Development Genes and Evolution

Lui, Ante; Žnidarić, Danica

doi: 10.1007/bf00573644pmid: 28304491

ZusammenfassungEs wurden Amputationen an Hydren in der hypostomalen Region durchgeführt. Das Material wurde in verschiedenen Zeitabschnitten fixiert (von 5 min bis 19 Std). Die Heilung der Wunde findet unter Mitwirkung aller entodermalen Zellen statt. Der Prozeß der Regeneration geht von zymogenen Zellen aus, welche sich zu Neoblasten entdifferenzieren. Diese wandeln sich durch Differentiation in ektodermale Zellelemente um. Das alte Ektoderm hat an der Bildung des jungen Ektoderms im Gebiete der Wunde keinen Anteil.Der Wandel des Entoderms im Verlaufe der Heilung der Wunde und der Regeneration wurde mit Hilfe histochemischer Methode zur Darstellung der sauren Phosphatase verfolgt. Es wurde die Annahme geäußert, daß die zymogenen Zellen auch bei der normalen Hydra das Ektoderm mit neuen Zellen versorgen.

Schubiger, Gerold

doi: 10.1007/bf00573645pmid: 28304492

ZusammenfassungVerpuppungsreife männliche Vorderbeinscheiben wurden serienweise verschieden fragmentiert und in gleichalterige Wirtslarven implantiert. Da die Imaginalscheiben vonDrosophila melanogaster mosaikartig determiniert sind, ließen sich die gleichen adulten Strukturen immer denselben Fragmenten zuordnen. So war es möglich, Primordien verschiedener, morphologisch gut erkennbarer Elemente in einem Anlageplan zu lokalisieren. Neben Klauen, Geschlechtskamm und Transversalreihen konnten auch die Primordien verschiedener Sensillengruppen bestimmt werden.Auf Grund der Anordnung der Primordien und ihrer gegenseitigen Lage in der Imaginalscheibe kann gezeigt werden, daß sich die Scheibe während der pupalen Entwicklung teleskopartig ausstülpt.Im Trochanter war die Lokalisation der Anlage eines einzelnen Borstenorgans möglich (Eckborste). Sensillenanordnung und teilweise Behaarung erlauben eine eindeutige Identifikation dieser Struktur selbst in kleinen Fragmenten.Werden in 72–80 Std alte Larven Fragmenteverpuppungsreifer Beinscheiben implantiert, die durch das Eckborstenprimordium halbiert wurden, so zeigen die Präparate selten Eckborstendifferenzierungen. Für die Bildung dieser Struktur ist auf diesem Entwicklungsstadium offenbar nur eine kleine Zellzahl kompetent. Falls den Zellen solcher Fragmente vor der Verpuppung jedoch zusätzlich Zeit zur Proliferation gewährt wird, bilden sich die Eckborsten häufiger.Die komplementären Hälfteneiner Scheibe können zusammen verfolgt werden. Junge Scheibenhälften (72 Std) differenzieren häufiger als ältere (115 Std) in beiden Partnerfragmenten eine Eckborste. Es gibt folglich Zellen, die in der Zeit zwischen 72 Std und 115 Std die Potenz zur Bildung einer solchen Struktur verlieren.In Blastemen der Beinscheiben führen nach 14 Tagen Aufenthalt im Adultwirt Transdeterminationen zu folgenden allotypischen Strukturen: Flügelspreite, -basis, Thorax, Antennen und Rüssel. Am häufigsten werden Elemente gefunden, die normalerweise Derivate der Flügelscheibe sind.Transdeterminationen erfolgen nicht aus Zellen beliebiger Beinprimordien. So entstehen z. B. Elemente der Arista nur aus distalen Beinanlagen.Die Transplantation verschieden alter Anlagen zeigt, daß ältere Spender-Scheiben häufiger allotypische Strukturen bilden als jüngere. Selbst Fragmente aus 5–6 Std alten Vorpuppenscheiben haben die Fähigkeit zur Transdetermination noch nicht verloren.In der Diskussion wird die Vermutung geäußert, daß die Transdetermination in einem entwicklungsphysiologischen Zustand erfolgt, wie er in spätlarvalem oder frühpupalem Stadium erreicht ist.

Wildermuth, Hansrudolf

doi: 10.1007/bf00573646pmid: 28304493

ZusammenfassungRüsselprimordien (Labilascheiben) von vierDrosophila-Arten wurden im Abdomen von Hiegenweibchen kultiviert und anschließend nach Rücktransplantation in Larvalwirten zur Metamorphose gebracht. Die Entwicklungsleistung der Scheiben wurde sowohl an homoplastischen als auch an heteroplastischen Transplantaten verfolgt.Nach mindestens zweitägigem Aufenthalt im arteigenen Adultwirt bildeteine Labialscheibe durchschnittlich gleich viel wie ein Scheibenpaarin situ; es entsteht qualitativ und quantitativ ein vollständiger, spiegelbildlich organisierter Rüssel.Für die Entstehung solcher symmetrischer Doppelbildungen ist Proliferation eine notwendige Voraussetzung. Wenn das Blastem eine bestimmte Größe erreicht hat, gliedert es sich durch homonome Arealisation in zwei zusammenhängende Rüsselhälften von ungefährt normaler Größe.Bei der Zellvermehrung wird der Determinationszustand der Einzelzellen auf die Tochterzellen übertragen. Diese organisieren sich entlang einer Symmetrieachse.Labialscheiben neigen schon nach einmaligem Aufenthalt im Adultwirt häufig zu Transdeterminationen. Als allotypische Strukturen entstehen Palpus, Bein und Antenne.Transdeterminationen ereignen sich nur in proliferierenden Blastemen und treten bei symmetrischen Präparaten lediglich auf der neu entstandenen Hälfte auf. „Ruhende“ Zellen transdeterminieren nicht.Häufigkeit und Qualitätenmuster der Transdeterminationen sind bei den vier untersuchten Spezies stark verschieden. Die Unterschiede sind artspezifisch fixiert und nicht auf verschiedene Proliferationsaktivitäten zurückzuführen.Zwischen dem Proliferationsausmaß der Blasteme und der Kulturdauer besteht eine positive Beziehung. Gleichzeitig ist die Kulturdauer korreliert mit der Transdeterminationshäufigkeit. Dieser Befund ist ein weiterer Hinweis dafür, daß Transdetermination Zellteilung voraussetzt.Als heteroplastische Transplantate verhalten sich die Labialscheiben vonD. mel. inD. sim. in bezug auf Proliferation und Transdetermination autonom herkunfstgemäß. Ebenso reagierensimulans-Blasteme inD. mel.Rüsselprimordien vonD. hyd, ändern ihre Transdeterminationsleistungen inD. mel. undD. vir. Im ersten Fall verarmt das Muster der allotypischen Qualitäten, im zweiten Fall verringert sich deren Häufigkeit. Diese Veränderungen sind nicht auf verminderte Proliferationsaktivitäten im artfremden Wirt zurückzuführen; sie beruhen auf einem anderen Einfluß des Kulturmediums.

Krause, Gerhard; Geisler, Marianne

doi: 10.1007/bf00573647pmid: 28304494

ZusammenfassungTachycines asynamorus hat 11Postembryonalstadien. In der Mehrheit werden die Weibchen durch ein 12. Jugendstadium größer als die Männchen. Die Häutungsintervalle sind bei Männchen im allgemeinen länger als hei Weibchen. Sie können individuell sehr verschieden lang sein. Das zweite ist das kürzeste; das letzte ist 2–3mal so lang. Cerci und Mittelbeinglieder sind hei Männchen und Weibchen durchschnittlich gleich lang, die Zuwachsrate steigt leicht an. Die Wachstumsgradienten der Beine und ihrer Glieder sind verschieden. Ihre Proportionen können von Häutung zu Häutung aufeinander abgestimmt werden.Die Zweitlarve benötigt bei sehr früherAmputation eines Cercus 2, sonst 3 Häutungsintervalle zur Bildung eines organotypischen Regenerats. Der Wachstumsgradient des Regenerationscercus ist anscheinend konstant. Im Mittel bleiben die Längendifferenzen der regenerierten Cerci gegenüber normalen und zwischen denen früh und spät operierter Tiere erhalten. Zweitlarven, die postoperativ eine Papille oder ein Regenerat haben, häuten sich 3–4mal verzögert und holen dann den Zeitverlust wieder auf. Zweitlarven ohne Regeneration häuten sich erst als Drittlarven etwas verzögert und auch weiterhin nur wenig später als die Kontrollen.Es wird auf einen für die Cercusregenerationkritischen Zeitpunkt vor der Mitte des Häutungsintervalls geschlossen. Vor ihm kann jederzeit regenerative Entwicklung operativ ausgelöst werden oder in einem postoperativen Stadium zellautonom wieder anlaufen; nach ihm kann ein Regenerationsblastem nicht mehr wachsen.Regenerativer und postembryonaler Wachstumsmodus des Cercus müssen sich sehr ähnlich sein und ineinander übergehen, ohne sich zu überlagern.Die Zweitlarve zeigt nachAmputation von Tarsalgliedern des Mesothorax bis zu 5 potentielle Regenerationsstufen: Narbe, Papille, ungegliedertes Primärregenerat mit Krallen, zwei- und viergliedriger Tarsus. Sie benötigt nach früher Operation 1–2, nach später 2–3 Häutungen für einen vollständig gegliederten aber untypisch proportionierten Tarsus. Die organotypische Regeneration einesTibiotarsus wird in einigen von 7 möglichen Stufen vollzogen und nimmt 3–4 postoperative Häutungsintervalle in Anspruch. Die „Tatze“, ein Regenerat aus Tibiaanlage und ungegliederter bekrallter Tarsusanlage, macht das Bein schon funktionsfähig. Zweitlarven können zwischen Trochanter undFemur amputierte Beine nicht regenerieren.Die Mittelbeinregenerate werden in denLängenproportionen der Glieder dem Vergleichsbein angeglichen. Die mittleren Tarsalglieder werden am kleinsten angelegt und wachsen am langsamsten. Ein Tarsus ist nach dem 7., ein Tibiotarsus nach dem 9. Larvenstadium vollendet. Eine Tibia hat schon nach dem 7. Stadium die richtige Länge; sie entwickelt ihr Pigmentmuster nicht wieder. Im Regenerat und im Beinstumpf können einzelne Glieder durch gesteigertes Wachstum schon normale Gesamtlänge des Beines bedingen, ehe alle Glieder durch „Einpendeln“ des Wachstums richtig proportioniert werden.Mittelbeinregeneration bedingtzuerst längere, dann kürzere Häutungsintervalle als bei den Kontrolltieren. Drittlarven mit Narbe verlängern erst dieses postoperative Stadium, in dem sie das Regenerationsblastem aufbauen. Im 9. Larvenstadium sind etwa gleiche Zeitsummen der Postembryonalentwicklung wie bei Kontrollen erreicht.Es kann auch auf einen für die Regeneration von Mittelbeingliedernkritischen Zeitpunkt im Larvenstadium geschlossen werden, vor dem jederzeit regenerative Entwicklung ausgelöst werden kann. Er scheint für Tarsusamputation hinter der Mitte und für Tibiotarsusamputation vor oder in der Mitte des Häutungsintervalls zu liegen. Die sich wandelnden Bedingungen des inkretorischen Systems stehen also in einer Relation zu örtlichen Verschiedenheiten des reagierenden Gewebes. Regenerativer Aufbau und postembryonale Vergrößerung der Extremität werden nach der kritischen Intervallzeit vorübergehend unterbrochen, wenn das Häutungsgeschehen das gerade im Epidermisblastem determinierte Muster kutikular realisiert.Speziell das Epidermisgewebe einer Extremität ist während seiner normalen postembryonalen Entwicklung nicht so stark in seiner Wachstumspotenz beansprucht wie während seiner regenerativen Entwicklung. Das Beinregenerat wächst proximal am stärksten in die Länge und differenziert sich distal zuerst. Das organotypisch gegliederteRegenerat wächst noch heran und nimmt doch schonhemmend oder fördernd an dem postembryonalen Wachstum des Stumpfes teil, so daß das ganze Regenerationsbein seine Gliedlängen artspezifisch modifiziert und auf das Vergleichsbein abstimmt. Regenerativer und postembryonaler Wachstumsmodus der Thoraxextremität sind verschieden und überlagern sich.Die Diskussion der Ergebnisse wird im wesentlichen auf einen Vergleich vonTachycines, Carausius und verschiedene Arten der Blattidae beschränkt. Er kann insbesondere bezüglich der Wechselbeziehungen zwischen Regenerationsleistung und Häutungszyklus zu Vorstellungen undArbeitshypothesen für die histologischen und die weiteren experimentellen Untersuchungen führen. Die Cerci haben vielleicht, ähnlich wie die Antennengeißeln der Schaben in ihrer Vorzone, ein basales postembryonales Blastem mit proliferativem Wachstum, das nach Amputation wieder selbstregulatorisch funktionieren, aber distale Verluste nicht ausgleichen kann. Das Regenerationsblastem eines Beines hat vielleicht bis zu seiner organotypischen Gliederung eine gewisse Ähnlichkeit mit diesem proliferativen Bildungsmodus. Das folgende regenerative Wachstum kann sich im Rahmen des normalen postembryonalen Wachstums mit sellbstregulatorischer Kontrolle der Gliedproportionen des Beines abspielen. Die Bedingungen für alle Wachstumsmodi sind im Zyklus des inkretorischen Systems und in der orts- und altersspezifischen Kompetenz der Zellen zu suchen.

Diwan, B. A.

doi: 10.1007/bf00573648pmid: 28304495

SummaryThe effects of 8-azaguanine, a purine analogue, 2-thiouracil, a pyrimidine analogue and ethionine, an amino-acid analogue, on the various stages of cleavage ofPlanorbis exustus have been studied. The development of eggs was inhibited by these analogues.The effects of these analogues are not reversible: The effects produced by 8-azaguanine, 2-thiouracil and ethionine were not prevented by guanosine, uracil and methionine.Other effects of these analogues have been briefly, discussed and they were compared with those of other agents modifiying the development ofPlanorbis eggs.It is suggested that these analogues bring about their effects by interfering with RNA and protein synthesis.

Netzel, Harald

doi: 10.1007/bf00573649pmid: 28304496

ZusammenfassungIn der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie während der Eibildung Polarität und Bilateralsymmetrie der Oocyten vonOryllus domesticus L. entstehen.Der Aufbau des Ovars und der Ovariole sowie der Ablauf der Oogenese werden beschrieben.Zwischen 60 und 100 μm Oocytenlänge wird erstmals eine Vorne-Hinten-Polarität der Oocyte in Gestalt einer Verschiebung des Oocytenkernes in die hintere Zellhälfte sichtbar. Zwischen 450 und 550 μm Pollikellänge beginnen Prozesse, die zur Bilateralsymmetrie führen. Sie werden eingeleitet durch den Oocytenkern, der sich von der Oocytenlangsachse weg unter das Follikelepithel begibt.In einer Ausrichtungsphase zwischen 60 und 100 μm Follikellänge wird der Nukleolus durch die Schwerkraft in den geopetalen Bereich des Oocytenkernes gezogen. Sodann verankert er sich an dieser Stelle.Zwischen der geopetalen Lage des Nukleolus und der Bilateralsymmetrie der Oocyte besteht kein Zusammenhang.Zentrifugierungen von lebenden Imagines und letzten Larven haben keinen Einfluß auf die Oogenese und die Ausprägung der Achsenrichtungen in den Oocyten.Struktur- und Funktions-Änderungen der benachbarten Epithelzellen treten ein, sobald sich der Oocytenkern dem Follikelepithel genähert hat. In seiner unmittelbaren Nachbarschaft entsteht ein Flachkernfeld, dessen sekretorische Aktivität gedrosselt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite sezerniert das Epithel verstärkt Dotter. Dadurch kommt es zur Krümmung der Oocyten.Die Bananenform der älteren Oocyte ist an die Unversehrtheit der Zelle gebunden.Die Ultrastruktur des prävitellogenetischen Follikels enthält keine Anzeichen für eine Prädisposition der Wanderungsrichtung des Oocytenkernes und damit der bilateralen Symmetrieebene.Es wird die Hypothese aufgestellt und erörtert, daß der Oocytenkern eine einleitende und dirigierende Funktion bei der Bilateral-Symmetrierung der Oocyte hat.