêlés à des granulocytes, dans une poche péri-œsophagienne qui recouvre aussi un plexus capillaire sanguin. Dans la poche, la distance de diffusion entre les hémoglobines extracellulaire et intracellulaire est courte (0,5 µm) et l'association capillaires sanguins- érythrocytes représente chez les Alvinellidés un système de transfert respiratoire complexe, nouveau chez les Polychètes. L'observation sur coupes histologiques de grains noirs dans la paroi des vaisseaux sanguins suggère que, chez P. grasslei, le sulfure d'hydrogène du milieu extérieur pénètre dans le corps par diffusion à travers la surface branchiale. Transporté par le sang, il serait immobilisé principalement dans l'épithélium cœlomique formant la paroi des vaisseaux sanguins. Le système de transfert respiratoire de la poche péri-œsophagienne pourrait participer à la détoxification du sulfure d'hydrogène et représenterait un dispositif avantageux chez ces animaux soumis aux conditions physico-chimiques variables du milieu hydrothermal profond.
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