Gerberding, Matthias: Cell lineage und engrailed Expression in der Mittellinie der höheren Krebse Orchestia cavimana und Porcellio scaber

23

Kapitel 3. Ergebnisse

3.1. Darstellung der cell lineage in der Mittellinie von Orchestia

Abb. 7 A, B Übersicht über zwei Keimstreifen. Die Markierung hatte keinen störenden Effekt auf die Entwicklung. DiI Markierung und Kernfärbung. A Markierung einer Zelle unmittelbar neben der Mittellinie vor der ersten Teilung, Fixierung nach der zweiten. B Markierung einer Mittellinienzelle vor der ersten Teilung, Fixierung nach der zweiten in a0 und b0 und dritten in c0 und d0.

3.1.1. Darstellung der cell lineage der lateralen Zellen als Kontrollversuch

Die Teilungen vor der Bildung der Reihen scheinen in ihrer Orientierung zufällig zu sein (Abb. 8.A). Erste und zweite Teilung der Reihen sind longitudinal. Die erste Teilung je einer Zelle führt zu einem Klon von zwei Zellen (ab1 und cd1 in Abb. 8.B). Die zweite Teilung führt zu einem Klon von vier Zellen (a1, b1, c1 und d1 in Abb. 8.C). Die dritte Teilung ist differentiell und führt zu Klonen mit mehr als vier Zellen (Abb. 8.D). Diese Ergebnisse der DiI Markierung stimmen überein mit jenen der morphologischen Studien an anderen Amphipoden (Gammarus: Scholtz 1990). Dies erlaubt zwei Schlußfolgerungen: (i) Die cell lineages, die mit morphologischen Methoden gezeigt wurden, können direkt demonstriert werden. (ii) Das Verfahren des Markierens erlaubt eine normale Entwicklung der Eier.


24

Abb. 8 A-D Erste, zweite und dritte Teilung sowie differentielle Teilungen der lateralen Zellen. DiI Markierung und Kernfärbung. A-D Markierung von lateralen Zellen und Mittellinienzellen während der Keimstreifenbildung. Kerne gegengefärbt. Pfeile weisen auf die Mittellinie. Keimstreifen bei ~ 40%. A Markierung vor Bildung der Reihen. Klon von zwei Zellen nach einer Teilung mit schräger Orientierung. Die Orientierung der Teilungen vor Bildung der Reihen ist zufällig. B-D Markierung unmittelbar nach Bildung der Reihen B Klon von zwei Zellen nach der ersten, longitudinalen Teilung. C Klon von vier Zellen (a1, b1, c1 and d1) nach erster und zweiter longitudinaler Teilung. D Ab der dritten Teilung variiert das Teilungstempo der Zellen. Klon mit sechs Zellen (vermutlich a1, b1, c1v, c1h, d1v und d1h) als Ergebnis der ersten und zweiten longitudinalen Teilung und dritter, differentieller Teilungen. Pfeilspitzen in A, B weisen auf Teilungen in der Mittellinie, die verzögert sind im Verhältnis zu den lateralen Teilungen.


25

3.1.2. cell lineage der Mittellinienzellen

3.1.2.1. cell lineage und Zellteilungsmuster bis zur Trennung des Keimstreifens

Nachdem die Zellreihen gebildet sind, teilen sich die Mittellinienzellen und die lateralen Zellen jeder Reihe zweimal in identischer Weise (Abb. 9, 10). Die Teilungen sind äqual und longitudinal und führen zu Klonen von zwei und vier Zellen (Abb 10.A) Als Bezeichnung der Mittellinienzellen wird vorgeschlagen, sie analog zu bilden zur Terminologie der lateralen Zellen, wie sie von Dohle (1970) vorgeschlagen wurde. Mit ihr werden zum Stadium von vier Reihen die Reihen von anterior nach posterior mit a, b, c und d bezeichnet und die lateralen Zellen numeriert mit a1-a9, b1... etc. von der Mitte zu den Seiten. In der Analogie kommen den Mittellinienzellen die Bezeichnungen a0, b0, c0 and d0 zu.

Die Zellen a0-d0 unterscheiden sich in der Form, obwohl keine Inäqualität in den ersten beiden Teilungen beobachtet wurde. Die Zellen a0-c0 nehmen eine eher rechtwinklige Form an und sind etwas kleiner als die Zelle d0, die eine quadratische Form behält. In späteren Stadien lassen sich nach weiteren Teilungen in der Mittellinie am lebenden Embryo keine Unterschiede in der Form mehr erkennen.

Die Teilungen in der Mittellinie und die der lateralen Zellen sind nicht synchron. Im lateralen Abschnitten der Reihen zeigt sich eine mediolaterale Teilungswelle. Die Mittellinienzelle jeder Reihe teilt sich ungefähr gleichzeitig mit der vierten Zelle seitlich der Mittellinie (Abb.2). Während der zweiten Teilung teilt sich die Mittellinienzelle der Reihe cd früher als jene der Reihe ab (Abb.2).

Die Orientierung der Spindeln in der dritten Teilung der Mittellinienzellen ist gleich. Abgesehen von dieser gleichen Orientierung unterscheiden sich die Mittellinienzellen untereinander und von den lateralen Zellen in Hinsicht auf die zeitliche Abfolge und Äqualität der Teilungen und auf das Proliferationsmuster. Die Orientierung der dritten Teilung ist in allen Mittellinienzellen longitudinal wie die der vorausgehenden zwei Teilungen und die Zellen ordnen sich entlang der anteroposterioren Achse an (Abb. 10.C). Dies steht im Gegensatz zur dritten Teilung der lateralen Zellen, bei der die Zellen Unterschiede in der Orientierung der Spindeln und der Äqualität zeigen und die differentiell genannt wird ( Dohle 1970). Wie in den beiden vorausgehenden ist die dritte Teilung in der Mittellinie gegenüber den lateralen Teilungen verzögert. Die lateralen Zellen folgen exakt dem Muster d1 - c1 - b1/a1/andere laterale Zellen ( Scholtz 1990). Die dritte Teilung in der Mittellinie zeigt die Sequenz d1 - d0 - c1/andere laterale Zellen - c0 - a1/b1/andere lateral cells - a0/b0 (Abb. 10.C). Bezüglich Äqualität und Proliferationsmuster lassen sich ab der dritten Teilung zwei Klassen von Mittellinienzellen unterscheiden. Die eine Klasse bilden die Zellen a0, b0 und


26

c0,die andere wird gebildet von d0. Die Zellen a0, b0 und c0 teilen sich äqual und zeigen ein

identisches Proliferationsmuster, während sich die Zellen d0 inäqual teilt und ein anderes Proliferationsmuster zeigt. Die dritte Teilung von a0, b0 und c0 resultiert in drei Paaren von Zellen, die mit a0'+a0'', b0'+ b0'' und c0' +c0'' bezeichnet werden können (Abb. 11). Diese Zellen stellen die Proliferation ein und teilen sich nicht mehr für die gesamte Periode der Embryogenese bis zum Schlüpfen. Im Gegensatz dazu teilt sich die Zelle d0 im Modus einer Stammzelle. Sie produziert durch inäquale Teilungen Tochterzellen, die mit d0*, d0**... etc. benannt werden können (Abb. 11). Die Zahl der Tochterzellen steigt auf 10 bei 45% E (Abb. 14.C-M). Im weiteren Verlauf wurde keine Zunahme der Zahl der Zellen beobachtet. Nach der zweiten Teilung werden die Segmentgrenzen gebildet. Wie bei den lateralen Teilen des Keimstreifens stimmt auch in der Mittellinie die Lage der Segmentgrenze nicht mit der Lage der Grenzen der Klone überein. Die Intersegmentalfurche wird im Bereich der Reihen und der Tochterzellen der Zelle b0 gebildet.

Abb. 9 A-D Schematische Darstellung Teilungen in der Mittellinie. A Die Zelle abcd0 teilt sich in ab0 und cd0 . B Die Zellen ab0 und cd0 teilen sich in a0 , b0, c0 und d0. C a0, bo und c0 teilen sich nur noch einmal in a0 ', a0'', b0 ', b0'', c0' und c0''. Die Zelle d0 teilt sich mehrfach. D Die Tochterzellen von d0 sind nicht weiter in einer Längsreihe angeordnet.


27

Abb. 10 A-C Bildung des Keimstreifens. Erste, zweite und dritte Teilung sowie differentielle Teilungen der Mittellinienzellen. DiI Markierung und Kernfärbung. A Markierung der Zelle abcd0 vor der ersten Teilung. Klon von zwei Zellen als Ergebnis der ersten Teilung. B Markierung der Zelle cd0 vor der zweiten Teilung. Klon von vier Zellen als Ergebnis der zweiten und dritten Teilung. C Markierung der Zelle abcd0 vor der ersten Teilung. Klon von sechs Zellen, a0,b0, c0', c0', d0 und d0* als Ergebnis der zweiten Teilung von a0 und b0 und der differerntiellen Teilung von c0 und d0. Gestrichelte Linien markieren die Grenzen der aus einer Reihen abgeleiteten genealogischen Einheiten. Pfeilspitzen markieren die Grenzen zwischen a0, b0, c0'+c0'' und d0*+d0. Pfeilspitze in A weist auf Teilungen in der Mittellinie, die verzögert sind im Verhältnis zu den lateralen Teilungen. Maßstab 15µm


28

3.1.2.2. cell lineage und Morphogenese während der Trennung der Keimstreifenhälften

Nachdem die thorakalen Segmente gebildet sind und während die abdominalen Segmente gebildet werden, teilt sich der Keimstreifen in zwei Hälften entlang der Mittellinie zwischen den Anlagen der Ganglien (Abb. 11-14). Die vordere Grenze liegt dabei im Segment T1. Die hintere Grenze kann nicht eindeutig bestimmt werden insofern, als die Trennung schon beginnt, während noch Material für die den posterioren Teil des Keimstreifens gebildet wird. Die Keimstreifenhälften bleiben für ca. 15% E, das entspricht drei Tagen, getrennt. Die Fusion der Keimstreifenhälften beginnt anterior und setzt sich nach posterior fort.

Zu Beginn der Trennung des Keimstreifens lösen sich die Ganglienanlagen in den Segmenten T1 bis T4 voneinander (Abb. 12.A, B). Der posteriore Teil des Keimstreifens bleibt während seiner Bildung ohne Trennung. Jede Mittellinienzelle wird auf die gleiche Weise gedehnt. Der Abstand der Hälften wird dann größer und die Trennung greift auf die abdominalen Segment über. Die maximale Distanz liegt zwischn T3 und T6, davor und dahinter verjüngt sich der Spalt (Abb. 12.C, E). Wie schon im Proliferationsmuster, verhalten sich auch während der Teilung des Keimstreifens die Zellen a0' + a0'', b0' + b0'' und c0' + c0'' auf die eine Art, die Zelle d0 auf eine andere (Abb. 11).

Jedes der Paare a0' + a0'', b0' + b0'' und c0' + c0'' verteilt sich auf die gleiche Weise in dem Bereich zwischen den Keimstreifenhälften. Jeweils eine Zelle liegt auf der rechten und linken Seite (Abb. 13). Es scheint zufällig zu sein, ob die sich vordere oder die hintere nach rechts oder links verteilt (Abb. 13.A, B). Die Zellen der Paare grenzen jeweils auf einer Seite aneinander und auf der anderen Seite an die Ganglienanlagen. Auf diese Art überbrückt jedes Paar die Strecke zwischen den Keimstreifenhälften. Die Zellkerne liegen ungefähr gleich weit von der Mittelachse und lateralen Ganglienanlagen entfernt.

Die Tochterzellen von d0 dehnen sich nicht aus, sondern liegen als Cluster in dem Bereich zwischen den Keimstreifenhälften (Abb. 14). Vom Rand der Cluster gehen zytoplasmatische Fortsätze aus zu den lateralen Ganglienanlagen, die dünner sind als die von a0'-c0'' (Abb. 15.B).

Die Zahl der Zellen in dem Bereich zwischen den Ganglienanlagen kann gezählt werden in Präparaten, deren Kerne gefärbt werden. Die von d0 abgeleiteten Cluster dienen dabei als Hinweise auf die genealogischen Grenzen (Abb. 12.D, G). Zwischen den Clustern liegen sechs Zellen. Diese Zahl stimmt überein mit den Erwartungen aus den Ergebnissen der DiI Markierung dreier Paare von Zellen, die sich von a0, b0 und c0 ableiten. Außerdem kann damit plausibel gemacht werden, daß allein die Mittellinienzellen den Bereich zwischen den Ganglienanlagen bedecken und daß weder die Mittellinienzellen proliferieren noch die lateralen Zellen immigrieren.


29

Abb. 11 Schematische Darstellung cell lineage der Mittellinie bis zur Trennung. Die Tochterzellen von a0 - c0 zeigen breite Zytoplasmafortsätze und ihrer Kerne liegen getrennt. Die Tochterzellen von d0 zeigen schmale Zytoplasmafortsätze und ihre Kerne liegen in einem Cluster.


30

Abb. 12 A-G Trennung des Keimstreifens. Kernfärbungen oder DIK. A Frühes Stadium der Trennung des Keimstreifens. Die Trennung beginnt in den anterioren thorakalen Segmenten. B Detail der Mittellinie im DIK. Der Pfeil weist auf die Mittellinie, die Pfeilspitzen auf die segmentalen Cluster von Zellen. C Mittleres Stadium der Trennung des Keimstreifens. Präparation des Ektoderm, das dorsale Entoderm wurde abpräpariert. D Detail von C. Der große Abstand der Kerne voneinander zeigt die geringe Zahl der Kerne in dem Bereich zwischen den Keimstreifenhälften. Die Cluster von Zellen korrespondieren in Zahl und Lage mit den lateralen Anlagen der Ganglien und Anhänge. E Mittleres Stadium der Trennung des Keimstreifens. Vollständiger, unmarkierter Keimstreifen bei ~60%. F Die Fusion des Keimstreifens setzt sich von vorn nach hinten fort. G Detail der Mittellinie im DIK. Die Zahl der Zellen und Zellkerne zwischen den Clustern ist sechs. Keimstreifen bei ~70%. Pfeile senkrecht markieren die Mittellinie, Pfeile waagerecht die segmentalen Cluster von Zellen, Pfeilspitzen die Zellkerne zwischen den Zellclustern. T1, A1, G, Ex = 1. Thoraxsegment, 1. Abdomensegment, Ganglienanlagen, Extremitätenanlage. Maßstab A 20 µm, B 10µm, C 20µm, D 8µm, E 18µm, F 12µm, G 5 µm


31

Abb. 13 A-F Trennung des Keimstreifens. Markierungen der Zellen a0, b0, c0 vor der dritten Teilung. DiI Markierung und Kernfärbung. Die Zellen a0' + a0'', b0' + b0'' und c0' + c0'' zeigen die gleiche Morphologie während der Trennung: Eine Zelle mit Kern und Zytoplasma liegt auf der rechten Seite, eine auf der linken. Die Zellen grenzen auf der einen Seite aneinander, auf der anderen sind sie mit zytoplasmatischen Fortsätzen mit den lateralen Ganglienanlagen verbunden. A Klon von b0' und b0''. Frühes Stadium der Trennung . Die Zellen und ihre Kerne liegen hintereinander. B Klon von c0'' und c0'' Mittleres Stadium. Die Zellen überlappen im mittleren Bereich, seitlich liegen sie getrennt. Die Kerne liegen versetzt. C-F Spätes Stadium. Die Zellen überlappen nicht mehr. C Klon von a0' und a0''. D Detail von C. E Klon von c0' und c0''. F Detail von E. Hinter dem Klon liegt das Cluster aus Tochterzellen der Zelle d0 (Pfeil waagerecht). Pfeile senkrecht markieren die Mittellinie. T1 = 1. Thoraxsegment, G = Ganglienanlage


32

Abb. 14 A-M Trennung des Keimstreifens. Markierung der Zelle d0 vor der dritten Teilung. DiI Markierung und Kernfärbung. A Die Mittellinienzellen können in vivo identifiziert werden nach der ersten differentiellen Teilung der lateralen Zelle d1 in die Zellen d1v und d1h. B Die Zellen d0 und d0* nach der ersten Teilung von d0. Anterior des Klons liegen die übrigen sechs Mittellinienzellen der genealogischen Einheit (geschl. Pfeilspitzen). C Klon von drei Zellen, d0, d0* und d0**. D, E, F Klone von sechs Zellen d0,d0*...d0*****. E Beginn der Trennung. Die Zellen des von d0 abgeleiteten Klons verhalten sich anders als die von a0, b0 und c0 abgeleiteten Paare von Zellen. Sie bilden ein Cluster von Zellen und sind mit den Ganglienanlagen durch zytoplasmatische Fortsätze verbunden, die dünner sind als die von a0'-c0'' (o. Pfeilspitzen). F Detail von E. G-M Klone mit ca. 10 Zellen. Die Form des Clusters variiert je nach Lage im Keimstreifen. G, H, K, L DiI Markierung und Kernfärbung. J, M nur DiI Markierung. G Längliches Zellcluster seitlich gelegen. H, I Details von G. K Längliches Zellcluster paramedian gelegen. L, M Details von K.


33

Abb. 15 A, B Trennung des Keimstreifens. Markierung mehrerer Mittellinienzellen. A Markierung von 6 Zellen. Die Zellen werden alle in der gleichen Richtung gedehnt, aber die Einzelheiten ihrer Umrisse variieren. B Markierung der Zelle c0 in einem Segment und der Zelle d0 im darauffolgenden. Der geringere Breite der zytoplasmatischen Ausläufer des von der Zelle d0 abgeleiteten Klons ist erkennbar (Pfeilspitzen).

3.1.2.3. Cell lineage während der neuronalen und glialen Differenzierung

Makroskopische Morphologie der Bildung des Bauchmarks

Aus den gleichartigen Ganglienanlagen gehen spezialisierte Ganglien hervor. Im adulten Tier korrespondieren die äußere Gliederung in die Tagmata Kopf, Thorax und Abdomen und die Gliederung des zentralen Nervensystems in die Ganglien des Kopfes, d.h. das Gehirn und das Unterschlundganglion, des Thorax und des Abdomen. Nach der Fusion der Keimstreifenhälften sind die Ganglienanlagen der gnathalen, thorakalen und abdominalen Segmente alle annähernd gleich groß und bilden eine durchgehende Anlage des Bauchmarks. In den nächsten Stadien werden Unterschiede sichtbar zwischen den Segmenten der drei Tagmata. Die Anlagen der gnathalen Segmente beginnen sich ineinander zu schieben. Die leicht nach dorsal verschobene Anlage des Segments der Mandibel nimmt stärker an Größe zu als die leicht nach ventral verschobenen Anlagen der Segmente der Maxillen (Abb. 16.A). Die Ganglienanlagen des Thorax nehmen am stärksten an Größe und Dicke zu. Die Anlagen des Abdomen bleiben gegenüber den beiden erstgenannten Gruppen zurück (Abb. 16.A). Eine Sonderstellung nehmen die Ganglionanlagen des ersten Thoraxsegments und die des letzten, vierten Abdomensegments ein. Die Ganglionanlage des ersten Thoraxsegments ist nicht, wie die der übrigen Thoraxsegmente, klar von den benachbarten Anlagen abgesetzt, sondern liegt dicht an der Anlage des anterior gelegenen Ganglions des Segments der zweiten Maxille (Abb. 16.A). Die Ganglionanlage des vierten adominalen Segments ist größer als die der übrigen abdominalen Segmente (Abb. 16.A); vermutlich handelt es sich bei ihr um eine fusionierte Anlage einer unbekannten Zahl von


34

abdominalen Ganglienanlagen ähnlich denen, wie sie bei dem Dekapoden Cherax gefunden werden

( Scholtz 1995a). Im weiteren Verlauf der Neurogenese trennen sich die Ganglienanlagen entlang der Segmentgrenzen voneinander und beginnen, voneinander abzurücken. Vor dem Schlüpfen bilden sie eine Kette von einander getrennter Glieder, die durch die Konnektive verbunden sind (Abb. 16.B).

Abb. 16 A, B Makroskopische Übersicht über die Veränderung der äußeren Form des ZNS. A Embryonales ZNS Orchestia bei 70%E. DIK. Gnathale Ganglien der Mandibel (Md), Maxillen (Mx1, Mx2), thorakale Ganglien (T1, T5) und abdominale Ganglien (A1, A4). Das erste Thoraxganglion liegt eng an dem der zweiten Maxille. B Adultes ZNS Gammarus neglectus. In dieser From liegt auch das ZNS von Orchestia beim Schlüpfen vor: Kopfganglien der Antennen (A1, A2) und Augen (A1, A2, on), thorakale Ganglien (Maxilliped: legI, Pereiopod 7: leg VIII) und abdominale Ganglien (ab1, 2, 3). Das erste Thoraxganglion ist Teil des Ganglions der Maxillen. Reproduktion aus Hanström (1928).


35

Abb. 17 Schematische Darstellung cell lineage der Mittellinie bei der neuronalen und glialen Differenzierung. Aus dem Zellpaar a0'und a0'' geht Glia der posterioren Kommissur hervor, aus dem Zellpaar c0' und c0'' geht Glia der anterioren Kommissur hervor, aus dem Zellpaar b0' und b0'' Gliazellen, die sich auf zwei Ganglien verteilen, aus der Zelle d0 gehen Neurone hervor.


36

Differenzierung der Klone der Zellen a0, b0 und c0 zu Gliazellen

Die Paare von Zellen, die aus der Teilung der Zellen a0, b0 und c0 hervorgehen, teilen sich auch nach der Fusion der Keimstreifenhälften nicht mehr. Alle drei Paare differenzieren zu Glia (Abb. 17-19).

Für die Zellen c0' + c0'' konnte eindeutig geklärt werden, daß sie zu einem Paar Gliazellen differenzieren, die die anteriore Kommissur umhüllen (Abb. 19.A, B). Die Form des Klons ist dabei charakteristisch. Die zwei Zellen umkleiden die anteriore Kommissur und die vordere und hintere Insertion des medianen Fasertrakts an der Kommissur und bilden damit eine Art Kleeblatt. Für die Zellen a0' + a0'' konnte eindeutig geklärt werden, daß sie zu einem Paar Gliazellen differenzieren, die die posteriore Kommissur umhüllen (Abb. 19.C).

Aus den Markierungen von b gingen nur in wenigen Fällen klar zu analysierende Klone der zwei Zellen b0' + b0'' hervor. Aus den wenigen Daten können deshalb nur nach dem Ausschlußprinzip Aussagen gewonnen werden. In den Fällen, in denen nach einer Markierung von b0 drei bis fünf Tage später das Bauchmark intakt war und ein Klon aus intakten Zellen im Bauchmark gefunden werden konnte, hatte der Klon zwei Zellen und in keinem Fall traten Neurone auf. Die Zellen des Klons, der reproduzierbar gefunden werden konnte, verteilten sich auf zwei Segmente. Die anteriore Zelle liegt am Hinterrand eines Ganglions und die posteriore Zellen am liegt am Vorderrand des Ganglions des nächstfolgenden Segments. Die Identifikation der Färbung am Hinterrand des vorderen Ganglions als die einer Gliazelle ist zweifelhaft, weil es sich um einen kleinen, schwach gefärbten, dorsalen Spot handelt. Die Identifikation der Färbung am Vorderrand des hinteren Ganglions als die einer Gliazelle ist eindeutig möglich, es handelt sich um eine langgestreckte Gliazelle, die ventral und genau median gelegen ist (Abb. 19.D, E).

Abb. 18 Gliogenese. Schematische Darstellung. Aus den Zellen a0 b0 und c0 gehen drei Paare von Glia hervor, die die anteriore (c0) und posteriore Kommissur (a0) umkleiden und an den Rändern der Ganglien liegen (b0).


37

Abb. 19 A-E Gliogenese. Paare von Tochterzellen der Zellen a0, b0 und c0. A, C DiI und DiK, B, E nur DiI. A Paar von Gliazellen aus der Zelle c0, die die anteriore Kommissur umkleiden. B Ausschnitt wie in A, nur DiI. C Paare von Gliazellen aus der Zelle a0 , die die posteriore Kommissur umkleiden. D Skizze der Verteilung der Paare von Gliazellen aus der Zelle b0 , die sich auf zwei Ganglien verteilen (grau). E Einzelne, DiI markierte Tochterzelle der Zelle b0, die am Vorderrand der Ganglienanage liegt. Langer Pfeil anteriore Kommissur, kurzer Pfeil posteriore Kommissur, o. Pfeilspitzen Lage der Konnektive.

Differenzierung des Klons der Zelle d0 zu Neuronen

Aus dem medianen Neuroblasten, der Zelle d0, geht ein Klon hervor, der folgende Axone umfaßt (Abb. 17, 20):

(i) ein unpaares, dorsalen, medianes Axon,

(ii) ein Paar dorsaler Axone, die das Bauchmark über den Intersegmentalnerv verlassen,


38

(iii) ein Paar dorsaler Axone, die sich nur über wenige Segmente nach anterior und posterior erstrecken,

(iv) ein Paar ventraler Axone, die sich bis in die gnathalen und abdominalen Segmente erstrecken.

Abb. 20 Schematische Darstellung Axone ventral und dorsal.


39

Axonogenese

Im Verlauf der Axonogenese verändert sich das Axonmuster über die Zeit. In frühen Stadien tritt zunächst nur Wachstum der Axone entlang der Kommissuren und Konnektive auf. Alle Axone wachsen zunächst entlang der Kommissuren des Segments, in dem markiert wurde, bis zu den Konnektiven. Die Axone, die in den Konnektiven verlaufen, wachsen dann an ihnen entlang nach anterior und posterior (Abb. 21.A, C). Die Axone, die das Bauchmark verlassen, wachsen entlang der Konnektive nach posterior bis zum Punkt, wo der Intersegmentalnerv inseriert, und dann entlang des Intersegmentalnervs (Abb. 21.B).

In den mittleren Stadien tritt folgendes Wachstum auf:

- ein Wachstum entlang der Kommissuren der Segmente anterior des Segments, in dem markiert wurde (Abb. 22.A),

- ein Wachstum von Verzweigungen im Neuropil der Segmente anterior des Segmentes, in dem markiert wurde (Abb. 22.B, D),

- ein Wachstum im medianen Fasertrakt (Abb. 22.D).

Das Wachstum entlang der anterioren Kommissuren und die Verzweigung im Neuropil ist beschränkt auf ein Paar ventraler Interneurone, das Wachstum im medianen Fasertrakt ist beschränkt auf das unpaare Axon. Die Axone der paarigen, ventralen Interneurone wachsen als erste entlang der Konnektive nach anterior. Die Axone der paarigen, dorsalen Interneurone wachsen später und langsamer aus als die ventralen, paarigen Interneurone.

In den späten Stadien bis zum Schlüpfen findet folgendes Wachstum der Axone statt:

- ein Wachstum des Axons des medianen Neurons im medianen Fasertrakt bis zum ersten Thoraxsegment.

- ein Wachstum der paarigen Axone, die das Bauchmark verlassen, in den Intersegmentalnerv,

- ein Wachstum der Axone der paarigen, ventralen Interneurone über den Thorax hinaus bis in die abdominalen und gnathalen Segmente.

Vor dem Schlüpfen zeigen die Axone folgenden Verlauf:

- Das Axon des medianen Neurons verläuft im medianen Fasertrakt.

- Die Motoneurone verlassen das Bauchmark über den Intersegmentalnerv.

- Die Axone der paarigen, dorsalen Interneurone erstrecken sich in den Konnektiven über maximal zwei Segmente nach anterior und posterior.


40

- Die Axone der paarigen, ventralen Interneurone reichen über den Thorax hinaus bis in die abdominalen und gnathalen Segmente. In den thorakalen Ganglien verzweigen sich die Axone im Neuropil. Darüber hinaus sind die Axone, die in den beiden Konnektiven verlaufen, in den Kommissuren mehrerer, anterior der Markierung gelegener Segmente miteinander verbunden.

In einigen Präparaten zeigten die Axone in den Kommissuren im Mikroskop bei hoher Vergrößerung ein Bild, als hätten sie Kontakt mit dem Axon im medianen Fasertrakt (ohne Abb.).

Zuordnung der Axone zu Neuronen

Die Zuordnung der Axone zu einzelnen Neuronen ist nicht möglich, weil der Bereich der Kerne stark überstrahlt ist, so daß die Axone nicht mehr verfolgt werden können bis zu einzelnen Kernen. Wieviel und welche Neurone in dem Klon vorliegen, kann deshalb nicht angegeben werden. Es können nur Vermutungen versucht werden, die sich auf Analogien und Plausibilität stützen. Dies gilt für die Annahme, daß es sich bei den Axonen im ISN um die Motoaxone handelt und daß die Axone gemeinsam zu einem unpaaren Motoneuron gehören. Um ein Motoneuron handelt es sich vermutlich deshalb, weil efferente Axone, deren Kerne im ZNS liegen, immer zu Motoneuronen gehören, da die Interneurone im ZNS bleiben und sensorische Neurone ihre Zellkörper im peripheren Nervensystem haben. Um die gemeinsamen Axone eines unpaaren Motoneurons handelt sich sich vermutlich deshalb, weil Axone dieses Typs bei Insekten zu unpaaren DUM/VUM Neuronen gehören. Über die Zugehörigkeit der anderen Axone zu Neuronen können keine begründeten Vermutungen angestellt werden.

Eine weitere Folge der Überstrahlung ist, daß nicht entscheiden werden kann, ob in dem Klon, der aus der Zelle d0 hervorgeht, nur Neurone differenzieren oder zusätzlich auch Gliazellen.


41

Abb. 21 A-C Frühe Axonogenese. DiI Markierung der Zelle d0. A Ventrale Axone. Die ventralen Axone wachsen in den Konnektiven. Das Wachstum des Paar der Motoaxone (M) hat begonnen, die Axone haben den ISN noch nicht erreicht. B Dorsale Axone. Die dorsalen Axone dieses Stadiums erstrecken sich nur nach posterior. C Die Bildung der ventralen Axone in den Kommissuren hat eingesetzt (Pfeil). Die dorsalen Axone wachsen ebenfalls aus (Pfeilspitzen >, <). Die ventralen Axone in den Konnektiven zeige noch keine Verzweigung im Neuropil. Das unpaare Axon im MFT ist noch nicht gebildet.


42

Abb. 22 A-D Mittlere Axonogenese. DiI Markierung der Zelle d0. Die Axone der ventralen Interneurone wachsen nach anterior (Pfeilspitzen) beginnen sich im Neuropil zu verzweigen. Das innere Axon (geschl. Pfeilspitze) wächst dabei schneller als das äußere Axon (o. Pfeilspitze). In den anterioren Kommissuren bildet sich eine Verbindung zwischen den Konnektiven (o. Pfeile). Das unpaare Axon im MFT wächst nach anterior (geschl. Pfeil).


43

Abb. 23 A, B Späte Axonogenese. Die ventralen Axone haben sich in den Ganglien der Thoraxsegmente verzweigt (*) und sind nach dorsal ausgewachsen. Übrige Symbole siehe Abb. 22. B Detail von A.


44

Abb. 24 A-C Späte Axonogenese. DiI Markierung der Zelle d0. A Klon der Zelle d0 im Thoraxsegment 6. B Aufnahme des Klons im Durchlicht. Das Durchlicht überlagert die DiI Markierung und damit auch die Überstrahlung. Die Axone sind im Durchlicht nicht mehr erkennbar, weil sich zu schwach markiert sind. Die Zahl der Kerne läßt sich bestimmen. Sie liegt bei ca. 10. C Muster der dorsalen Axone des Klons von A. (Dorsale Axone o. Pfeilspitzen >, <). Übrige Symbole siehe Abb. 22.

Übersicht über die cell lineages bis zur Differenzierung

Die cell lineages der Mittellinienzellen sind also wie folgt festgelegt (Abb. 25): Zwei Teilungen einer gemeinsamen Vorläuferzelle führen zur Bildung der Zellen a0, b0, c0 und d0. Die Tochterzellen von a0, b0 und c0 differenzieren zu Glia. Aus den Zellen a0 und c0 geht Glia hervor, die die Kommissuren umkleidet. Aus der Zelle b0 gehen zwei Zellen hervor, von denen eine als Glia charakterisiert werden kann, die Differenzierung der anderen ist unklar. Im Klon der Tochterzellen von d0 lassen sich die Axone verschiedener Typen von Neuronen nachweisen. Unklar ist, um wieviele und welche Neurone es sich genau dabei handelt und ob in dem Klon auch Gliazellen auftreten.


45

Das Verhältnis zwischen genealogischen Grenzen und Segmentgrenzen

Die genealogischen Grenzen und die Grenzen der Segmente stimmen nicht überein. Für die Einschätzung des Vorganges, bei dem eine genealogische Einheit zu zwei morphologischen Einheiten, den Segmenten, beiträgt, erscheint es angebracht, sich die Verhältnisse über mehrere Stadien hinweg vor Augen zu führen (Abb. 26). Die genealogischen Einheiten lassen sich auch noch betrachten und könnten durch geeignete Markierung dargestellt werden, wenn die morphologischen Einheiten durch die Intersegmentalfurchen bereits deutlich geworden sind. Umgekehrt kann der Verlauf der Grenzen zwischen den morphologischen Einheiten der Segmente schon vorhergesagt werden in den Stadien, in denen noch keine Intersegmentalfurchen ausgebildet sind.

Die genealogischen Grenzen verlaufen zwischen dem Klon der Zelle d0 des einen Segmentes und dem Klon der Zelle a0 des dahinter liegenden Segmentes (Abb. 26.A). Die Aufteilung der Zellen gemeinsamen Ursprungs von einer Mittellinienzelle auf zwei Segmente ist während der Trennung des Keimstreifens nicht erkennbar, da der Bereich der Mittellinienzellen nicht durch Intersegmentalfurchen eingeteilt wird. Nach der Differenzierung der Zellen im ZNS ist die Aufteilung erkennbar. Die Segmentgrenze verläuft zwischen den Tochterzellen von b0 (Abb. 26.B).

Abb. 25 A-F Cell lineage der Mittellinie A-C In drei Teilungen geht aus einer Zelle ein Klon von acht Zellen hervor, die mit a0', a0'', b0 ', b0'', c0', c0'', d0, d0* bezeichnet werden . D Von diesen acht Zellen teilen sich sechs a0', a0'', b0', b0'', c0' und c0'' nicht mehr, das Schicksal der Zelle d0* ist unklar, die Zelle d0 teilt sich als Stammzelle. E Die Zellen verändern während einer Trennung des Keimstreifens ihre Form. Dabei liegt der Klon der Zelle d0 als Cluster vor, die Paare aus den Zellen a0, b0 und c0 liegen getrennt voneinander. F Die Paare aus den Zellen a0 , b0 und c0 werden zu Gliazellen, in dem Klon der Zelle d0 differenzieren sich Neurone.


46

Abb. 26 A, B Verhältnis der genealogischen Grenzen zu den Segmentgrenzen. A Die genealogischen Grenze. Innerhalb einer genealogischen Einheit liegen die Paare der Gliazellen anterior des Klons der Neurone. B Die Segmentgrenzen. Innerhalb der Einheit eines Segmentes liegen die Gliazellen anterior und posterior des Klons der Neurone. Die Zellen einer genealogischen Einheit verteilen sich auf zwei Segmente. Die Grenze verläuft durch das Paar der Gliazellen b0' und b0'', das auf zwei aufeinanderfolgende Segmente aufgeteilt ist.


47

3.2. Darstellung der Teilungs- und Proliferationsmuster in der Mittellinie von Porcellio

3.2.1. Teilungsmuster und Morphologie der Mittellinie bei der Bildung des Keimstreifens anhand von Kernfärbungen

Die Mittellinie kann über den gesamten Keimstreifen in allen betrachteten Stadien identifiziert werden, auch in den Abschnitten, in denen Mittellinienzellen ab einem bestimmten Stadium von lateralen Neuroblasten verdeckt werden (Abb. 27. A, B). Dies geschieht im Zuge der Proliferation, wenn sich aus einem Teil der lateralen Zellen neben der Mittellinie ein Feld von Neuroblasten ausbildet. Nach einer in dieser Arbeit nicht bestimmten Zahl von Teilungen und Differenzierungsschritten stoßen die Neuroblasten d1hn und c1hin beider Seiten auf der Ventralseite direkt aneinander. Dadurch liegt die Mittellinie in diesen Abschnitten dorsal von lateralen Zellen, zwischen diesen liegen die Mittellinienzellen weiter an der Oberfläche (Abb. 27.B).

Die Mittellinie zeigt das Muster einer durchgehenden Längsreihe unpaarer Zellen und segmental auftretender kleiner, dorsaler Zellen. Die durchgehende Reihe besteht pro genealogischer Einheit aus sechs gleich großen Zellen und einer etwas größeren siebten (Abb. 27.A). Die größere siebte liegt auf einer Höhe mit der Grenze zwischen den lateralen Reihe a und d. Die dorsalen, kleinen Zellen liegen unmittelbar dorsal der größeren siebten. Es ergibt sich kein Widerspruch, wenn das Muster von Porcellio erklärt wird mit dem, das für Orchestia gilt (s. Kap. 3.1), wo sich nach der dritten Teilung die sechs Zellen a0'-c0'' nicht mehr teilen und d0 als Stammzelle ein Zellcluster abgibt. Diese Erklärung würde implizieren, daß die große Mittellinienzelle auf der Höhe der Grenze zwischen den lateralen Reihen d und a die Mittellinienzelle d0 ist, die nach hinten versetzt liegt.


48

Abb. 27 A, B Fluoreszenzfärbung der Kerne mit Bisbenzimid. A Ansicht von dorsal auf den posterioren Abschnitt eines Keimstreifens von ~40%E. Die Mesoteloblasten wurden entfernt. Die Zelle in der Mittellinie, die parallel zur lateralen Reihe d liegt, ist größer als die übrigen in der Mittellinie und ist leicht nach posterior versetzt (Pfeilspitzen). Lateral hat die Abgabe von kleinen Zellen nach dorsal durch die Neuroblasten begonnen (gestrichelte Kreise). B Ansicht von ventral auf den thorakalen Abschnitt eines Keimstreifens von ~45%E. Die Zellen der Mittellinie sind weitgehend nach dorsal verschoben und von ventralen, lateralen Zellen überdeckt., Am Hinterrand der genealogischen Einheit auf der Höhe der lateralen Grenze zwischen den Reihen a und d liegt in jedem Segment eine große Zelle der Mittellinie an der Oberfläche. Diese Zellen sind mit hoher Wahrscheinlichkeit seriell homolog mit den größeren Zellen, auf die in A verwiesen wird.

3.2.2. Proliferationsmuster der Mittellinie bei der Bildung des Keimstreifens anhand von BrdU-Markierungen

Zellen, die in der S-Phase DNA replizieren, bauen während einer Inkubation mit BrdU statt Thymidin das BrdU in ihre DNA ein. Mit Antikörpern gegen BrdU kann dann nachgewiesen werden, welche Zellen im Zeitraum der Inkubation in der S-Phase waren. In der Embryonalentwicklung proliferieren alle Zellen. Ziel der Untersuchung an Porcellio war es, Neuroblasten spezifisch nachzuweisen. Embryonen drei verschiedener Stadien sowie juvenile Tiere wurden über zwei verschiedene Zeiträume mit BrdU inkubiert. Der vorliegende Abschnitt beschränkt sich auf die Ergebnisse der Inkubation eines Stadiums von Porcellio. Die übrigen Experimente werden nicht gezeigt, da in ihnen bei Porcellio entweder keine Zelle markiert war oder so viele Zellen, so daß nicht mehr einzelne Zellen unterschieden werden konnten.


49

Allgemein gilt, daß in der frühen Embryonalentwicklung die Geschwindigkeit der Proliferation

aller Zellen hoch und annähernd gleich ist und daß sie in den weiteren Stadien geringer wird und unterschiedliche Geschwindigkeiten auftreten. Dies wurde bestätigt durch die Tatsache, daß bei ~30% E auch bei kurzer Inkubation alle Zellen markiert waren (Ergebnisse nicht gezeigt). Neuroblasten werden relativ früh gebildet und weisen eine höhere Teilungsgschwindigkeit auf als die Zellen in ihrer Nachbarschaft. Sie lassen sich mit BrdU unterscheiden von anderen Zellen in dem Fall, daß ihre Teilungsgeschwindigkeit so viel höher ist, daß bei einer kurzen Inkubation nur sie BrdU einbauen. Dies wurde bestätigt durch die Tatsache, daß bei ~35% E bei einer Inkubation von zwei Stunden fast alle Zellen markiert waren und kein Muster zu erkennen war (Ergebnisse nicht gezeigt). Bei einer Inkubation von 15 Minuten dagegen waren nur wenige Zellen markiert und die Markierungen zeigen eine Symmetrie (Abb. 28.A-C). Das Muster im Bereich der Mittellinie im anterioren Abschnitt der Embryonen im Stadium von 35% E läßt sich gut interpretieren. In diesen Abschnitten treten median in den Ganglienanlagen Markierungen nur am Hinterrand auf, entweder von nur einer Zelle oder von zwei oder drei direkt benachbarten Zellen (Abb. 28.A, B). Dieses Muster kann interpretiert werden als Information über das segmentale Auftreten medianer Neuroblasten.

Abb. 28 A-C BrdU markierte Keimstreifen. In den Ganglienanlagen der Segmente ist in der Mittellinie jeweils eine Zelle markiert, z.T. liegen ein oder zwei kleinere Zellen in unmittelbarer Nachbarschaft. Die Zelle ist vermutlich eine mediane Stammzelle für Neurone oder Neurone und Glia; die kleinen Zellen in unmittelbarer Nachbarschaft wären dann als Ganglienmutterzellen anzusprechen. A Keimstreif bei ~35% E (Aufnahme Konfokales Laser Scanning Mikroskop FU). B, C Keimstreifen bei ~40%E.


50

3.2.3. Die Morphologie des Bauchmarks anhand von Schnitten

Ein Querschnitt durch ein Embryo von ~40% E durch die Mitte der Anlage eines Thoraxganglions zeigt folgenden Aufbau des Bauchmarks: Median liegt eine unpaare Zelle, lateral liegen auf jeder Seite ventral 4-5 große Zellen und dorsal mehrere deutlich kleinere Zellen (Abb. 29). Im Stadium von ~40% E unterscheiden sich Schnitte durch die Mitte der Anlage eines Thoraxganglions nicht deutlich von Schnitten durch anteriore und posteriore Teile der Anlage, weil sich die Ganglienanlagen noch nicht voneinander getrennt haben. Als Orientierung können die Kommissuren verwendet werden. Die kleine Zellen dorsal von den lateralen Neuroblasten zeigen eine Uneinheitlichkeit in ihrer Größe und lassen sich nicht klar in zwei Größenklassen einteilen, wie als es an den Malakostraken Diastylis und Hyas gezeigt wurde ( Dohle 1976a, Harzsch und Dawirs 1994). Die unpaar gelegenen medianen Zellen verschiedener Schnitte lassen sich deutlich in zwei Größenklassen einteilen, eine Klasse mit einer Größe, die ungefähr der der dorsalen kleinen lateralen Zellen entspricht, eine zweite Klasse mit einer Größe, die über der der ventralen großen lateralen Neuroblasten liegt. Von der kleineren Sorte finden sich mehrere pro Segment, von der größeren nur eine pro Segment. Die mediane große Zelle ist mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Zelle, die dem medianen Neuroblasten von Orchestia ähnlich ist und in dieser Weise auch in den Kernfärbungen und BrdU Markierungen von Embryonen auftritt (s.o.).

Abb. 29 Schnitt durch das Bauchmark eines Embryos bei ~50%E. Der mediane Neuroblast (Pfeil) liegt versenkt und nicht mehr an der Oberfläche wie die lateralen Neuroblasten (Pfeilspitzen).


51

3.3. engrailed Expression in der Mittellinie von Orchestia und Porcellio

3.3.1. Das Expressionsmuster von Orchestia

Abb. 30 A-E Übersicht über das Expressionmuster von engrailed. A Die Expression in der Mittellinie setzt ein nach der zweiten Teilung in der Zelle a0. B Nach der dritten Teilung und zu Beginn der Trennung des Keimstreifens wird engrailed weiter in a0' und a0'' exprimiert. C Während der Trennung des Keimstreifens geht die Expression in diesen Zellen zurück. D Die Expression setzt dann de novo in Abkömmlingen der Zelle d0 ein. E Die Expression in diesen Zellen bleibt erhalten über die Axonogenese hinweg.

Die Expression von engrailed in der Mittellinie beginnt, nachdem die vier Reihen a,b,c und d gebildet sind (Abb.30, 31.A). Dies stimmt mit dem Beginn in den lateralen Teilen überein ( Scholtz et al. 1993, 1994). Die Expression beginnt, wie in den lateralen Zellen der Reihe a, in der Zelle a0 (Abb. 31.A). Nach der dritten Teilung in der Mittellinie wird engrailed in den Töchtern der Zelle a0, den Zellen a0' und a0'', exprimiert (Abb 31.B). Im Gegensatz zum lateralen Bereich dehnt sich die engrailed Expression nicht auf die Zelle b0 und ihre Töchter aus. Die Zellen a0' und a0'' exprimieren engrailed auch dann weiter, als ihr Zytoplasma gedehnt wird in frühen Stadien der Trennung der Keimstreifenhälften (~50% E). Im mittleren Stadium der Trennung (~55% E) geht die Expression fast vollständig zurück und die Färbung ist nur noch sehr schwach. Zu gleichen Zeit setzen Tochterzellen von d0 ein mit der Expression von engrailed (Abb. 31.C). Wie erwähnt, liegen die Zellen in einem Cluster. Innerhalb dieses Clusters exprimieren einzelne Zellen engrailed. Die Zahl steigt dabei von eins auf ein Maximum von fünf. Wegen des Entwicklungsgradienten kann der Übergang von der a0 lineage zur d0 lineage innerhalb desselben Keimstreifens beobachtet werden.


52

Abb. 31 A-C engrailed Expression von Orchestia während der Keimstreifenbildung, Trennung des Keimstreifens und bei der Fusion. A Die Expression beginnt in Zelle a0 (Pfeilspitzen). B Die Expression wird in den Tochterzellen a0' und a0'' fortgeführt (Pfeilspitzen) nach der dritten Teilung. Die Expression in den beiden Zellen ist noch nachweisbar bis in frühe Stadien der Trennung des Keimstreifens. C Keimstreifen bei ~ 55% E. Die Cluster von Zellen stammen von d0 ab. Innerhalb der Cluster beginnen Zellen, engrailed zu exprimieren (Pfeile). Dies Expression setzt ein, nachdem die Expression in a0 zurückgegangen ist. Die Zellen zwischen den Clustern exprimieren kein engrailed. T8 = Thoraxsegment 8.


53

3.3.2. Das Expressionsmuster von Porcellio

Die früheste Expression des Gens engrailed wurde nachgewiesen in dem Stadium, in dem die Reihen I, II und III angelegt sind. Sie ist beschränkt auf die lateralen Zellen. Die Expression in diesem Stadium erstreckt sich auf einen zwei bis drei Zellen breiten Streifen aus lateralen Zellen, die später den posterioren Abschnitt des Segmentes der Mandibel bilden (Abb. 32.A). Die dazwischen liegenden Zellen der Mittellinie zeigen keine Expression.

In den folgenden Stadien verbreitert sich dieser Streifen der Expression und es kommen in den posterioren Abschnitten weitere Streifen einer Expression hinzu. Diese Expression erstreckt sich auf die lateralen Zellen und die Zellen der Mittellinie.

In dem Stadium, in dem die Reihen I-VI angelegt sind und sich die vorderen E2 - III einmal geteilt haben, läßt sich beobachten, daß die engrailed Expression nach der ersten Teilung auftritt in der vorderen, mit ab bezeichneten Reihe der zwei Reihen, die aus der ersten Teilung hervorgehen (Abb. 32.B). Der Streifen der Expression ist also lateral und in der Mittellinie eine Zelle breit. Die engrailed Expression im Parasegment der Mandibel ist in der Mittellinie nach posterior verschoben gegenüber den lateralen Zellen, in den posterioren Teilen bilden die engrailed exprimierenden Zellen einen durchgehenden Streifen.

In dem Stadium, in dem sich die Reihen E2, E3 und I zweimal geteilt haben, läßt sich beobachten, daß die engrailed Expression lateral und in der Mittellinie in den Reihen a und b auftritt (Abb. 32.C). Der Streifen der engrailed Expression ist also zwei Zellen breit.

In dem Stadium, in dem im Bereich des Thorax bereits Beinknospen und Ganglien angelegt sind und im Pleon sich alle Reihen bis Reihe XIV bereits zweimal geteilt haben, haben die lateralen Zellen in den posterioren Abschnitten noch keine oder wenige differentielle Teilungen durchlaufen, in den anterioren Abschnitten dagegen zahlreiche (Abb. 33). Wo vier Reihen pro genealogischer Einheit vorliegen, zeigt die engrailed Expression in den lateralen Zellen und in der Mittellinie ein gemeinsames Muster. engrailed wird lateral und in der Mittellinie in der Reihe a exprimiert in einer Breite von einer Zelle in Längsrichtung (Abb.33.B). Wo nach differentiellen Teilungen mehr als vier Reihen vorliegen, unterscheidet sich die engrailed Expression der lateralen Zellen und der Mittellinie. In der Mittellinie wird engrailed in einer Breite von einer oder zwei Zellen exprimiert in der Zelle unmittelbar hinter der Zelle, die größer als die übrigen und vermutlich äquivalent zur


54

Zelle d0 von Orchestia ist (Abb. 33.B, C). Lateral wird engrailed unmittelbar neben der Mittellinie in den Zellen der Reihe a exprimiert in einer Breite von zwei Zellen, weiter seitlich wird es in den Zellen der Reihe a und in anterioren Zellen der Reihe b exprimiert in einer Breite von zwei bis drei Zellen (Abb.33.C). Wenn die oben getroffene Annahme richtig ist, daß die Zellen der Mittellinie von Porcellio sich teilen wie jene von Orchestia, dann würde für Porcellio gelten, daß es sich bei der engrailed positiven Zelle der Mittellinie um eine Tochterzelle von a0 handelt und daß nach der Teilung von a0 zu a0' und a0'' die vordere Tochterzelle engrailed exprimiert oder die vordere und die hintere engrailed exprimieren.


55

Abb. 32 A-C Expressionsmuster von engrailed von Porcellio während der Keimstreifenbildung. Links Fotos, rechts Camera lucida Zeichnungen. In den Zeichnungen engrailed - positive Zellen schwarz. A Die Expression beginnt am Hinterrand des Mandibelsegments (Md) und ist dort beschränkt auf die lateralen Zellen. B Lateral und in der Mittellinie exprimieren nach der ersten Teilung die Zellen der vorderen Reihen Iab, IIab und IIIab engrailed (geschl. Pfeilspitzen). C Nach der zweiten Teilung exprimieren zunächst die Zellen beider Tochterreihen, a und b, engrailed (o. Pfeilspitzen). Senkrechte Pfeile markieren die Mittellinie.


56

Abb. 33 A-C Expressionsmuster von engrailed bei Porcellio. A Übersicht über einen Keimstreifen von ~30%. B Detail aus dem posterioren Abschnitt. Nach dem Stadium, in dem engrailed in den Reihen a und b exprimiert wird (o. Pfeilspitzen), bleibt die Expression in der Reihe a erhalten (geschl. Pfeilspitzen) und geht in der Reihe b zurück. Die engrailed+ Zelle der Reihe a teilt sich einmal und beide Tochterzellen sind engrailed+. C Detail aus dem anterioren Abschnitt. In der Mittellinie liegt auf der Höhe der Grenze zwischen den lateralen Reihen d und a eine große Zelle (o. Pfeilspitzen). Dahinter liegen ein bis zwei engrailed+ Zellen (geschl. Pfeilspitzen).


[Titelseite] [Danksagung] [1] [2] [3] [4] [5] [Bibliographie] [Abkürzungsverzeichnis] [Lebenslauf] [Selbständigkeitserklärung]

© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.

DiML DTD Version 2.0
Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML - Version erstellt am:
Tue Apr 25 19:05:46 2000