Specificity of the female's local cellular immune response in genital plug producing scorpion species
- 1. Universidad Nacional de Córdoba
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Immune defense is a key feature in the life history of organisms, expensive to maintain, highly regulated by individuals and exposed to physiological and evolutionary trade-offs. In chelicerates, relatively scarce are the studies that relate postcopulatory mechanisms and immune response parameters. This work makes an approximation to the female's immunological consequences produced after the placement of a foreign body in the genitalia of three scorpions species, two species that normally receive genital plugs during mating (Urophonius brachycentrus and U. achalensis) and one that does not (Zabius fuscus). Here we performed the first morphological description of the natural plugs of the two Urophonius species. We described complex three zoned structure anchored to the female genital atrium and based on this information we placed implants in the genitalia (for eliciting the local immune response) of virgin females of the three species and measured the immune encapsulation response to this foreign body. We found a greater and heterogeneous response in different zones of the implants in the plug producing species. To corroborate the specificity of this immune response, we compared the local genital reaction with the triggered response at a systemic level by inserting implants into the female body cavity of U. brachycentrus and Zabius fuscus. We found that the systemic response did not differ between species and that only in the plug producing species the local response in the genitalia was higher than the systemic one. We also compared the total hemocyte load before and after the genital implantation to see if this parameter was compromised by the immunological challenge. We confirmed that in Urophonius species the presence of a strange body in the genitalia caused a decrease in the hemocyte load. Besides, we find correlations between the body weight and the immunological parameters, as well as between different immunological parameters with each other. Complementarily, we characterized the hemocytes of the three scorpion species for the first time. This comparative study can help to provide a wider framework of the immunological characteristics of the species, their differences and their relationship with the particular postcopulatory mechanism such as the genital plugs.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الدفاع المناعي هو سمة رئيسية في تاريخ حياة الكائنات الحية، وهو مكلف في صيانته، وينظم بشكل كبير من قبل الأفراد ويتعرض للمقايضات الفسيولوجية والتطورية. في المخالب، تكون الدراسات النادرة نسبيًا هي الدراسات التي تربط آليات ما بعد الجماع ومعلمات الاستجابة المناعية. يقوم هذا العمل بتقريب العواقب المناعية للإناث الناتجة بعد وضع جسم غريب في الأعضاء التناسلية لثلاثة أنواع من العقارب، وهما نوعان يستقبلان عادة سدادات الأعضاء التناسلية أثناء التزاوج (Urophonius brachycentrus و U. achalensis) وواحد لا (Zabius fuscus). هنا أجرينا الوصف المورفولوجي الأول للسدادات الطبيعية لنوعين من اليوروفونيوس. وصفنا بنية معقدة ثلاثية المناطق ترتكز على الأذين التناسلي للإناث وبناءً على هذه المعلومات، وضعنا غرسات في الأعضاء التناسلية (لاستثارة الاستجابة المناعية المحلية) للإناث البكر من الأنواع الثلاثة وقمنا بقياس استجابة التغليف المناعي لهذا الجسم الغريب. وجدنا استجابة أكبر وغير متجانسة في مناطق مختلفة من الغرسات في الأنواع المنتجة للسدادة. ولتأكيد خصوصية هذه الاستجابة المناعية، قمنا بمقارنة التفاعل التناسلي الموضعي مع الاستجابة المحفزة على المستوى الجهازي عن طريق إدخال الغرسات في تجويف الجسم الأنثوي U. brachycentrus و Zabius fuscus. وجدنا أن الاستجابة الجهازية لم تختلف بين الأنواع وأنه فقط في الأنواع المنتجة للسدادة كانت الاستجابة المحلية في الأعضاء التناسلية أعلى من الاستجابة الجهازية. كما قارنا إجمالي حمل الخلايا الدموية قبل وبعد زرع الأعضاء التناسلية لمعرفة ما إذا كان هذا المتغير قد تعرض للخطر بسبب التحدي المناعي. أكدنا أنه في أنواع اليوروفونيوس تسبب وجود جسم غريب في الأعضاء التناسلية في انخفاض حمل الخلايا الدموية. إلى جانب ذلك، نجد ارتباطات بين وزن الجسم والمعلمات المناعية، وكذلك بين المعلمات المناعية المختلفة مع بعضها البعض. بشكل تكميلي، قمنا بتوصيف الخلايا الدموية لأنواع العقارب الثلاثة لأول مرة. يمكن أن تساعد هذه الدراسة المقارنة في توفير إطار أوسع للخصائص المناعية للأنواع واختلافاتها وعلاقتها بآلية ما بعد الجماع الخاصة مثل السدادات التناسلية.Translated Description (French)
La défense immunitaire est une caractéristique clé du cycle de vie des organismes, coûteuse à entretenir, hautement régulée par les individus et exposée à des compromis physiologiques et évolutifs. Chez les chélicérates, les études qui relient les mécanismes postcopulatoires et les paramètres de la réponse immunitaire sont relativement rares. Ce travail fait une approximation des conséquences immunologiques de la femelle produites après la mise en place d'un corps étranger dans les organes génitaux de trois espèces de scorpions, deux espèces qui reçoivent normalement des bouchons génitaux lors de l'accouplement (Urophonius brachycentrus et U. achalensis) et une autre qui n'en reçoit pas (Zabius fuscus). Nous avons effectué ici la première description morphologique des bouchons naturels des deux espèces d'Urophonius. Nous avons décrit une structure complexe à trois zones ancrée à l'oreillette génitale féminine et, sur la base de ces informations, nous avons placé des implants dans les organes génitaux (pour obtenir la réponse immunitaire locale) de femelles vierges des trois espèces et mesuré la réponse d'encapsulation immunitaire à ce corps étranger. Nous avons trouvé une réponse plus importante et hétérogène dans différentes zones des implants chez les espèces productrices de bouchon. Pour corroborer la spécificité de cette réponse immunitaire, nous avons comparé la réaction génitale locale avec la réponse déclenchée au niveau systémique en insérant des implants dans la cavité corporelle féminine de U. brachycentrus et Zabius fuscus. Nous avons constaté que la réponse systémique ne différait pas entre les espèces et que seule chez l'espèce productrice de bouchons, la réponse locale dans les organes génitaux était supérieure à la réponse systémique. Nous avons également comparé la charge totale en hémocytes avant et après l'implantation génitale pour voir si ce paramètre était compromis par la provocation immunologique. Nous avons confirmé que chez les espèces d'Urophonius, la présence d'un corps étrange dans les organes génitaux entraînait une diminution de la charge hémocytaire. En outre, nous trouvons des corrélations entre le poids corporel et les paramètres immunologiques, ainsi qu'entre différents paramètres immunologiques les uns avec les autres. Complémentairement, nous avons caractérisé pour la première fois les hémocytes des trois espèces de scorpions. Cette étude comparative peut aider à fournir un cadre plus large des caractéristiques immunologiques de l'espèce, de leurs différences et de leur relation avec le mécanisme postcopulatoire particulier tel que les bouchons génitaux.Translated Description (Spanish)
La defensa inmune es una característica clave en la historia de vida de los organismos, costosa de mantener, altamente regulada por los individuos y expuesta a compensaciones fisiológicas y evolutivas. En quelicerados son relativamente escasos los estudios que relacionan mecanismos postcopulatorios y parámetros de respuesta inmune. Este trabajo hace una aproximación a las consecuencias inmunológicas de la hembra producidas tras la colocación de un cuerpo extraño en los genitales de tres especies de escorpiones, dos especies que normalmente reciben tapones genitales durante el apareamiento (Urophonius brachycentrus y U. achalensis) y una que no (Zabius fuscus). Aquí realizamos la primera descripción morfológica de los tapones naturales de las dos especies de Urophonius. Describimos una estructura compleja de tres zonas anclada a la aurícula genital femenina y, en base a esta información, colocamos implantes en los genitales (para provocar la respuesta inmune local) de hembras vírgenes de las tres especies y medimos la respuesta de encapsulación inmune a este cuerpo extraño. Encontramos una respuesta mayor y heterogénea en diferentes zonas de los implantes en las especies productoras de tapones. Para corroborar la especificidad de esta respuesta inmune, comparamos la reacción genital local con la respuesta desencadenada a nivel sistémico mediante la inserción de implantes en la cavidad corporal femenina de U. brachycentrus y Zabius fuscus. Encontramos que la respuesta sistémica no difería entre las especies y que solo en las especies productoras de tapones la respuesta local en los genitales era mayor que la sistémica. También comparamos la carga total de hemocitos antes y después de la implantación genital para ver si este parámetro estaba comprometido por el desafío inmunológico. Confirmamos que en las especies de Urophonius la presencia de un cuerpo extraño en los genitales causó una disminución en la carga de hemocitos. Además, encontramos correlaciones entre el peso corporal y los parámetros inmunológicos, así como entre diferentes parámetros inmunológicos entre sí. De forma complementaria, caracterizamos por primera vez los hemocitos de las tres especies de escorpión. Este estudio comparativo puede ayudar a proporcionar un marco más amplio de las características inmunológicas de la especie, sus diferencias y su relación con el mecanismo poscopulatorio particular, como los tapones genitales.Files
journal.pone.0208682&type=printable.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:67960fe35ad94d6bd915b388af7b8caa
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خصوصية الاستجابة المناعية الخلوية المحلية للإناث في سدادة الأعضاء التناسلية المنتجة لأنواع العقرب
- Translated title (French)
- Spécificité de la réponse immunitaire cellulaire locale de la femelle chez les espèces de scorpions productrices de plug génital
- Translated title (Spanish)
- Especificidad de la respuesta inmune celular local de la hembra en especies de escorpión productoras de tapón genital
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2914064281
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0208682
References
- https://openalex.org/W1636776819
- https://openalex.org/W1905114562
- https://openalex.org/W1964067773
- https://openalex.org/W1964225390
- https://openalex.org/W1965444658
- https://openalex.org/W1965861926
- https://openalex.org/W1967325223
- https://openalex.org/W1973237176
- https://openalex.org/W1974071443
- https://openalex.org/W1977454530
- https://openalex.org/W1979308719
- https://openalex.org/W1985308228
- https://openalex.org/W1989563844
- https://openalex.org/W1990313534
- https://openalex.org/W1993536739
- https://openalex.org/W1996704550
- https://openalex.org/W2000028605
- https://openalex.org/W2000983837
- https://openalex.org/W2000994574
- https://openalex.org/W2001033895
- https://openalex.org/W2003587139
- https://openalex.org/W2005623232
- https://openalex.org/W2008807565
- https://openalex.org/W2011853600
- https://openalex.org/W2012336979
- https://openalex.org/W2016391834
- https://openalex.org/W2016414250
- https://openalex.org/W2017482741
- https://openalex.org/W2018623360
- https://openalex.org/W2020003088
- https://openalex.org/W2023548852
- https://openalex.org/W2025357023
- https://openalex.org/W2027425938
- https://openalex.org/W2027577340
- https://openalex.org/W2028213592
- https://openalex.org/W2028948441
- https://openalex.org/W2033610131
- https://openalex.org/W2038953062
- https://openalex.org/W2040236732
- https://openalex.org/W2040438060
- https://openalex.org/W2044634431
- https://openalex.org/W2044962585
- https://openalex.org/W2047206000
- https://openalex.org/W2048254575
- https://openalex.org/W2052010772
- https://openalex.org/W2052735134
- https://openalex.org/W2055735866
- https://openalex.org/W2056164426
- https://openalex.org/W2057064807
- https://openalex.org/W2058523719
- https://openalex.org/W2058550989
- https://openalex.org/W2060047686
- https://openalex.org/W2062193197
- https://openalex.org/W2062382041
- https://openalex.org/W2062769667
- https://openalex.org/W2067048704
- https://openalex.org/W2068717659
- https://openalex.org/W2071427507
- https://openalex.org/W2074264546
- https://openalex.org/W2078121933
- https://openalex.org/W2078334380
- https://openalex.org/W2081063351
- https://openalex.org/W2082590237
- https://openalex.org/W2083872265
- https://openalex.org/W2087652514
- https://openalex.org/W2093603746
- https://openalex.org/W2097343654
- https://openalex.org/W2098113887
- https://openalex.org/W2099540110
- https://openalex.org/W2102517829
- https://openalex.org/W2109834353
- https://openalex.org/W2111710925
- https://openalex.org/W2111808595
- https://openalex.org/W2113535316
- https://openalex.org/W2115172054
- https://openalex.org/W2115459794
- https://openalex.org/W2116657644
- https://openalex.org/W2117092958
- https://openalex.org/W2119204084
- https://openalex.org/W2121764162
- https://openalex.org/W2121889795
- https://openalex.org/W2123627511
- https://openalex.org/W2125512154
- https://openalex.org/W2127899889
- https://openalex.org/W2135685265
- https://openalex.org/W2137912350
- https://openalex.org/W2140082797
- https://openalex.org/W2150113485
- https://openalex.org/W2151212512
- https://openalex.org/W2155159969
- https://openalex.org/W2155755979
- https://openalex.org/W2156328060
- https://openalex.org/W2159564033
- https://openalex.org/W2160240815
- https://openalex.org/W2160871932
- https://openalex.org/W2165894791
- https://openalex.org/W2166940902
- https://openalex.org/W2169089697
- https://openalex.org/W2169554406
- https://openalex.org/W2173186944
- https://openalex.org/W2181972540
- https://openalex.org/W2182168665
- https://openalex.org/W2182432289
- https://openalex.org/W2186878545
- https://openalex.org/W2195337650
- https://openalex.org/W2205277728
- https://openalex.org/W2254509181
- https://openalex.org/W2310335787
- https://openalex.org/W2342416856
- https://openalex.org/W2488834465
- https://openalex.org/W2505700969
- https://openalex.org/W2626265247
- https://openalex.org/W2750093889
- https://openalex.org/W2792766662
- https://openalex.org/W4242075724
- https://openalex.org/W4242475063
- https://openalex.org/W4250643730
- https://openalex.org/W4251177934
- https://openalex.org/W4291286194
- https://openalex.org/W4389073908
- https://openalex.org/W4399638940
- https://openalex.org/W586012577
- https://openalex.org/W654005152