Histochemical and electrophoretic analysis of the primary flight muscle of several phyllostomid bats

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Abstract

We identify a novel histochemical fibre type that is correlated with a unique myosin heavy chain isoform in the pectoralis muscle of the two bats Artibeus lituratus and Carollia perspicillata (Phyllostomidae). Pectoralis muscles sampled from four other species (Phyllostomus hastatus, Platyrrhinus helleri, Glossophaga soricina, and Diaemus youngi) exhibited myosin heavy chain isoforms with electrophoretic properties identical with those of A. lituratus and C. perspicillata. The pectoralis muscles of A. lituratus and C. perspicillata consisted mainly of the newly described type IIe fibre. Diaemus youngi differed from the other species studied by having an FM5 native myosin isoform, a feature shared with Desmodus rotundus. We hypothesize that the two-fibre-type composition of the pectoralis muscle in the phyllostomid bats may be related to a “two-gear” locomotor strategy and represents a synapomorphy. The distribution of fibre types and myosin isoforms correlated with family-level phylogenetic affinity rather than with functional characteristics. One of the fibre types was identical with type IIa of terrestrial mammals and a correlated IIa isoform pattern upon electrophoretic analysis. The IIa fibres had high oxidative and glycolytic potential. The second fibre type, which we call type IIe, had a histochemical and immunocytochemical pattern inconsistent with interpretation as a type IIb muscle fibre. Electrophoretic analysis confirmed that isoforms correlated with IIe fibres migrated at different rates from type I, IIa, IIb, and IIx isoforms. The IIe fibres had a fast oxidative metabolic pattern and were at least twice as numerous as IIa fibres. Thus, a novel type IIe fibre is predominant in the pectoralis of six phyllostomid species that exhibit highly divergent body sizes and (or) flight styles.

L'identification d'un nouveau type histochimique de fibre correspond à la présence d'une forme unique de la chaîne lourde de myosine dans le muscle pectoral de deux chauves-souris, Artibeus lituratus et Carollia perspicillata (Phyllostomidae). Des échantillons de muscles pectoraux de quatre autres espèces (Phyllostomus hastatus, Platyrrhinus helleri, Glossophaga soricina et Diaemus youngi) contenaient des isoformes de myosyne à chaîne lourde aux propriétés électrophorétiques identiques à celles d'A. lituratus et de C. perspicillata. Les muscles pectoraux d'A. lituratus et de C. perspicillata contiennent surtout des fibres du type nouvellement décrit, IIe. Diaemus youngi diffère des autres espèces en ce qu'il contient un isoforme de myosine indigène, FM-5, qu'on retrouve aussi chez Desmodus rotundus. Nous postulons que la présence de deux types de fibres dans le muscle pectoral des phyllostomides correspond peut-être à une stratégie de locomotion «à deux vitesses» et peut représenter une synapomorphie. La répartition des types de fibres et des isoformes de la myosine est reliée aux affinités phylogénétiques au sein de la famille plutôt qu'à des caractéristiques fonctionnelles. L'un des types de fibres semble identique au type IIa des mammifères terrestres et, à l'électrophorèse, donne un schéma correspondant à ce dernier. Les fibres IIa ont un potentiel oxidatif et glycolytique élevé. Le deuxième type de fibre, baptisé IIe, a des propriétés histochimiques et immunocytochimiques distinctes de celles d'une fibre musculaire de type IIb. L'analyse par électrophorèse confirme que les isoformes correspondant aux fibres IIe migrent à des vitesses différentes de celles des isoformes correspondant aux types I, IIa, IIb et IIx. Les fibres IIe ont un pattern de métabolisme oxydatif et sont au moins deux fois plus nombreuses que les fibres IIa. Un nouveau type de fibres, IIe, est donc prédominant dans les muscles pectoraux de six espèces de Phyllostomidae à tailles et caractéristiques de vol très diversifiées.

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