Hermaphroditism in superfamily Pennatuloidea (Cnidaria: Anthozoa): Reproduction on Umbellula-like sea pens (Umbellulidae and Pseudumbellulidae) from the Southwestern Atlantic Ocean

Abstract

Sea pens are a specialized and diverse group of deep-sea octocorals, conformed by 240 species, 41 genera and 16 families. The “Umbellula-like” group (species with autozooids arranged in a distal terminal cluster, giving the colony a flower appearance) is represented by 27 species that inhabit great depth in all oceans. Reproductive characteristics in superfamily Pennatuloidea are poorly studied. In this work, we studied 16 specimens of Umbellula-like sea pens from two families (Pseudumbellulidae and Umbellulidae), three genera (Pseudumbellula, Solumbellula and Umbellula) and six species (P. pomona, S. monocephalus, U. antarctica, U. lindahli, U. magniflora and U. thomsoni), extending knowledge from 16 to 21 species. We found gametogenic tissue in all specimens, and five of the species were hermaphroditic. An even more surprising finding was that two species were trioecious (i.e., displaying three sexes– male, female and hermaphrodite– within the same species). These refute the hypothesis that all sea pens are gonochoric and that gonochorism is a phylogenetically conserved character in the group. Furthermore, our results contribute to increase the knowledge about reproductive characters in sea pens, now covering 9% of the total of species.

Las plumas de mar son un grupo especializado y diverso de octocorales de aguas profundas, conformado por 240 especies, 41 géneros y 16 familias. El grupo de las “símil-Umbellula” (especies con autozoides agrupados en un grupo terminal, dando a la colonia apariencia de flor) está representado por 27 especies que habitan en todos los océanos a grandes profundidades. Las características reproductivas de la superfamilia Pennatuloidea están muy pobremente estudiadas. En este trabajo, estudiamos 16 ejemplares de plumas de mar del grupo de las símil-Umbellula, pertenecientes a dos familias (Pseudumbellulidae y Umbellulidae), tres géneros (Pseudumbellula, Solumbellula y Umbellula) y seis especies (P. pomona, S. monocephalus, U. antarctica, U. lindahli, U. magniflora y U. thomsoni), extendiendo el conocimiento actual de16 a 21 especies. Se encontró tejido gametogénico en todos los ejemplares analizados y cinco especies resultaron ser hermafroditas. Un resultado aún más sorprendente fue que dos de las especies resultaron ser trioicas (i.e., presentaban tres sexos: masculino, femenino y hermafrodita, dentro de la misma especie). Esto refuta la hipótesis que postulaba que todas las plumas de mar son gonocóricas y que el gonocorismo es un caracter filogenéticamente conservado en el grupo. Además, aumenta el conocimiento sobre los caracteres reproductivos de las plumas de mar a un 9% del total de las especies.