Normalisierung der geschlechtlichen Entwicklung kopfloser Fragmente junger ♀♀ vonPlatynereis dumerilii (Polychaeta) durch Behandlung mit konservierten Prostomien juveniler Individuen

Abstract

Fragments taken from femalePlatynereis dumerilii are, at an early stage, characterized by small oocytes, unable to develop normal eggs and to complete the epitokous state if deprived of hormone supply from the prostomium. The question remained whether this inability to achieve normal sexual maturity is due to complete lack of common “juvenile brain hormone” or to absence of a special phase-specific “maturation hormone” whose existence has not yet been proved, but suggested on the basis of autoradiographic investigations of neurosecretory brain activity (Müller 1973). New experiments on such fragments demonstrate that fairly normal oogenesis can be induced and a more advanced epitoke formation attained by daily external treatment with dried isolated prostomia taken from juvenile specimens. Thus, there is no need to assume interference of a special “maturation hormone” in sexual development. The treated fragments show normal posterior regeneration followed by fairly normal sexual maturation, even if the supply of “juvenile brain hormone” is not changed throughout the experiment; hence it may be postulated that the fragment itself gradually alters its mode of response to the hormone.

Zusammenfassung

1. Ein kurzes Fragment vonPlatynereis dumerilii, das vom Prostomium als seiner natürlichen Gehirnhormon-Quelle abgeschnitten ist, vermag ein normales Regenerat an seiner hinteren Schnittfläche, wie es intakte Tiere nach Verlust ihres Hinterendes stets zu bilden pflegen, nicht hervorzubringen. Es erlangt diese Fähigkeit jedoch wieder, wenn es täglich 8 Stunden lang in einem kleinen Tropfen mit drei getrockneten Prostomien von juvenilen Spendern kombiniert wird. Demnach nimmt das Fragment aus dem Außenmedium Gehirnhormon, welches nur aus den zerfallenden Prostomien stammen kann, in wirksamer Form und in einer für die Regeneration ausreichenden Menge auf.

2. Stammt das Fragment von einem ♀ mit erst 40 µm großen Oocyten, so ermöglichen die zugesetzten toten Prostomien juveniler Spender außerdem eine fast normale Oogenese, wie sie auf diesem Stadium in völliger Abwesenheit von Gehirnhormon niemals stattfindet sowie einen Grad von Epitokie, welcher über denjenigen eines unbehandelten Kontrollfragments deutlich hinausgeht. Die Tatsache, daß die Entwicklung der Oocyten im hormonfreien Kontrollfragment einen abnormen Verlauf nimmt, beruht demnach nicht auf dem Fehlen eines besonderen, nur in einem fortgeschrittenen Stadium der Geschlechtsreife gebildeten „Reifungshormons“, sondern nur auf dem vollständigen Mangel an dem „gewöhnlichen“ Gehirnhormon, das bereits im juvenilen Stadium produziert wird.

3. Die vonMüller (1973) im Gehirn vonP. dumerilii nachgewiesenen und autoradiographisch als synthetisch aktiv gekennzeichneten neurosekretorischen Zellen, deren Anzahl im Verlauf der geschlechtlichen Entwicklung stark zunimmt, kommen somit nicht für die Produktion eines morphogenetisch wirksamen, spezifischen „Reifungshormons“ in Betracht. Sie müssen vielmehr eine andere Funktion, etwa im Zusammenhang mit dem Schwärmen der reifen Heteronereis, haben. Es könnte sich bei ihnen um die Zellen handeln, die früher das juvenile Gehirnhormon produziert und die nach dem Erlöschen dieser Funktion während der Geschlechtsreifung ihr Aussehen und ihre inkretorische Tätigkeit geändert haben.

4. Die Tatsache, daß ein Fragment, dem während der ganzen Versuchszeit täglich dieselbe Dosis Gehirnhormon zugeführt wird, anfangs mit Regeneration, später jedoch mit geschlechtlicher Reifung antwortet, obwohl nach den bisherigen Vorstellungen der erstgenannte Vorgang an einen hohen und der letztere an einen niedrigen Hormonspiegel gebunden sein sollte, weist auf die Möglichkeit hin, daß auch die Art und Weise, in der das Fragment auf das Hormon anspricht, im Verlauf des Versuchs ihrerseits einer Veränderung unterliegt; davon könnten die an der Hormonaufnahme mitwirkenden und/oder die an Reifung bzw. Regeneration unmittelbar beteiligten Gewebe betroffen sein.