HAL Id: hal-00898105
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Submitted on 1 Jan 1983
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Etude histologique et ultrastructurale de l’organogenèse et de la différenciation post-embryonnaires de l’appareil
génital d’Helix aspersa Müller
J. Enée, Bernadette Griffond
To cite this version:
J. Enée, Bernadette Griffond. Etude histologique et ultrastructurale de l’organogenèse et de la dif-
férenciation post-embryonnaires de l’appareil génital d’Helix aspersa Müller. Reproduction Nutrition
Développement, 1983, 23 (5), pp.927-941. �hal-00898105�
Etude histologique
etultrastructurale de l’organogenèse
et
de la différenciation post-embryonnaires
de l’appareil génital d’Helix aspersa Müller
J. ENÉE,
Bernadette GRIFFONDLaboratoire de Zoologie et Embryo%gie, L. A. CNRS n° 040310 Faculté des Sciences et des Techniques
Place Maréchal-Leclerc, 25030 Besançon Cedex, France.
Summary.
Anhistological
and ultrastructural study of theorganogenesis
and post- embryonic differentiation of the genital apparatus of Helix aspersa Muller.The
post-embryonic genital
apparatus of the snail Helix aspersa has beeninvestigated using light
and electron microscopicaltechniques.
Athatching,
thegonad
contained both stem andgerminal
cells.During
the first month, male and female cells differentiated while the ultrastructural analysis of different parts of the tract still showed an undifferentiatedepithelial cell type.
Introduction.
Sujet
de controverses durant desdécennies,
ledéveloppement
del’appareil reproducteur
desMollusques Gastéropodes
Pulmonés a faitl’objet
de nombreux travauxanalysés
parMartoja
(1964) etTardy
(1970). Plusieursproblèmes
demeurent
(origine
des différentesparties
ducomplexe génital,
modalités dedifférenciation,...)
etcependant,
mis à part les travaux deHochpôchler (1979), Hochpôchler
et Kothbauer(1979),
peu d’études récentes sont consacrées auxaspects
précoces
des voiesgénitales.
Dans le cadre de recherches sur la différenciation sexuelle del’Escargot
Helix aspersa (Enéeet al., 1977 ;
Gomot etEnée, 1980),
nous nous sommes intéressés àl’aspect
ultrastructural de lagonade
à l’éclosion (Griffond et
Bride,
1981) et de certainesglandes
annexes du tractusgénital
(Courtot etGomot,
1982). Laprésente
note est unedescription histologique
et ultrastructurale de lagonade
et du tractusgénital
d’Helix aspersa au cours dupremier
mois de viepost-embryonnaire.
Matériel et méthodes.
I. Animaux. ―
Après
avoir étéprélevés
dans la nature, lesEscargots
adultes nécessaires à l’obtention de pontes sontplacés
enterrarium,
soumis à desconditions naturelles d’éclairement et nourris de laitues et de carottes avec un
ajout
hebdomadaire de carbonate de calcium « blanc deTroyes » (Crowell,
19731.Les pontes sont recueillies dans des bocaux renfermant de la terre
préalablement
stérilisée et maintenue constamment
humide ;
elles sont conservées àl’obscurité,
à unetempérature
de 20 °C. L’éclosion survient environ 10jours après
la ponte.Les animaux étudiés
proviennent
de l’éclosion. simultanée en été de 5pontes
différentes. Durant lepremier
mois de la viepost-embryonnaire,
tous les deuxjours,
5Escargots,
débarrassés de leurcoquille,
sont fixéspuis
inclus à laparaffine
ou dans des résines.Il.
Techniques. ―
Pour l’étudehistologique,
les animaux sont fixés auliquide
de Bouin-Hollandesublimé,
inclus à laparaffine
et colorés au trichromehématoxyline
deGroat,
fuchsineacide-ponceau
et bleu d’aniline(Martoja
etMartoja, 1967).
Pour l’étude
ultrastructurale,
lesEscargots
entiers oul’appareil génital
sontfixés
pendant
1 h dans une solution deglutaraldéhyde
à 2%, tamponnée
aucacodylate
de sodium0,1
M(la pression osmotique
estajustée
avec NaCI à250 mOsM).
Après rinçage
dans unmélange
à volumeségaux
decacodylate
de sodium0,1
M et NaCI0,16 M,
ils subissent unepost-fixation
d’1 h dans letétroxyde
d’osmium à 2 %tamponné
aucacodylate
de sodium (PO = 250 mOsM).Après déshydratation,
selon la méthode de Luft(19611,
les inclusionssont réalisées dans le
mélange épon-araldite
utilisé par Anderson et Ellis(1965)
enramenant la
proportion
de DMP 30 à1,7
% suivant la méthode de Mollenhauer(19641.
Les coupes semi-fines de0,5
à1,5
!md’épaisseur
sont colorées au bleude toluidine
(Trump
etal., 19611,
les coupes ultra-fines contrastées à l’acétated’uranyle
à 3-4 % dans le méthanolpuis
au citrate deplomb
selonReynolds (1963).
La mise en évidence duglycogène
est réalisée par latechnique
à l’acideperiodique-thiocarbohydrazide-protéinate d’argent d’après Seligman,
modifiée parThiéry
etRambourg
(1974).Résultats.
I.
Aspect macroscopique
del’appareil génital.
Durant le
premier
mois de viepost-embryonnaire, l’appareil génital
est trèsrudimentaire. A un mois
(fig. 1,
PI.1),
il est constitué par un cordon filiformeblanchâtre,
terminé à une extrémité par un renflementétoilé, digité, qui représente
lagonade
et à l’autre extrémité par lebourgeon pénien
muni de sonmuscle rétracteur. A un tiers environ de l’ébauche du tractus, du côté de
l’ovotestis,
unepetite protubérance indique
la futureglande
àalbumen ;
ellesépare
la zonepostérieure
très mince ou canal de l’ovotestis (futur canalhermaphrodite)
d’unerégion
moyenne(fig.
2 et3,
PI. 1)qui correspond
au futurspermoviducte
et aux canaux accessoires(branche copulatrice
et canal de la boursecopulatrice).
Ces deux canaux, absents à lanaissance,
se forment aucours du
premier
mois de la vie.I
I. Description
des différentes zones del âppareil génital.
1)
Ebauche dupénis. ―
A l’éclosion et au cours despremiers jours qui
suivent la
naissance,
l’ébauchepénienne
seprésente
sous forme d’uneévagination épithéliale
du conduitgénital primaire.
Au sein del’épithélium unistratifié,
on relève de nombreuses divisions cellulairesqui
concourent à l’établissement d’unépithélium pseudo-stratifié
bien visible dans lebourgeon pénien
ovoïde des animauxâgés
d’un mois. En ultrastructure(fig. 4, Pl 1),
le noyauallongé
des cellules de cette ébauche est caractérisépar
unedisposition
entravées des masses d’hétérochromatine. Le
cytoplasme,
abondammentchargé
departicules
deglycogène,
renferme de nombreuses mitochondries aux deuxpôles cellulaires, plus particulièrement
dans larégion apicale.
A cette extrémité de lacellule,
la membrane estgarnie
de microvillosités très courtes bordant une lumièreen forme de fente. Des
jonctions
dutype
« adherens » suivies dejonctions septées
sont observées dans la zonesupérieure
des membranes latérales. Une lame basale circonscritl’épithélium
et lesépare
dumésenchyme
constituant lagaine
dupénis.
2) Ebauche de la
glande
à albumen. ― Enmicroscopie photonique,
à 16jours
une dilatation du conduitgénital
et unépaississement
de1’£pi.th£lium
annoncent
l’emplacement
de la futureglande
à albumen. Chez un animalâgé
de23
jours (Fig. 3,
PI.1),
celle-ci seprésente
sous forme d’unpetit
massif cellulairequi
résulte d’uneprolifération
latérale de cellulesépithéliales
de l’ébauchetubulaire du
spermoviducte.
Cetaspect précoce
de laglande précède
le stadetubulaire
simple
de Courtot et Gomot (1982)qui
décrivent en ultrastructure la celluleépithéliale
indifférenciée avant la formation despremiers grains
de sécrétion.3) Ebauche de la
gonade. ―
Lagonade
et le canalhermaphrodite,
à lanaissance et au cours de la
première
semaine de viepost-embryonnaire ayant
été décrits par Griffond et Bride(1981),
nous n’insistons pas sur lesaspects histologiques
et ultrastructuraux des différentescatégories
cellulaires dont noussuivons l’évolution
pendant
lepremier
mois.a) Morpho%gie.
Al’éclosion,
lagonade
est un cordonplein (80
à100 gm
x 15 à 20N .m)
situé à l’extrémité dutortillon,
entre lapoche
derésorption
del’albumen et la
paroi
du corps, en communication avec le canalhermaphrodite
creusé d’une lumière relativement
large
à ce niveau. Vers leseptième jour,
cecordon commence à se ramifier et
après
deuxsemaines,
lagonade
est unpetit
massif
translucide, étoilé, qui
insinue entre les tubules del’hépatopancréas
delongs prolongements,
eux-mêmesplus
ou moins ramifiés. En mêmetemps,
àpartir
de la zone dejonction
avec le canalhermaphrodite,
une lumière se metprogressivement
enplace,
par écartement des cellules.b)
Différenciation. Lagonade
d’animaux à l’éclosion renfermetoujours
deuxtypes
cellulaires bien distincts : des cellules àaspect somatique
ou cellules-souches,
à noyauirrégulier
riche en hétérochromatine etcytoplasme
abondamment pourvu de réserves
polysaccharidiques
et des cellulesgerminales
claires. Deux cas peuvent se
présenter :
- ou bien la
gonade
a conservé un aspectembryonnaire (Gomot
etal.,
1982)avec des cellules
germinales
volumineuses et indifférenciées(fig. 5,
PI.1).
- ou bien son évolution est
plus
avancée et dès lapremière semaine,
desovocytes, allongés parallèlement
à laparoi,
sont reconnaissables (Griffond etBride,
1981). D’autres cellulesgerminales,
orientées defaçon variable,
sont vraisemblablement àl’origine
des cellules de lalignée mâle,
identifiables seulement àpartir
de la deuxième semaine(fig. 6,
PI. 1).Après
18jours,
tous lestypes
cellulaires de l’ovotestis sontprésents (ovocytes,
cellulesfolliculeuses,
cellules nourricières etspermatogonies).
Vers lafin du
premier
mois de viepost-embryonnaire, quelques
cellules mâles ont atteintle stade
spermatocyte
1 tandis que de nombreux ovocytes sont enprévitellogenèse (fig. 7,
PI. 1).4)
Ebauche duspérmoviducte.
a) Etude
histologique.
L’ébauche duspermoviducte
est décelable enmicroscopie photonique
dès la naissance. Chez des animauxâgés
d’unjour
(fig. 1,
PI.Il),
c’est un tubeaplati
bordé(sur
coupetransversale)
de 10 à 15 cellulesépithéliales,
que l’onrepère
assez facilement dans leplancher
de la cavitépalléale.
Au cours dupremier mois, quelques figures
de division cellulaire sont visibles au sein del’épithélium.
Vers la fin dupremier mois,
lespermoviducte
seprésente
encore sous forme d’un tubeaplati (fig. 2,
PI. 1) dont la lumière s’estlégèrement élargie ; l’épithélium
observé sur coupe transversalecomprend
30 à 50 cellules etprésente parfois quelques plis (Fig. 5,
PI. 11). Une couche de tissumésenchymateux
entoure lespermoviducte
et lesépare
des canaux accessoires àprésent différenciés,
tandis que le tissu vésiculeux devient abondant sur toute lalongueur
du tractus(fig. 4,
PI.Il).
b) Etude ultrastructurale. L’ébauche du
spermoviducte
observée à l’éclosionen
microscopie électronique (fig. 2,
PI. Il)présente
un contourrégulier.
Lescellules
épithéliales
hautes de 4 à 5 !mreposent
sur une lame basale très fine. Le noyau,nucléolé,
assezpolymorphe,
occupepratiquement
tout le volumecellulaire. Les
particules
d’euchromatine sontdispersées,
maisapparaissent plus
concentrées autour de l’hétérochromatine
qui
constitue des masseséparses
etégalement
une couronne contre la membrane interne del’enveloppe
nucléaire. Lecytoplasme
renferme duglycogène dispersé,
desgouttelettes lipidiques
et derares lames
d’ergastoplasme. L’appareil
deGolgi
est très peudéveloppé,
on relèvela
présence
d’un ou deuxpetits dictyosomes.
L’observation de cils enformation
est peu
fréquente.
La membraneapicale
est munie dequelques microvillosités,
lazone
supérieure
des membranes latéralesprésente
desjonctions’du type
adherens suivies dejonctions septées,
et à la base des cellulesquelques
hémidesmosomes sont visibles.Le
spermoviducte d’Escargots âgés
d’un mois est constitué de cellulesépithéliales
hautes de 7 à 10 ym(fig. 1,
PI. III)qui reposent
sur une lame basale trèsépaisse (environ
35 nml. Cette dernière est souventplissée
car elleépouse
lescontours de la cellule
qui
émet desévaginations
dans le tissumésenchymateux
contenant
quelques
fibres decollagène
et des infiltrations nerveuses visibles dans lesreplis
duplasmalemme
basal des cellules del’épithélium (fig. 5,
PI. 111). A ceniveau,
la membraneplamique présente
de nombreux hémidesmosomes. De la base versl’apex,
lesparois
latérales des cellulesépithéliales
se divisent en troiszones :
- une
première
zone où les limites cellulairesclassiques occupent pratiquement
toute la
paroi
bien quequelques
desmosomes soientprésents
dans larégion
basale
(fig. 5,
PI.III) ;
- une zone où
apparaissent
desjonctions septées,
type nidd’abeilles, qui
occupent lapartie supérieure
(au maximum 1/6 de la hauteur)(fig. 2,
PIII1) ;
- une zone située immédiatement sous la surface cellulaire
apicale,
oùl’espace
intercellulaire est
élargi
(20nm)
et les membranesépaissies.
Cette ceinture autour de la cellule ou zonula adherens servirait depoint d’ancrage
solide et durableentre deux cellules voisines
(fig. 2,
PI.111).
La face
apicale
des cellulesprésente quelques
courtes microvillosités. Cesévaginations digitées
de la membrane sont recouvertes d’unfeutrage
dont laprésence
est inconstante : leglycocalyx.
Le noyau, trèsallongé,
occupe un volumeimportant (fig. 1,
PI.III) ;
songrand
axe estparallèle
à celui de la cellule.L’hétérochromatine, répartie
en grosses mottes dans lenucléoplasme, tapisse
aussi
plus
ou moinsrégulièrement
la membrane interne del’enveloppe
nucléaire.On
distingue également
de l’euchromatine sous forme depetits granules
et defilaments très fins. Un ou deux
nucléoles,
enposition
centrale ouparfois
périphérique,
sontséparés
del’hétéroçhromatine
associée par un fin halo clair. Ausein du
hyaloplasme,
le réticulumendoplasmique
est peudéveloppé ;
il se localiseau
pôle
basal et,plus fréquemment,
sous forme d’une nappe lelong
des membranes cellulaires latérales. Des ribosomestapissent irrégulièrement
cettestructure et la membrane externe du noyau.
L’appareil
deGolgi
est formé d’un oudeux
dictyosomes
parcellule,
enposition supra-nucléaire
oulégèrement
latérale.Chaque dictyosome
regroupe 5 à 6 saccules et la face de formationapparaît
souvent dilatée
(fig. 4,
PI. III). Aux extrémités des sacculesgolgiens bourgeonnent
des vésiculesplus
ou moins denses aux électrons. Lesmitochondries,
localiséesprincipalement
aux deuxpôles
de lacellule,
renfermentpeu de crêtes. Le
giycogène
estprésent
dans lehyaloplasme
auxpôles cellulaires,
en
particulier
dans larégion apicale.
Révélé par la méthodePATAg,
il seprésente
sous forme de rosettes
caractéristiques (fig. 3,
PI.111).
Cepolysaccharide
s’accumule en
plages
au niveaudesquelles apparaissent quelques gouttelettes lipidiques.
5)
Ebauche des canaux accessoires : canal de la boursecopulatrice
etbranche
copulatrice. ―
Chez les animauxinfantiles, l’apparition
dupremier
canalaccessoire
(fig.
3 et4,
PI. Il) se réalise vers le 10ejour.
A 11jours,
dans larégion
située en avant de la future
glande
àalbumen,
le tractus est constitué de deuxcanaux étroitement
accolés, séparés
par une mince assise de cellulesépithéliales.
Le
plus large
de ces canaux est le futurspermoviducte
tandis que lesecond,
de faiblediamètre, correspond
dans sarégion
inférieure à l’ébauche de lapartie
inférieure de la branche
copulatrice
et dans sarégion supérieure
au canal de la boursecopulatrice
(renflé à sonextrémité,
chez lesadultes,
en une boursecopulatrice).
A 16jours,
les ébauches duspermoviducte
et du canal de la boursecopulatrice
sont individualisées etséparées
par une couche de tissumésenchymateux mais,
parendroits, l’épithélium
des deux ébauches montre encore des zones d’étirementqui soulignent
le processus deséparation
des deux conduits.En
microscopie électronique,
les cellules du canal de la boursecopulatrice
ont le même aspect que celles de
l’épithélium
duspermoviducte,
mis àpart
des microvillosités enplus grand
nombre àl’apex.
Vers la fin du
premier
mois de viepost-embryonnaire,
dans larégion
moyenne du tractus, on relève la
présence
àproximité
de l’ébauche du spermo- viducte d’un deuxièmepetit
canalqui correspond
à lapartie supérieure
de labranche
copulatrice (fig. 5,
PI. 11). Celle-ci agénéralement
une sectionsupérieure
à celle du canal de la bourse. Les cellules de
l’épithélium
de la branchecopulatrice
(PI. IV)
ont les mêmes caractères ultrastructuraux que les cellules duspermoviducte
mais les microvillosités sontplus
abondantes et les noyaux moinsallongés.
Discussion.
1)
Origine
del’appareil génital. ― Depuis
unsiècle,
nombreux sont lesauteurs
qui
ont recherchél’origine
del’appareil génital
desGastéropodes
Pulmonés. Les résultats de leurs travaux ont donné naissance à une alternative
entre deux théories
(Martoja,
1964) : la théorie uniciste formule que l’ensemble del’appareil reproducteur provient
d’une ébaucheunique,
soitmésodermique
(VonJehring, 1875),
soitectodermique (Rouzaud, 1885 ; Hoffmann, 1922 ; Laviolette, 1954 ; Hochpôchler, 1979) ;
la théorie dualiste soutient l’existence de deux ébauches distinctes dans l’édification del’appareil génital.
Ancel(1903),
Buresch(1912),
Pabst(1914),
Fraser(1946),
Brisson etRegondaud (1971) distinguent
uneébauche
mésodermique qui engendre
lagonade
et le canalhermaphrodite,
et une ébaucheectodermique qui
donne naissance au reste du tractusgénital.
Les travaux
entrepris
sur desespèces
différentes ont abouti à des controverses, et l’incertitude quant àl’origine
de lagonade (ectodermique, mésodermique
ou combinaison de ces deuxpossibilités)
subsiste encoreaujourd’hui,
comme lerappelle
Runham(1982) ;
notons que chez Helix aspersa,l’incorporation
à lagonade
de cellulesmésodermiques
a été observée durant lesjours qui
suivent la naissance (Griffond etBride, 19811. ).
En
revanche,
lamajorité
des auteurs sont en accord pour attribuer au tractusune
origine ectodermique,
mais selon certains(Filhol, 1938 ;
Runham etLaryea, 1968 ; Runham, 1978),
c’est l’infiltration d’élémentsmésenchymateux
entre lescellules
épithéliales qui
est àl’origine
des cellules sécrétrices desglandes
annexesdu tractus
génital.
Chez Helix aspersa, au cours dupremier
mois de viepost- embryonnaire,
nous n’avons pas observé d’infiltrations nettes de cellulesmésodermiques
au sein del’épithélium
des différentesparties
du tractus.2) Mise en
place
des ébauchesgénitales. ―
Que ce soit chez lesBasommatophores qui
réalisent une formediaulique
(les voies efférentes mâle et femelle seséparent
sur unlong
parcoursjusqu’aux
poresgénitaux distincts)
ou chez lesStylommatophores qui organisent
une formemonaulique (l’orifice génital
est commun aux voies mâle et femelle
qui
s’individualisent seulement dans larégion inférieure),
ilapparaît
que la formation des différents organesgénitaux
seréalise par deux processus fondamentaux : le
bourgeonnement
et la fissuration d’une ébaucheprimitive
tubulaire(Martoja,
1964). Les travaux deHochpôchler (1979), Hochpôchler
et Kothbauer(1979)
confirment ces modalités de constitutiongénitale
etsuggèrent
uneorigine
triaule del’appareil génital
des Hélicidés enraison de la
position
et dudéveloppement
de la branchecopulatrice.
Durant le
premier
mois de la viepost-embryonnaire
d’Helix aspersa, on assiste à la mise enplace
de l’ovotestis et dubourgeon pénien qui
se situentrespectivement
aux extrémitéssupérieure
et inférieure d’une ébaucheectodermique
tubulaire. Unepremière
fissurationlongitudinale
(10ejour)
s’établitdans la
région
moyenne de cette ébauche tubulairejusqu’au
niveau du futurbourgeon
de laglande
à albumen. Alors que chez cetteespèce,
Rouzaud(1885)
décrit la branche
copulatrice
comme une formationqui s’allonge
au cours dudéveloppement,
nos observationssuggèrent
que celle-ci est issue d’une deuxièmeséparation longitudinale
commel’indiquent Hochpôchler
et Kothbauer (1979) chezun autre
Hélicidé,
Arianta arbustorum.3) Aspects
ultrastructuraux des cellules del’appareil génital post-éclosion. -
Chez Helix aspersa, au cours du
premier mois,
des similitudes dans 1’ultrastructure des ébauchesgénitales
sont à noter : la cohésion cellulaire est assurée par desjonctions
dutype
adherens suivies dejonctions septées. L’apex
des cellules esthérissé de courtes microvillosités. Les cellules des différentes
régions
sont peu différenciées : que l’on considère les cellules-souches de l’ovotestis ou les cellules del’épithélium
du tractus, on remarquequ’elles
ont unrapport nucléocytoplasmique élevé ;
leurpauvreté
enorganites
et l’abondance duglycogène
constituent des caractères de cellulesembryonnaires.
Enfin des cellulesmésenchymateuses
viennent partouts’appliquer
contre la lame basalequi
limitel’appareil reproducteur.
Contrastant avec les cellules à caractère
embryonnaire,
dans lagonade,
descellules
germinales
sontprésentes
dès lanaissance ;
pour connaître leurorigine,
ilest à
présent
nécessaire de réaliser une étudeapprofondie
dudéveloppement embryonnaire.
L’aspect
sensiblementidentique
des cellulesépithéliales
dans les diverses formations tububaires del’appareil génital (spermoviducte, canaux,...)
semble en relation avec leur mise enplace
àpartir
d’une ébaucheunique.
Au niveaucellulaire,
le tractusgénital
évolue peu durant lepremier
mois de la vie desEscargots ; cependant, l’apparition
de cils etl’allongement
des noyauxparallèlement
augrand
axe des cellules dans lespermoviducte
constituent lespremiers signes
d’une différenciation que nous nous proposons de décrire dansune
publication
ultérieure.Conclusion.
Cette étude effectuée chez Helix aspersa
apporte
des éléments deréponse
aux
questions qui
subsistent surl’origine
et les modalitésd’organogenèse
del’appareil génital :
- Alors que des cellules
mésodermiques participent
à l’élaboration de lagonade,
nous n’avons pas constaté leur infiltration à un niveauquelconque
del’épithélium
du tractus que nous considérons donc comme strictementectodermique,
aumoins
jusqu’à
la fin dupremier
mois de viepost-embryonnaire.
- En ce
qui
concerne les processusinvoqués
pour rendre compte de la mise enplace
des ébauchesgénitales,
il nousapparaît
que l’individualisation des canaux accessoires du tractus se réalise essentiellement par fissuration d’une ébauchetubulaire
primaire.
Desbourgeonnements, locaux,
seproduisent
ultérieurement donnantnaissance,
parexemple,
à laglande
à albumen.Par
ailleurs,
nos observationssoulignent
ledécalage
existant entre l’évolution de lagonade
danslaquelle
tous lestypes
cellulaires sontprésents
à la fin dupremier mois,
lesgonocytes
mâles et femelles étantdéjà
en division deméiose,
et celle du tractus dont lescellules,
detype épithélial,
sont encore peu différenciées.Reçu en février 1983.
Accepté en mai 1983.
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