Z. ZeHforsch. 94, 103--117 (1969)

Ultrastructures d'un Rotif6re: Notommata copeus I I . Le t u b e p ro ton~phr i d i e n

PIERRE CL]~MEI~T

Service d'Histologie et de Biologie Tissulaire et Centre de Microseopie Electronique appliqu6e la Biologic (Directeur: Prof. Dr. MAx PAVANS DE CECCATTY),

Facult6 des Sciences de Lyon (France)

Regu le 2 Septembre 1968

Ultrastructure o/the Protonephridian Tubule in Notommata copeus ( Roti/era) Summary. In the Rotifers two protonephridian tubules connect the flame cells with the

bladder. The ultrastructure of the tubules is described for the first time. The peripheral parts of the cells, which build up the wall of the tubules, show characteristic morphological differen- tiations indicating an active transport of liquid towards the pseudocoel (reabsorption): mito- chondria associated with numerous and deep infoldings of the basal plasmalemma. The rest of the cytoplasm of the wall cells, in which indications of secretory processes can be observed, and the membrane bordering the lumen of the tubules, are described from a functional point of view. FinMly, the syncytial nature of this tissue, widely considered as such up to this day, is put into question.

Resumd. Deux tubes proton6phridiens mettent en relation les cellules-flammes et la vessie chez les Rotif~res. Leur ultrastructure est d6crite pour la premiere lois.

La partie p~riph~rique de la paroi, du e6t6 de la cavit~ g6n6rale, pr6sente des diff6rencia- tions morphologiques caract6ristiques du transport actif de liquide vers le pseudocoele (r~ab- sorption): mitochondries associ6es s de nombreuses et profondes invaginations de la membrane l~riph6rique.

Le reste du cytoplasme mural, par endroits nettement s6cr~teur, et la membrane bordant la lumi~re du tube sont aussi d6crits clans une perspective fonctionnelle.

Enfin, la nature syncytiale de ce tissu, jusqu's pr6sent admise par tous, est remise en question.

Introduction

Nous avons d6erit (CL]~MENT, 1968) l 'u l t ras t ruc ture de la cellule-flamme (tube capillaire ferm6 ~ une extr6mit6 par une ampoule terminale) d ' u n Rotif~re, Notom- mata eopeus (Fig. 1).

Cet ensemble cellulaire tr~s diff6renci6 est sp6cialis6 dans les ph6nom~nes de f i l t ra t ion: les parois de l ' ampoule terminale sont, en effet, t ransform6es en une grille double sous- tendant deux types de membranes don t nous avons essay6 de pr6ciser le rSle lors de la f i l t ra t ion du liquide pseudoeoelomique. La s t ructure et le r6le de la membrane basale qui enveloppe 6 t ro i tement la cellule on t 6t6 envisag6s de la m6me mani~re.

Le liquide ainsi filtr~, la pr6urine, circule dans le canal capillaire qui d6bouche dans le ((canal glandulaire~) (selon la terminologie de REMANE 1929--1933; nous l 'appelerons dans ce t ravai l : ((le tube proton6phridiem): Tg sur nos figures, oh il se pr6sente selon plusieurs aspects: Tgl, Tg~ et Tgs). Sur l ' an imal v ivant , la lumi~re, au parcours tr~s contourn6, de ce tube, semble creus6e dans u n tissu compact, puis d6bouche dans la vessie d'ofi l 'ur ine sera rejet~e dans le mil ieu

ext6rieur.

Fig. 1

P. CLEMENT: Ultrastructures d 'un Rotif~re: Notommata copeus. I I 105

Le t u b e p r o t o n 6 p h r i d i e n de Ro t i f~ re n ' a j a m a i s 6t6 6 tudi6 en mic roscop ic 61eetronique. Son u l t r a s t r u e t u r e nous r ense ignera - t - e l l e su r sa f o n e t i o n ? C ' e s t le

b u t m S m e de ce t r ava i l .

Matfir iel et t e c h n i q u e s

Nous avons 61ev6 des souches de Notommata copeus fournies par le Dr. POV~RIOT (C.N.R.S., Gif sur Yvette)l , selon les techniques qu'il a lui m~me raises au point (1965a et b).

La fixation (1 heure ~ O~ - - t~troxyde d'osmium 1% tamponn6 selon PALAI)E, 1952) est pr6c6d6e d'une anesth6sie par la cocaine s 2 % (deux gouttes toutes les 5 minutes dans une sali~re contenant une dizaine d'individus dans leur milieu d'61evage). Inclusion dans de l 'Epon, et quelquefois dans de l'Araldite.

Les coupes (sur ultramicrotome Leitz), les ~ccolorations)~ (ac6tate d'uranyle, 15 minutes; puis citrate de plomb, 10 minutes, selon la m6thode de REYNOLDS, 1963), ainsi que les obser- vations (sur un microscope 61ectronique Hitachi Hu 11 A), ont 6t6 r6alis6es au Centre de Microscopic Electronique Appliqu6e s la Biologic (Facult6 des Sciences de Lyon).

Nous devons insister sur les difficult6s techniques rencontr6es pour l'6tude et l 'inter- pr6tation de ce tissu trbs fragile.

La fixation est sans doute ~ l'origine des principaux art6facts, qui n'existent tr~s souvent qu 'au niveau du tube proton6phridien (rides clans le cytoplasme: Fig. 1 par exemple; lumibre du canal r6duite et souvent difficile ~ vo i r . . . ).

En microscopic photoqique, sur le Rotif~re Asplanchna, Po~rI~ (1964) a remarqu6 que la fixation s l 'acide osmique modifie enti~rement l 'aspect du tissu proton6phridien qu'il observe sur l 'animal in toto: la lumibre du canal n'est plus visible comme sur le vivant.

Chez les Vert6br6s, c'est aussi le tube proximal du rein qui est le plus sensible aux condi- tions de fixation (MAv~SBAC~ et coll., 1962; TRVMP et ERICSSOn, 1965; MAU~SBAC~r, 1966a et b). D'apr~s ces auteurs, l 'acide osmique reste un des meilleurs fixateurs; mais, selon la nature du tampon, d'importantes variations ultrastructurales apparaissent, en particulier des vides artificiels dans le cytoplasme.

Observa t ions

A . L a zone pdriphdrique de la paroi du t issu protondphridien

De n o m b r e u s e s m i t o c h o n d r i e s son t rassembl~es vers la moi t i6 e x t e r n e de la pa ro i du tube , a l t e r n a n t a v e c les i n v a g i n a t i o n s de la m e m b r a n e p6r iph6r ique (Fig. 1, 3, 5, 6, 8).

Ce t t e dern i~re un i t6 m e m b r a n a i r e , de s t r u c t u r e c lass ique ( 1 0 0 A e n v i r o n

d '6paisseur) , p6nbt re en e f fe t vers l ' i n t6 r i eu r d u c y t o p l a s m e sur des l o n g u e u r s

Fig. 1. Les diff6rentes parties de la protou6phridie de Notommata copeus: G. x 6000.

1. La ceUule-flarame: rue en coupe verticale transverse: on reconnalt diff6rents niveaux (voir CLEMENT, 1968 pour d6tails). De I ~ 2: le capuchon; de I ~ 3: la grille-colonnettes; de 2 ~ 4: la grille-piliers; de 3 ~ 5: la paroi cytoplasmique; le tube capillaire (Tc). Dans sa lumi6re,

noter les coupes des cils de la flamme vibratile.

2. Le tube protoudphridien (Tg et Tgs) forme une masse tissulaire importante par rapport ~ la lumi~re r6duite ( L e n haut). Son noyau (N) contient un nucl6ole (Nu). Dans sa partie p6ri- ph6rique, les invaginations membranaires (I) alternent avec les mitochondries (M). Le cyto- plasme de Tg8 contient un complexe Golgien tr~s d6velopp6 (Go) et un vide art6factuel, s gauche (*). Dans la partie inf6ricure de la photo (zone Tg), les flbches soulignent un complexe membranaire diff6rent, sans doute une jonction entre deux cellules 6pith61iales (voir Fig. 6). Noter que la r6gion s6cr6trice (Tgs) et la r6gion non s6cr6trice (Tg) sont juxtapos6es, et non en continuit6, sans jouction cellulaire entre elles. Ps pseudocoele; Mb membrane basale;

Ms muscle squelettique; Es Estomac.

Nota : pour routes les photos des Fig. 1 it 6, les coupes ont 4td colordes it l'acdtate d'uranyle-plomb, apr$s inclusion dans lYpon.

1. Nous tenons s lui exprimer ici notre gratitude.

106 P. CL~E~T:

Fig. 2. a D6tail des digitations p6n6trant dans la lumibre (L) du tube. G. x 47000. b Coupe transversale de la partie ant6rieure du tube proton6phridien (Fig. 7a et 8a). G. x 10330.

Une partie de la paroi (Tgl) est mince et claire, sans mitochondries ni invaginations, et sa membrane interne poss6de l'aspect et l'6paisseur caract6ristiques des membranes plasma- tiques, ne formant aucun repli marqu6; l 'autre partie de la paroi (Tg2) est plus 6paisse, contient les invaginations et mitochondries p6riph6riques que nous avons d6crites clans le texte, et sa membrane interne projette dans la lumibre (L) du tube de longs replis qui, souvent, s 'anastomosent; c'est surtout au niveau de ces replis qu'elle est 6paissie par un revStement interne dense aux 61ectrons, de 100 b~ 200 A d'6paisseur (cf. :Fig. 2a). 1)8 pseudocoele. En bas~ droite, coupe oblique d'une cellule-flamme; en haut ~ droite, zone p6riph6rique de la

paroi stomacale

de 0,5 ~ 3 ~, f o r m a n t a insi des i n v a g i n a t i o n s off les m e m b r a n e s m a i n t i e n n e n t

en t r e eltes un i n t e r v a l l e de 150 ~ 250 A. Ces i n v a g l n a t i o n s se t e r m i n e n t en un cul de sac parfo is di la t6 en une v6sicule a y a n t j u s q u ' ~ 0,5 ix de d i a m b t r e ; elles

o n t p a r a iUeurs t e n d a n c e ~ e n t o u r e r des mi tochondr i e s , e t s ' a n a s t o m o s e n t assez

s o u v e n t en t r e elles. Les mi tochondr i e s , ~ cr6tes nombreuses , son t assez grosses (0,6 ~ 1,5 ~ de

d iam6t re ) , sph6r iques ou al long6es para l l61ement a u x i n v a g i n a t i o n s (Fig. 6a , I ) ;

elles o n t parfois , sur coupe, une fo rme d ' a n n e a u (Fig. 3). S igna lons aussi la f ine m e m b r a n e basa le accol6e ~ la sur face de la m e m b r a n e

p6r iph6r ique , sauf en ce r ta ins endroi t s , au n i v e a u du d6pa r t des i n v a g i n a t i o n s

Fig. 3. a G. x 8000: Coupe longitudinale du tube proton6phridien qui est, vers la gauche, peu diff6rent de celui de la :Fig. 2, tandis que, vers la droite, la partie Tg 2 devient trbs im- portante (la partie Tg 1 restant uniform6ment vide et mince). La lumibre (L) trbs 6troite, est surtout visible entre les digitations membranaires, 6paissies, correspondant ~ la partie Tg 2. E 6piderme externe cuticularis6 (en haut ~ gauche: le milieu ext6rieur); Ps pseudocoele; Tc tube capillaire de la cellule-flamme; 1 et 2 correspondent aux parties Tg 1 et Tg 2 du tube

proton6phridien. (cf. interpr6tation Fig. 7 et 8b).

b G. x 9000: Coupe transversale du tube proton6phridien, avec trois sections de la lumibre (grosses flbches) r6duite, reconnaissable par les digitations aux parois 6paissies, accompagn6es chacune d'une partie Tg 1 (1), transparente aux 61ectrons et gonfl6e (~ la suite de la fixa- tion ?). Ces parties semblent noy6es, ainsi que la lumibre, dans une masse unique de tissu proton6phridien Tg 2 (2), mais les zones p6ripb6riques de Tg I sont toujours en contact avec le pseudocoele (petites fl6ches), qui se pr6sente alors sous forme de digitations trbs 6troites p6n6trant dans la masse Tga (voir l'interpr6tation sur les sch6mas d et d' des :Fig. 7 et 8).

Tgs partie s6cr6trice du tube proton6phridien. AG Appareil g6nital

Ultrastructures d 'un Rotif~re: Notommata copeus. I I 107

Fig. 3 a e t b

108 P. CLI~.MENT: Ultrastructures d'un Rotifbre: Notommata copeus. I I

Fig. 4. G. x 7000. Le tube proton6phridien (Tg) est coup6 deux lois (L), vers l'arribre de l'animal. A gauche, r6piderme (E). A droite, l'intestin (In) et ses muscles sous-jacents; ses microvillosit6s bordent la lumi~re digestive. MS muscle squelettique, Ps pseudocoele. Les flbches indiquent certains des 6paississement ponctuels de la membrane limitant la lumi~re (L)

du tube proton6phridien

pa r exemple , off elle se d6colle en direct ion du pseudocoele. Sa s t ruc ture est semblable ~ eelle que nous avons d6crite au n iveau de la cel lule-f lamme (CLEMENT, 1968).

B. Let bordure de la lumi~re du tube protondphridien

Le tube pro tonSphr id ien est form6 d 'une masse cy toplasmique approx ima t ive - m e n t cyl indr ique, don t nous venons de d6crire la zone p6riph6rique. Nous la nommerons (~tissu p ro ton4phr id i en , (Tg 2 et Tffs sur nos figures).

Cet te masse est creus6e d 'une lumi~re non axiale mais excentr6e, tou jours situ6e tr~s pros de la membrane p6riph6rique, et don t les dimensions (5 tL pour son plus g rand diam~tre , souvent moins d ' l ~ pour le plus pet i t ) sont tr~s modes tes p a r r a p p o r t ~ celles du tube (qui a cou rammen t de 15 ~ 30 ~ de diam~tre) . La lumi~re serpente , e t son parcours est si s inueux qu 'une sect ion t ransversa le du tube peu t la recouper plusieurs fois (Fig. 3b, 7, 8).

Fig. 5. a G. X 10000. Tg tube proton6phridien avee son noyau (N) eontenant un nucl~ole (Nu). Tgs partie s6er~trice juxtapos~e, a v e c l a m~me zone p6riph~rique (M mitochondries; I in- vaginat ion membranaire) et un complexe golgien (Go) tr~s d~velopp~. Ps pseudocoele.

b G. x 7500. Tgs zone s~cr~trice du tube, dont le noyau (N) a le m~me aspect que celui de 5a (Nu nucl~ole); I invaginat ion membranaire ; M mitochondrie; Go complexe Golgien. P8 pseudocoele, dans lequel on observe un muscle squelettique (MS). A gauche: l '~piderme (E), avec son noyau (NE) peu dense et tr~s allong~, et sa lame dense (Cu) vers le milieu

ext~rieur (M ex)

110 P. CL~MENT:

Fig. 6 a e t b

Ultrastructures d'un Rotff~re: Notommata copeus. I I 111

Le cytoplasme qui s6pare la lumibre du pseudocoele (Tg 1 sur nos figures) est peu 6pais et sur tout trbs peu dense (Fig. 2, 3): il est g6n6ralement entibrement t ransparent aux 61ectrons (ce qui est sans doute art6factuel lorsqu'il est assez gon/16: Fig. 3b), et sur tout ne contient ni mitochondries, ni invaginations de la membrane p6riph6rique.

La lumi~re du tube, creus6e dans la cellule proton6phridienne m6me, est tapiss6e d 'une membrane, qui se pr6sente sous deux aspects diff6rents:

1. La membrane l imitant la partie Tg 1 (1/a de la surface membranai re sans compter les digitations), ne pr6sente aueune particularit6 notable (aucun repli, aucun 6paississement).

2. La membrane en contact avec la partie Tg 2 est, par contre, fort caract6- ristique : elle forme de nombreux replis irr6guliers, souvent anastomos6s entre eux, de fagon ~ compar t imenter la lumibre cellulaire (Fig. 2 et 3). Au niveau de ces replis, elle est 6paissie par un revStement interne dense aux 61ectrons, de 100 200 A d'6paisseur (Fig. 2).

La lumibre cellulaire est souvent r6duite (Fig. 3), les parties Tg I venan t presque en contact avec les replis 6paissis d6crits plus haut .

Notons enfin que l 'aspect du tube proton6phridien varie suivant les n iveaux:

1. Dans les r6gions ant6rieures, faisant suite aux cellules-flammes (Fig. 2, 7 a) son diambtre est r6duit et son interpr6tat ion ais6e.

2. Dans les r6gions m6dianes, les parties Tg,, prennent des dimensions rela- t ivement trbs importantes , et recouvrent les parties Tg j , isolant des invagina- tions pseudocoelomiques au sein du tissu proton6phridien (Fig. 3b, 7, 8).

3. Toujours dans ces r6gions, certaines zones du tube sont ne t tement s6cr6- trices (Tgs dans les Fig. 1, 3, 7, 8). La lumibre est toujours assez proche de la membrane p6riph6rique (Fig. 1) mais il ne semble pas exister de partie Tg 1 ayan t les caract~res ~num~r6s plus hau t 2.

4. Dans la r~gion post~rieure de chaque tube, avan t leur d~bouch~ dans la vessie cloacale, la lumi~re est beaucoup plus large, et la paroi, relat ivement peu 6paisse, a un contenu dense; la membrane tapissant cette lumi~re ne pr~sente plus que de tr~s 15g~res et r~duites ondulations, correspondant ~ des points denses par suite de son ~paississement (Fig. 4).

Fig. 6. a G. • 8000. La coupe, faite dans la masse du tissu proton6phridien, ne traverse pas la lumi~re du tube. Remarquer la zone p~riph~rique caract~ristique de ce tissu: invaginations membranaires (I) et mitochondries (M). Les /l~ches 8oulignent un complexe de ]onction cellulaire. En bas, h droite, la partie externe de r~piderme (E) contient la lame dense sombre. En haut,

droite, l'appareil g6nital (AG) est limit~ par un nette membrane basale d~coll6e. A gauche l'intestin (In) porte des villosit~s et quelques cfls du cSt~ de la lumibre digestive./)8 pseudocoele;

Mb membrane basale du tube protontphridien. b G. f 50000. Dttail du complexe membranaire dont l'aspect rappelle une (~zonula adhaerens~

2. Ceci n'est pas encore stir, ~tant donn6 le petit nombre d'images de cette lumi~re ob- serv~es jusqu's ee jour. Par exemple, l'aspect de la lumi~re, sur la Fig. 1, peut fort bien s'expliquer par une coupe passant par le plus grand diam~tre de la lumi~re de la Fig. 2 par exemple.

112 P. CL]~MEI~T :

C. Le cytoplasme du tissu protondphridien

L'ensemble mitochondries-invaginations de la membrane p~riph~rique carac- t~risant la quasi totalit~ de ce tissu (le volume des parties Tg 1 est en effet n~gli- geable), le reste du cytoplasme se pr~sente sous deux aspects diff~rents:

a) L 'aspect normal (Fig. 1, 3, 5, 6, 8) est assez clair, contenant des pr~cipit~s cytoplasmiques art~factuels difficiles s interpr6ter, ~ c5t6 de quelques petites vacuoles ou v~sicules et de rares complexes membranaires, vraisemblablement golgiens.

b) Nous avons pu observer d 'autres masses de tissu proton6phridien (Tgs, Fig. 1, 3, 5, 8) beaucoup plus sombres, qui, sur les photos obtenues jusqu'~ ce jour, sont toujours juxtapos6es, voire en contact, avec ]e tissu (~normal)): ribosomes, granules plus gros, tr~s nombreuses v~sicules golgienncs et complexes membranaires golgiens tr~s d~veloppSs, font net tement supposer le r61e sScr4teur de ce tissu.

D. Individualitd cellulaire (noyaux et jonctions cellulaires)

Les noyaux du tube glandulaire sont rares. Nous en avons observ~ dans les parties s~cr~trices comme dans les autres parties du tissu proton6phridien (Fig. 1, 5, 8). Ils sont beaucoup plus grands que les noyaux situ6s au niveau de la cellule-flamme (CLEMENT, 1968) et contiennent un nucl~ole tr~s net.

Le tissu proton~phridien de Rotif~re est r~put~ 6tre syncytial. Mais les noyaux y sont rares et leur diss6mination emp~che une observation ~lectromicroscopique convaincante ~ cet ~gard.

A rinverse, nous avons remarqu6, au sein du tissu proton~phridien ((normal)), des images ~voquant des jonctions entre deux cellules 6pith~liales. Elles montrent l 'existence d 'un complexe membranaire long, sinueux, avec de nombreuses digita- tions, et ~pais de 500/~ environ (Fig. 1 et 6) : il ne ressemble s aucun de ceux que nous avons d~crit plus haut.

C'est un ensemble de deux membranes rapproch~es (Fig. 6b) dont les feuillets internes sont ~paissis vers l'int~rieur, les feuillets externes ~tant r~unis par une zone grise d 'environ 200 J~ d'~paisseur: cette description correspond assez bien

ceUe que FARQUHAR et PALADE ont donn~e de la ((zonula adhaerens~) (1963). I1 y aurait donc un complexe de jonction entre deux cellules ~pith~liales.

Discussion

A. Interprdtation (Fig. 7 et 8)

1. La zone p~riph~rique de la paroi du tube proton6phridien

D~s 1956, PEASE a observ~ que le type d'association mitochondries-invagina- tions de la membrane p~riph~rique se rencontre dans les cellules impliqu~es dans un transport rapide d 'eau; selon DE ROBERTIS et coll. (1965), les membranes de ces invaginations contiendraient des enzymes intervenant dans les m~canismes de transport actif, l'~nergie n6cessaire ~tant fournie par les mitochondries tr~s proches.

Ces structures particuli~res ont 6t~ en effet d6crites dans de nombreux tubes excr~teurs: chez les Vert~br6s, les premieres bonnes observations datant de 1955 (PEASE), 1956 (SJSSTRA~D), 1957 (RUSKA et coll.); chez les Arthropodes (depuis BEA~S et coll., 1955); chez les Plathelminthes (PEDERSEN, 1961; WETZEL, 1962)

Ultrastructures d 'un Rotifbre: Notommata coleus. I I 113

~ T g l i~7/~ Tg z I IL

F==3 Tg . / ,

Fig. 7a- -e . Aspects du tube protondphridien ~t diHdrents niveaux (schdmas).

a - - d Diff6rents niveaux des zones non s6cr6trices; la lumibre, trbs contourn6e, est visible trois lois sur les seh6mas e et d, et est englob6e (ainsi que les parties Tgx)

clans la partie Tg 2 unique sur le sch6ma d. b" et d ' Les zones s6cr6trices du tube proton6phridien

sont toujours juxtapos6es aux zones non s6cr6trices. a Peu aprbs le d6bouch6 de la cellule-flamme dans le tube proton6phridien (Fig. 2).

b---d Niveaux moyens de ce tube (Fig. 3). e Vers son d6boueh6 dans la vessie eloaeale (Fig. 4).

Les traits en pointfll6 indiquent le t rajet de la lumibre. J.C. Jonetion cellulaire entre les cellules creuses qui, plac6es bout & bout, forment le tube proton6phridien. Les contours du bloc diagramme - - un trait simple - - repr6sentent la membrane cellulaire externe plus

la membrane basale

8 Z. Zellforsch., Bd. 94

114 P. CLEMENT :

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Fig. 8. a, b e t d' Sch6mas des coupes transversales du tube proton6phridien aux diff6rents niveaux a, be t d' des sch6mas pr6e6dents. Go Complexe golgien; I invagination de la membrane

p6riph6rique; L lumi~re; M mitoehondrie; Mb membrane basale

etc . . . . Elles se rencont ren t aussi dans les organes de type non urinaire, tels que les canaux stri6s des glandes salivaires de Vert~br6 (KuRTZ, 1964), les ((glandes t~ sel~) des oiseaux mat ins (DorLv,, 1960), etc . . . .

Dans le tube protondphridien de Roti/~re, il existe donc vraisemblablement un type comparable de transport acti/ d' eau et de substances, c' est h dire un phdnom~ne de rdabsorption.

L'6tude des autres u l t ras t ructures de ce tube proton6phridien nous a-t-elle renseign~ sur les modalit6s du passage d 'une part ie de la pr6urine, t~ par t i r de la lumi~re du tube jusqu't~ ces invaginat ions , c 'est s dire a va n t sa r6absorption ?

Ultrastructures d'un Rotif~re : Notommata copeus. II 115

2. La bordure de la lumi6re du tube proton6phridien

Le trajct tr~s contourn~ de ce tube d'une part, et les digitations que projette la membrane dans sa lumi~re d'autre part, facilitent sans doute le passage d'une pattie de ]a pr~urine dans la masse du tissu proton~phridien ; les ~paississements de cette membrane pourraient m~me avoir un r61e dans la capture de certaines substances.

La souplesse de la partie Tg 1 lui permettrait d'6pouser le volume de la pr4- urine circulant dans le canal, afin que ce liquide soit en contact avec toute la surface form~e par les digitations mcmbranaircs de la partie Tg 2. Ce ph6nom~ne serait moins net dans les zones s~cr4trices du tube, bien que la lumi~re reste encore assez en surface par rapport ~ la masse du tissu proton~phridien s~cr~teur.

Par ailleurs, le passage de pr~urine dans le tissu proton~phridien semble moins important dans la partie terminale de ce tube (Fig. 4).

3. Le cytoplasme du tissu proton6phridien

Si tout le tissu proton6phridien permet le passage d'une partie de la pr~urine depuis la lumi~re du tube jusqu'~ la membrane p~riph~rique et le pseudocoele (r6absorption), certaines parties du tube sont plus spdcialisdes que les autres daus des phdnom~nes de sdcrdtion.

4. Individualit~ cellulaire (noyaux et jonctions cellulaires)

D'autres observations plus pr~cises seront n~cessaires pour confirmer ou in- firmer l'hypoth~se que nous pouvons 6mettre s la suite de nos observations: la nature syncytiale du tissu protondphridien de Roti/~re, ]usqu'ici admise par tous, est ~ remettre en question.

B. Concl~,sions

PO•TIN (1964 et 1966) fit les premiSres observations importantes sur la physiologie de l'appareil proton6phridien d 'un l~otif~re (g. Asplanchna) et il in- sista sur son importance probable dans lcs ph~nom~nes d'osmor6gulation en plus de son rSle dans l'excr6tion. Mais il ~tudia surtout le r61e des cellules-flammes et de la vessie, ne mentionnant pas, et n~gligeant m8me dans ses calculs, la possibilit~ d'une rgabsorption au niveau du tube proton6phridien.

Cette possibflit6, ~voqu~e pour la premiere lois par les travaux de BRAUN, KUMMEL et MAnGos publi~s vers la fin de 1966, n 'a pas 6t6 appuy~e de fa~on convaincante par une ~tude au microscope ~lectronique. Mais ces auteurs ont d6montr~ pour ]a premiere lois que ]a proton~phridie de Rotif~re est aussi un organe osmor~gulateur, sugg~rant fortement l'analogie entre les n~phridies et proton6phridies des Invert6br~s et le n6phron des Vert~br6s.

Nos travaux soutiennent enti~rement de telles suggestions: nous avons mis en dvidence dans le tube protondphridien de Roti/~re les m~mes mod~lee morpho- logiques ultrastructuraux que ceux responsables de la rdabsorption chez les Invertd- brds supdrieurs et chez les Vertdbrds.

Par cette 6rude ultrastructurale comparative, nous retrouvons donc l 'hypo- th~se d~jh avanc~e par RAMSAY (1954): les organes excr~teurs des Vertebras et des Invert~br~s pr~sentent de nombreuses convergences, quant ~ la structure et quant au fonctionnement.

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116 P. CLEMENT:

Cependant , on peut noter, entre autres, que: 1. Nous ne re t rouvons pas exac tement ehez le Rotif~re les trois parties (seg-

ments proximal, distal et anse de Henle) pr~sentes dans le n~phron d ' u n Mammif~re; la diff6renee principale est l 'absence de l 'anse de Henle. E t n o s informat ions sont encore loin d 'etre suffisantes sur les Rotif~res pour que nous puissions par exemple donner ~ la part ie s~er~trice du tissu proton~phridien le rSle du segment proximal, et ~ la partie plus claire le rSle du segment distal (en comparan t nos images par exemple s celles publi6es par KURTZ en 1964).

2. La lumi~re est ici intraeellulaire et les replis et digitations de la membrane in terne dans la lumi~re du tube proton~phridien different des nombreuses et r~guli~res microvillosit~s qui bordent la lumi~re du n~phron, et nous ignorons le ou les m6canismes de passage de la pr4urine darts le tissu proton4phridien (pinocytose, u l t r aphagocy tose . . . ) qu 'une ~tude autoradiographique permet t ra bientSt de pr~ciser.

E n rdsumd, nous avons mis en dvidence l'existence d'un module morphologique convenant h la rdabsorption tubulaire mais nous avons encore peu de donn~es u l t ras t ructura les ou physiologiques nous pe rme t t an t de pr~ciser ses modalit~s.

Bibliographie BEAMS, H.W., T.N. TAHMISIAN, and R. L. DEVINE: Electron microscopy of malpighian

tubule of grasshoper. J. biophys, biochem. Cytol. l, 197--202 (1955). BRAUN, G., G. KVMMEL, and J. A. MANGOS: Studies on the ultrastructure and function of

a primitive excretory organ, the protonephridium of the Rotifer Asplanchna priodonta. Pfliigers Arch. ges. Physiol. 289, 141--154 (1966).

CLEMENT, P. : Ultrastructures d'un Rotif~re, Notommata copeus. I. La ccllule-flamme, ttypo- theses physiologiques. Z. Zellforsch. 89, 4 7 8 ~ 9 8 (1968).

DE ROBERTIS, E. D. P., W. W. NOWINSKI, and F. A. SABz: In: Cell biology, ch. 21, p. 377-- 404: Mechanical activity and cell motion. Fourth ed. of General Cytology. Philadelphia and London: W. B. Saunders Co. 1965.

DOYLE, W. L. : The principal cells of the salt gland of marine birds. Exp. Cell Res. 21, 386-- 393 (1960).

FARQUItAR, M. G., and G. E. PALADE: Juntional complex in various epithelia. J. Cell Biol. 17, 375--412 (1963).

KVRTZ, S.M.: The kidney. In: Electron Microscopic anatomy (S. M. KURTZ ed.), vol. 10, p. 239--264. New York and London: Academic Press 1964.

MAUNSBACtt, A.B., S. C. MADDEN, and H. LATTA: Variations in fine structure of renal tubular epithelium under different conditions of fixation. J. Ultrastruet. Res. 6, 511-- 530 (1962).

- - The influence of different fixatives and fixation methods on the ultrastructure of rat kidney proximal tubule cells. I. Comparison of different perfusion fixation methods, and of glutaraldehyde, formaldehyde and OsO 4 fixative. J. Ultrastruct. Res. 15, 242--282 (1966a).

- - The influence of different fixatives and fixation methods on the ultrastructure of rat kidney proximal tubule cells. II. Effects of varying osmolality, ionic strength buffer system and fixative concentration of glutaraldehyde solutions. J. Ultrastruct. Res. 15, 283--309 (1966b).

PALAnE, G. E. : A study of fixation for electron microscopy. J. exp. Med. 95, 285--298 (1952). PEASE, D. C. : Electron microscopy of the tubular cells of the kidney cortex. Anat. Rec. 121,

723--743 (1955). - - Infolded basal membranes found in epithelia noted for their water transport. J. biophys.

biochem. Cytol. (Suppl.) 2, 203--208 (1956). PEDERSEN, K. J. : Some observations on the fine structure of planarian protonephridia and

gastrodermal phagocytes. Z. Zellforsch. 53, 609--628 (1961).

Ultrastructures d'un Rotif~re: Notommata copeus. I I 117

PONTIN, 1~. M. : A comparative account of the protonephridia of Asplanchna (Rotifera) with special reference to the flame bulbs. Proc. zool. Soc. London 142, 511--525 (1964).

- - The osmoregulatory function of the vibratile flames and the contractile vesicle of Asplanchna (Rotifera). Comp. Biochem. Physiol. 17, 1111-1126 (1966).

POURRIO% R. : Recherches sur l'6cologie des Rotifbres. Vie et Milieu, Suppl. 21 (Laboratoire Arago, Banyuls sur mer), 224p (1965a).

- - Sur le d6terminisme du mode reproduction chez les Rotif~res. Schweiz. Z. f. Hydrologic 27, 76--87 (1965b).

RAMSAr, J . A . : Active transport and secretion, p. 12. Cambridge: University Press. 1954. REMA~E, A.: Rotatoria. In: Dr. H. G. BROWN'S Klassen und Ordnungen des Tier-Reichs.

Bd. IV (Vermes). Bd. 2 (Aschelminthes), Voh 1 (Rotatorien, Gastrotriehen und Kinorhyn- chen), Fasc. 3, p. 289--448 (1929--1933).

REYNOLDS, E . S. : The use of lead citrate at high pH as an electron opaque stain in electron microscopy. J . Cell Biol. 17, 208--212 (1963).

RCsxA, H., D. H. MOORE, and J . WEINSTOCK: The base of the proximal convoluted tubule cells of rat kidney. J. biophys, biochem. Cytol. 8, 249--253 (1957).

SJSSTRAND, F. S. : The ultrastructure of cells as revealed by the electron microscope. Int. Rev. Cytol. 5, 456--533 (1956).

TRUMP, B. F., and J. L. E. ERICSSON: The effect of the fixative solution on the ultrastructure of cells and tissues. A comparative analysis with particular attention to the proximal con- voluted tubule of the rat kidney. Lab. Invest. 14, 1245--1323 (1965).

WETZEL, B. K. : Contributions to the cytology of Dugesia tigrina (Turbellaria) protonephridia. In: 5th Internat. Congr. Electron Microsc. Philadelphia, Pa, 1962, II . New York and London: Academic Press, Q 10, 2 p 1962.

Dr. PIERRE CLEYIENT Laboratoire d'Histologie Facult6 de M~deeine Alger, Alg6rie *

* Jusqu 'en Jufllet 1969.