Skip to main content
  • Published:

Zur Ei- und Embryonalentwicklung des HydroidpolypenEudendrium armatum

On egg and embryonic development of the hydroid polypEudendrium armatum. A light and electron microscopic study

Eine licht- und elektronenmikroskopische Untersuchung

Abstract

Oocytes ofEudendrium armatum originate in the branching stalks from undifferentiated ectoderm cells, in younger as well as in older parts, individually or in groups — prior to the development of blastostyles. Oocyte migration is caused by an autonomous activity. Possible interrelationships between oogenesis and the migration of oocytes on the one hand, and the development of gonozoids on the other are discussed. Cleavage is complete, at least from the eighth nucleus stage onwards. Controversial opinions about cleavage in various species ofEudendrium are discussed, with special reference to the problem of the “syncytial cleavage” and areas of “liquefied yolk”. InE. armatum, the latter is regarded as an artefact of fixation. Egg shell formation, function and retraction of the spadix and embryogenesis are described.

Zusammenfassung

1. Die Oocyten-, Blastostyl- und Embryonalentwicklung vonEudendrium armatum Tichomirov wurde licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.

2. Oocyten entstehen einzeln oder in dichter Lagerung aus undifferenzierten Zellen des Ektoderms in jüngeren sowie älteren Hydrocaulusabschnitten. Bereits vor der Blastostylknospung sind im Hydrocaulus zahlreiche Oocyten vorhanden. Gesetzmäßige Lagebeziehungen zwischen den Orten der Oocytenentstehung („Keimzonen“) und dem Verzweigungssystem lassen sich nicht feststellen. Das Wandern der Oocyten im Hydrocaulus kann am lebenden Stöckchen verfolgt werden.

3. Blastostyle sind von Nährpolypen im Knospenzustand durch in ihren Gastralraum eingewanderte Oocyten und später durch ihre Spadixbildung unterscheidbar. Die möglichen Wechselbeziehungen zwischen Oogenese und Oocytenwanderung einerseits und Blastostylen andererseits werden diskutiert.

4. Während der Vitellogenese wird vom Spadixentoderm granulöses Material — möglicherweise Glykogen — an die Oocyte abgegeben. Das Spadixentoderm hat durch Zellausläufer direkten Kontakt mit der Oocyte.

5. Nach der Befruchtung bildet die Oocyte eine Eihülle. Das Material dieser Eihülle entspricht wahrscheinlich der Peridermsubstanz.

6. Die Eihülle wird gleichzeitig mit dem Periderm unterhalb des Blastostyls verlötet. Dies geschieht in Wechselbeziehung zu einer Abhebung und Retraktion des Spadix vom Ei. Danach bleibt die Stützlamella aus dem Spadixbereich als gefaltetes Paket in der Gastralwand des Blastostyls liegen. Der fibrilläre Randsaum ist weitgehend ungestört. Es wird diskutiert, ob die Myoepithelzellen ihre Bindung an die Stützlamelle lösen und gegebenenfalls wieder knüpfen können.

7. Die Furchung verläuft — zumindest vom 8-Kern-Stadium ab — total. Der Beginn der Durchfurchung wurde stets in zeitlicher Verzögerung zu den ersten Kernteilungen beobachtet. Zellgrenzen wurden frühestens im 4-Kern-, spätestens im 8-Kern-Stadium gefunden. Die widersprüchlichen Angaben über totale, syncytiale und superfizielle Furchung in der GattungEudendrium werden an Hand der Befunde diskutiert.

8. Am Ende der Vitellogenese und zu Beginn der Embryonalentwicklung werden homogene Dotterbereiche in — je nach Fixierung unterschiedlicher — Verbreitung gefunden. In solchen „Verflüssigungsbereichen“ liegt der Komplexdotter nicht in von Membranen umgrenzten Tröpfchen (Vesikeln) vor. Diese Bildung wird als Fixierungsartefakt gedeutet.

9. Die histologische Differenzierung beginnt bereits in der späten Furchung parallel zur Anlage der Körperschichten. Der beschriebene Entstehungsmodus der Zweischichtigkeit kann als Moruladelamination bezeichnet werden.

Abbreviations

B:

Bakterium

Bl:

Blastostyl

Cb:

Cnidoblast

Ci:

Cilium

Ch:

Chromatin

dEhG:

dunkle Eihüllen-Grana

Dm:

Doppelmembran

Do:

Komplexdotter

„Drg“:

„Drüsenring“

Drz:

Grana-haltige Drüsenzellen

Eh‚:

Eihüllenschicht I

Eh„:

Eihüllenschicht II

Ek:

Ektoderm

Em:

Extrusionsmaterial

Em‚:

vermutliches Em, von Doppelmembran umgeben

En:

Entoderm

F:

Filamente

Fa:

Fixierung nachFahrenbach

f.Ch:

fibrilläres Chromatin

Fp:

Freßpolyp

F.Stl:

Fibrillen der Stützlamelle

Fs.Stl:

Fibrillensaum der Stützlamelle

γ-C:

glatte Membranen

G:

Gastralraum

Gl:

vermutliches Glycogen

Go:

Golgi-Apparat

Gr:

strukturiertes Granum

hEhG:

helle Eihüllen-Grana

I-Z:

I-Zelle

k.Ch:

kondensiertes Material innerhalb des fibrillären Chromatin

Mf:

Myofibrillen

Mi:

OsO4 nachMillonig

Mit:

Mitochondrium

N:

Nucleus

Nl:

Nucleolus

Nm:

Kernmembran

Np:

Kernporen

O:

Oocyte

Pa:

OsO4 nachPalade

Pd':

äußeres Periderm

Pdb:

Peridermbildungszone

PdG:

Peridermbildungs-Grana

hPdG:

helle Peridermbildungs-Grana

dPdG:

dunkle Peridermbildungs-Grana

p.f:

pars fibrosa des Nucleolus

p.g:

pars granulosa des Nucleolus

Psp:

pseudopodienartiger Ausläufer einer Oocyte

R:

Ribosomen

Sp:

Spadix

Sp.R:

Spadix in Retraktion

Stl:

Stützlamelle

StM:

Styrol Methacrylat

Sz:

Schleimzellen

V:

Vesikel und V-reihen

/V:

Vestopal

„Verfl“:

Dotter-„Verflüssigungszone“

Wp:

Wehrpolyp

X:

peripherer Bereich ohne Zellorganelle

Zm:

Zellmembran

Zitierte literatur

  • Allman, G. J., 1871. A monograph of gymnoblastic or tubularian hydroids. Ray Society, London, 474 pp.

    Google Scholar 

  • Beckwith, C. J., 1914. The genesis of plasma-structure in the egg ofHydractinia echinata. J. Morph.25, 189–251.

    Google Scholar 

  • Belousov, L. V. &Ostroumova, T. V., 1969. Metabolic gradients and morphological polarisation in embryonic development of hydroid polyps. J. Embryol. exp. Morph.22, 431–447.

    Google Scholar 

  • Bodo, F. &Bouillon, J., 1968. Etude histologique du dévelopment de quelques Hydromeduses de Roscoff:Phialidium hemisphaericum (L.),Obelia sp.Peron etLesieur,Sarsia eximia (Sars),Gonionemus vertens Agassiz. Cah. Biol. mar.9, 69–104.

    Google Scholar 

  • Brändle, E., 1971. Bedeutung der kolonialen Komponenten für die Bildung und Differenzierung der Medusen vonPodocoryne carnea M. Sars. Wilhelm Roux' Arch. EntwMech. Org.166, 254–286.

    Google Scholar 

  • Braverman, M. H., 1963. Studies on hydroid differentiation. II. Colony growth and the initiation of sexuality. J. Embryol. exp. Morph.11, 239–253.

    Google Scholar 

  • 1968. Studies on hydroid differentiation. III: The replacement of hypostomal gland cells ofPodocoryne carnea. J. Morph.126, 95–106.

    Google Scholar 

  • Brien, P. &Remiers-Decoen, M., 1950. Etude d'Hydra viridis (Linnaius). La blastogénèse, la spermatogénèse, l'ovogénèse. Annls. Soc. r. zool. Belg.81, 33–110.

    Google Scholar 

  • 1951. La gamétogénèse et l'intersexualité chezHydra attenuata (Pallas). Annls. Soc. r. zool. Belg.82, 285–327.

    Google Scholar 

  • Brooks, W. K., 1896. The life history of the hydromedusae: a discussion of the medusae and of the significance of metagenesis. Mem. Boston Soc. nat. Hist.3, 359–430.

    Google Scholar 

  • &Rittenhouse, S., 1907. OnTurritopsis nutricola (McCrady) Proc. Boston Soc. nat. Hist.33, 429–460.

    Google Scholar 

  • Burnett, A. L., Sindelar, W. &Diehl, N., 1967. An examination of polymorphism in the hydroidHydractinia echinata. J. mar. biol. Ass. U.K.47, 645–658.

    Google Scholar 

  • Chapman, D. M., 1968. A new type of muscle cells from the subumbrella ofObelia. J. mar. biol. Ass. U.K.48, 667–688.

    Google Scholar 

  • Chapman, G., 1959. The mesogloea ofPelagia noctiluca. Q. J. microsc. Sci. (Ser. 3)100, 599–610.

    Google Scholar 

  • Ciamician, J., 1878. Zur Frage der Entstehung der Geschlechtsstoffe bei den Hydroiden. Z. wiss. Zool.30, 501–508.

    Google Scholar 

  • Congdon, E. D., 1906. Notes on the morphology and the development of two species ofEudendrium. Biol. Bull. mar. biol. Lab., Woods Hole11, 27–46.

    Google Scholar 

  • Davis, L. L. &Haynes, J. F., 1968. An ultrastructural examination of the mesogloea ofHydra. Z. Zellforsch. mikrosk. Anat.92, 149–158.

    Google Scholar 

  • Diehl, F. A. &Burnett, A. L., 1964. The role of interstitial cells in the maintenance ofHydra. Part I: Specific destruction of interstitial cells in normal, asexual, non-budding animals. J. exp. Zool.155, 253–260.

    Google Scholar 

  • Glätzer, K. H., 1971. Die Ei- und Embryonalentwicklung vonCorydendrium parasiticum mit besonderer Berücksichtigung der Oocyten-Feinstruktur während der Vitellogenese. Helgoländer wiss. Meeresunters.22, 213–280.

    Google Scholar 

  • Goette, A., 1907. Vergleichende Entwicklungsgeschichte der Geschlechtsindividuen der Hydropolypen. Z. wiss. Zool.87, 1–336.

    Google Scholar 

  • Goodwin, B. C. &Cohen, M. H., 1969. A phase-shift-model for the spatial and temporal organisation of developing systems. J. theor. Biol.25, 49–107.

    Google Scholar 

  • Günzl, H., 1971.Dipurea reesi (Hydrozoa): Wanderung der Cnidoblasten in den Rhizostolonen. Inst. wiss. Film, Göttingen. (Encyclopaedia cinematographica, E 1106/1966).

  • Hamann, O., 1882. Der Organismus der Hydroidpolypen. Jena. Z. Medizin Naturw.15, 473–544.

    Google Scholar 

  • Hanisch, J., 1970. Die Blastostyl- und Spermienentwicklung vonEudendrium racemosum Cavolini. Zool. Jb. (Anat. Ontogenie Tiere)87, 1–62.

    Google Scholar 

  • Hargitt, C. W., 1904. The early development ofEudendrium. Zool. Jb. (Anat. Ontogenie Tiere)20, 257–276.

    Google Scholar 

  • Hauenschild, C., 1957. Versuche über die Wanderung der Nesselzellen bei der Meduse vonEleutheria dichotoma. Z. Naturf.12 (B), 472–477.

    Google Scholar 

  • Hay, E. D., 1968. The nucleus in developing cells. In: The nucleus. Ed. byA. J. Dalton &F. Haguenau. Acad. Press, New York, 2–79.

    Google Scholar 

  • Kawaguti, S. &Ogasawara, Y., 1967. Electron microscopy on the ovary of an anthomedusa,Spirocodon saltatrix. Biol. J. Okayama Univ.13, 115–129.

    Google Scholar 

  • Kessel, R. G., 1968. Electron microscopic studies on developing oocytes of a coelenterate medusa with special reference to vitellogenesis. J. Morph.126, 211–248.

    Google Scholar 

  • Kleinenberg, N., 1881. Über die Entstehung der Eier beiEudendrium. Z. wiss. Zool.38, 326–332.

    Google Scholar 

  • Kühn, A., 1913. Entwicklungs- und Verwandtschaftsbeziehungen der Hydrozoen. I. Teil Hydroiden. Ergebn. Fortschr. Zool.4, 1–284.

    Google Scholar 

  • Lentz, T. L. &Barrnett, R. J., 1963. The role of the nervous system in regenerating Hydra: The effect of neuropharmacological agents. J. exp. Zool.153, 305–327.

    Google Scholar 

  • Loomis, W. F., 1959. The sex gas of Hydra. Scient. Am.200, 145–156.

    Google Scholar 

  • Mergner, H., 1957. Die Ei- und Embryonalentwicklung vonEudendrium racemosum Cavolini. Zool. Jb. (Anat. Ontogenie Tiere)76, 63–163.

    Google Scholar 

  • Moses, M. J. &Coleman, J. R., 1964. Structural patterns and functional organisation of chromosomes. In: The role of chromosomes in development. Hrsg. vonM. Locke. Acad. Press, New York, 11–49.

    Google Scholar 

  • Müller, W., 1967. Differenzierungspotenzen und Geschlechtsstabilität von I-Zellen vonHydractinia echinata. Wilhelm Roux Arch. EntwMech. Org.159, 412–432.

    Google Scholar 

  • 1968. Elimination der I-Zellen durch alkylierende Cytostatica und deren Effekte auf die Embryonalentwicklung beiHydractinia echinata. Expl. Cell Res.49, 448–458.

    Google Scholar 

  • 1969. Determination der Geschlechtspolypen vonHydractinia echinata. Eine biologische und chemische Analyse. Wilhelm Roux Arch. EntwMech. Org.164, 37–47.

    Google Scholar 

  • Ninnemann, H., 1971. Zellteilung. In: Die Zelle — Struktur und Funktion. Hrsg. vonH. Metzner. Wiss. VerlGes., Stuttgart, 70–98.

    Google Scholar 

  • Nyholm, K. G., 1943. Zur Entwicklung und Entwicklungsbiologie der Ceriantharien und Aktinien. Zool. Bidr. Upps.22, 89–248.

    Google Scholar 

  • Reimer, L., 1967. Elektronenmikroskopische Untersuchungs- und Präparationsmethoden. Springer, Berlin, 598 pp.

    Google Scholar 

  • Romeis, B., 1948. Mikroskopische Technik. Oldenbourg, München, 695 pp.

    Google Scholar 

  • Scaletta, L. J. &McCallum, D. K., 1971. Divalent cation-mediated union with connective tissue. Expl. Cell Res.68, 449–452.

    Google Scholar 

  • Schmid, V. &Tardent, P., 1969. Zur Gametogenese vonPodocoryne carnea M. Sars. Rev. suisse Zool.76, 1071–1078.

    Google Scholar 

  • Seeliger, O., 1894. Über das Verhalten der Keimblätter bei der Knospung der Coelenteraten. Z. wiss. Zool.58, 152–188.

    Google Scholar 

  • Shostak, S., Patal, N. G. &Burnett, A. L., 1965. The role of mesogloea in mass cell movement inHydra. Devl. Biol.12, 434–450.

    Google Scholar 

  • &Globus, M., 1966. Migration of epithelio-muscular cells inHydra. Nature, Lond.210, 218–219.

    Google Scholar 

  • Siewing, R., 1969. Lehrbuch der vergleichenden Entwicklungsgeschichte der Tiere. Parey, Hamburg, 531 pp.

    Google Scholar 

  • Tardent, P. &Eymann, H., 1959. Experimentelle Untersuchungen über den regenerierenden Faktor vonTubularia. Wilhelm Roux Arch. EntwMech. Org.151, 1–37.

    Google Scholar 

  • Teissier, G., 1930. Polarité morphologique et polarité physiologique de l'embryon des hydraires. C. r. Séanc. Biol.105, 671–673.

    Google Scholar 

  • 1931. Etude expérimentale du dévelopment de quelques hydraires. Annl. Sci. nat. (Sér. 10)14, 5–60.

    Google Scholar 

  • Tichomirov, A. A., 1887. Contribution to the history of the development of the hydroids (russ.) Moscow Soc. Sci. Bull.50, (Append. 1) 1–69.

    Google Scholar 

  • Vyver, G. van de, 1967. Etude du développement embryonnaire des hydraires athécates (gymnoblastiques) à gonophores. I. Formes à planula. Archs Biol., Paris78, 451–518.

    Google Scholar 

  • 1968. II. Formes à actinulas. Archs Biol., Paris79, 327–363.

    Google Scholar 

  • 1968. III. Discussions et conclusions générales. Archs Biol., Paris79, 365–379.

    Google Scholar 

  • Weismann, A., 1880. Über den Ursprung der Geschlechtszellen bei den Hydroiden. II. Zool. Anz.55, 367–370.

    Google Scholar 

  • 1883. Die Entstehung der Sexualzellen bei Hydromedusen. Fischer, Jena, 308 pp.

    Google Scholar 

  • Werner, B., 1963. Experimentelle Beobachtungen über die Wirkung von Außenfaktoren in der Entwicklung der Hydrozoen und Erörterung ihrer Bedeutung für die Evolution. Veröff. Inst. Meeresforsch. Bremerh. (Sonderbd.) 153–177.

  • Widersten, B., 1968. The morphology of hydrozoan larvae. Zool. Bidr. Upps.37, 139–179.

    Google Scholar 

  • Wolpert, L., 1969. Positional information and the spatial pattern of cellular differentiation. J. theor. Biol.25, 1–47.

    Google Scholar 

  • &Hombruch, A., 1971. Positional information and pattern regulation in regeneration of hydra. Symp. Soc. exp. Biol.25, 391–415.

    Google Scholar 

  • Wulfert, J., 1902. Die Embryonalentwicklung vonCorydendrium loveni Allman. Z. wiss. Zool.71, 296–327.

    Google Scholar 

  • Zihler, J., 1972. Zur Gametogenese und Befruchtungsbiologie vonHydra. Wilhelm Roux Arch. EntwMech. Org.169, 239–267.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Wasserthal, W. Zur Ei- und Embryonalentwicklung des HydroidpolypenEudendrium armatum . Helgolander Wiss. Meeresunters 25, 93–125 (1973). https://doi.org/10.1007/BF01609963

Download citation

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01609963