Inter- and intraspecific variability in the chemical composition of the mineral phase of cements from several tube-building polychaetes

Several species of marine polychaetes reside in individual protective tubes. These tubes may be agglomerated in patches of varied sizes with very high densities, or form massive reef-like mounds which can be stretch over several kilometers. These polychaetes can thus be considered as the most important building organisms after corals in coastal environments. We especially focused on several species belonging to the families of Sabellariidae, Terrebeliidae and Pectinariidae. Tubes grains are glued together with biomineralized cement secreted from a building organ connected to specialized glands. Different methods of micro-analysis were used to analyze the biomineral components of these cements for four varyingly gregarious tube-building polychaetes: Lanice conchilega, Pectinaria koreni, Sabellaria alveolata and Phragmatopoma caudata. The aim of this study is to describe and compare the inter- and the intraspecific variability in the main biomineral components of cement at local, regional and continental scales. Scanning Electron Microscopy confirms an identical structure of the cement within species of Sabellariidae in Europe and America. Electron Probe Micro-Analysis (EPMA) confirms the presence of calcium, phosphorus, and magnesium plus traces of manganese in all cements, with varying concentrations of these elements at different locations for the same species or for different species at the same location. Finally, our dataset is compared with previous studies from literature.

RésuméPlusieurs espèces de polychètes marins vivent isolées dans des tubes protecteurs. Ces bioconstructions peuvent être non jointives, mais réparties sur de grands espaces, et pouvant atteindre de très fortes densités individuelles ; d’autres construisent des formations récifales massives étendues parfois sur plusieurs kilomètres carrés. Ces polychètes peuvent ainsi être considérés comme les plus importants organismes bioconstructeurs de la zone littorale après les coraux hermatypiques. Les tubes des Sabellariidae, des Terrebeliidae et des Pectinariidae, par exemple, sont élaborés à partir de grains de sables et de fragments de coquilles d’une taille et d’une forme bien particulières, adaptées à l’organe préhensile du ver constructeur. L’organisation des clastes dans les parois des tubes est variable : celle des Sabellariidae ressemble à l’agencement des tuiles d’un toit alors que les fragments de coquilles utilisés par les Terrebeliidae sont assemblés de manière aléatoire. Les grains sont collés à l’aide d’un ciment biominéralisé secrété par un organe spécialisé connecté aux glandes cémentaires. Différentes méthodes de micro-analyse ont été utilisées pour analyser la composante biominérale de ces ciments pour quatre espèces de polychètes tubicoles : Lanice conchilega, Pectinaria koreni, Sabellaria alveolata et Phragmatopoma caudata. L’objectif de cette étude est de décrire et de mesurer la variabilité inter- et intraspécifique des principaux éléments du ciment aux échelles locale, régionale et continentale. La Microscopie Électronique à Balayage montre que la structure du ciment entre les espèces de Sabellariidae en Europe et en Amérique est identique. L’analyse par micro-sonde électronique (EPMA) confirme la présence de calcium, de phosphore et de magnésium, avec des traces de manganèse dans tous les ciments. La teneur de ces éléments varie selon l’environnement pour la même espèce et selon les espèces dans un même environnement. Une comparaison des données acquises avec celles de la littérature est présentée.