Holistic morphometric analysis of growth of the sand dollar Echinarachnius parma (Echinodermata:Echinoidea:Clypeasteroida)

Abstract

Holistic morphometrics is a term implying complete shape characterization of all of the structural parts of an organism. The skeleton of an echinoid is comprised of hundreds of individual plates arranged in a closed 3-dimensional mosaic forming the test. GIS software and techniques were used to generate topologically correct digital models of an ontogenetic series of specimens of the sand dollar echinoid Echinarachnius parma. Plate growth can be considered in proportion to overall skeleton growth, resulting in a linear model of relative growth. Alternatively, separate logistic equations can be fit to the ontogenetic series of homologous plate areas using nonlinear least squares regression to result in a model for instantaneous growth. The linear and logistic parameters of the models describe the allometric growth of plates from different viewpoints. Growth is shown to fall into characteristic patterns defining distinct plate growth domains associated with development of the imago (larval) skeleton just prior to metamorphosis, early growth associated with expansion of the corona and fold-over (forming the flattened body form), juvenile growth and formation of petals, and adult growth. Functions of growth, plate translocation, plate juxtaposition between aboral and oral surfaces, and relationships with internal buttressing are quantified. Results offer explanations for general skeletal symmetry, distinction between ambulacral and interambulacral growth, the relationship of growth to internal buttressing, existence of a distinct petalodium, and anterior-posterior asymmetry during development. The parametric values of growth functions derived from the results are a basis for computational modeling of growth and development in sand dollars.

Comparative drilling predation on time-averaged phosphatized and nonphosphatized assemblages of the minute clypeasteroid echinoidEchinocyamus stellatusfrom Miocene offshore sediments (Globigerina Limestone Formation, Malta)

“…Since the test is almost planar, all parts of the tests are covered. The petal area is the expansive petalodium (Zachos, 2015), which is the sum of ambulacral and interambulacral fields enclosed by the ends of the petals. The ambital area is the area between the petal area and the ambitus (outline of the test).…”

Morfología y crecimiento relativo en Clypeaster europacificus (Clypeasteroida: Clypeasteridae) del Golfo de California

“…Análisis de crecimiento relativo. A pesar de que algunos autores consideran que para comprender el crecimiento en organismos como los erizos de mar se debe identificar el crecimiento primero en las placas individuales de la testa, Zachos (2015) menciona que existen dos métodos para poder identificar el modelo de crecimiento individual en las placas de la testa. La primera es utilizar las bandas de crecimiento o bien comparar placas homólogas a través de una serie ontogenética de individuos donde se registre el crecimiento.…”

“…Esta misma relación se demostró en el trabajo de Swisher y Lin (2019) para Arachnoides placenta durante su crecimiento. Es importante señalar que el cambio en la forma del borde de la testa presente en C. europacificus durante su crecimiento, es un fenómeno que no se comparte en todas las especies de clipeastéridos, p. e. Zachos (2015) reportó que en el análisis que realizó para Echinarachnius parma la testa mostró un crecimiento casi simétrico (isométrico), en donde el aumento de tamaño en las placas desde los organismos post-metamorfosis (con 38 placas) hasta los organismos adultos (con más de mil placas) se conserva la proporción entre las secciones de la testa, con la forma de la misma durante el crecimiento de los organismos. Para ejemplares pequeños de C. europacificus el número de placas para la superficie dorsal fue de 40 placas ambulacrales (sin contar las incluidas en el sistema petalar) y 100 placas interambulacrales, mientras que en ejemplares de tallas medianas a grandes, los especímenes presentan 60 placas ambulacrales y 110 placas interambulacrales.…”

“…El endoesqueleto o testa de las galletas de mar está conformado por la fusión de las placas ambulacrales e interambulacrales. Durante el crecimiento se ha identificado que el número de placas puede variar en algunas especies; en ejemplares de Echinarachnius parma (Lamarck, 1816) se ha reportado que el número de placas varia de 38 (en organismos recién metamorfoseados) a más de mil, considerando las placas dorsales, ventrales y de las áreas ambulacrales e interambulacrales en organismos adultos (Zachos, 2015). Particularmente, para C. europacificus no existen estudios que analicen la variación morfológica a lo largo de su crecimiento.…”

<p class="HeadingRunIn"><strong>A geometric morphometric analysis of <em>Arachnoides</em> <em>placenta</em> (Echinoidea: Clypeasteroida): An examination of ontogenetic development and morphological variation</strong></p>

“…This study utilizes geometric morphometric analyses to assess ontogenetic development of circular morphology and developmental variation in clypeasteroid echinoids. While some holistic morphometric and geometric morphometric work has been conducted using echinoid data (Moore & Ellers 1993;Sievers & Nebelsick 2014;Zachos 2015;Schlüter 2016), this analysis focuses on developing, testing, and expanding the application of geometric morphometric methodologies for clypeasteroids exemplified by A. placenta. The goal of study is to examine how A. placenta obtained a circular to sub-circular ambitus during post-larval ontogeny.…”