Zur Entwicklungsgeschichte vonPetrobius brevistylis (Thysanura, Insecta)

Abstract

Petrobius brevistylis Carpenter lives in the rocky supralittoral of the island Helgoland. Eggposition lasts from June to July, embryonic development one year. The superficial cleavage begins immediately after eggposition. Within a few days, a blastoderm is formed which gives rise to a cuticle consisting of different layers. At the rear tip of the egg a round germ disc develops and spreads out. The germ band gives rise to the primordia of antennae, mandibles, and maxillae — the first signs of segmentation. Most of the blastoderm differentiates into the serosa, while the amnion temporarily covers the ventral side of the embryo. When the serosa shrinks the amnion spreads out over the yolk surface. Details of the formation of the extremities of head, thorax, and abdomen are described. The hypopharynx arises rather late on the mandible segment. Neither lingua nor superlinguae are homologous to the extremities. At the first abdominal segment a pair of pleuropodia are formed, which disappear shortly before hatching. The germ band moves from the rear tip of the egg to the ventral part (blastokinesis), where it sinks into the yolk; parts of the yolk form an amniotic cavity. Mesoderm formation takes place by immigration of cells from a proliferation zone at the back of the germ band. The mesoderm lamella divides into several somites which form coelomic cavities entering into the extremities. Ten abdominal coelomic sacs are formed. The eleventh segment contains a solid mesodermal mass. In the head, a solid mesodermal mass occurs in the premandibular segment, and a pair of large coelomic sacs in the antenna segment. The labrum reveals an unpaired mesoderm. A pair of suboesophageal bodies are formed in the premandibular segment. The stomodaeum caves in early during development; at the end of the development it has a rectangular shape. The proctodaeum breaks through the unsegementated abdominal mesoderm and later on turns to the front; it has evidently a cuticular membrane separating it from the yolk. A front and a back tentorium are formed by paired invaginations on the mandible and labium segments; they do not fuse. The ventral nerve chain develops from large neuroblasts. The neuropile is situated at the dorsal side of the ganglions. Eleven abdominal ganglions are formed. During early developmental stages a median cord can clearly be recognized. The brain develops from 3 protocerebral lobes, the deutocerebrum, and the tritocerebrum. The prosocerebrum, the third protocerebral lobe, forms the pons cerebralis, the central body, and the corpora ventralia with the commissure.

Zusammenfassung

1.Petrobius brevistylis Carpenter lebt an Felsküsten im Supralitoral, in Deutschland auf Helgoland. Die Eiablage erfolgt im Juni und Juli. Die Embryonal-entwicklung dauert etwa 1 Jahr.

2. Die superfizielle Furchung setzt sofort ein. Es entsteht in wenigen Tagen ein Blastoderm. Dieses scheidet eine Blastodermmembran ab, an der verschiedene Schichten zu unterscheiden sind.

3. Am hinteren Eipol bildet sich eine runde Keimscheibe, die sich bald in die Länge streckt. Es entsteht der Keimstreif, an dem als erste Zeichen der äußeren Segmentierung die Knospen von Antenne, Mandibel und Maxille gebildet werden.

4. Danach kommt es zur Ausbildung von Embryonalhäuten. Das Blastoderm geht zu einem großen Teil in die Serosa über, während das Amnion den Embryo eine Zeitlang ventral umhüllt. Wenn sich die Serosa zurückzieht, breitet sich das Amnion auf der Dotteroberfläche aus.

5. Die Ausformung der Extremitäten an Kopf, Thorax und Abdomen wird geschildert. Der Hypopharynx entsteht über dem Mandibelsegment. Weder die unpaare Lingua, noch die paarige Superlinguae sind Extremitäten homolog. Am 1. Abdominalsegment bilden sich große Pleuropodien, die bis kurz vor dem Schlüpfen persistieren.

6. Von der frühen Lage am hinteren Eipol wandert der Keimstreif zur Mitte der Ventralseite (Blastokinese). Dort sinkt er in den Dotter ein und wird von Dotterwülsten völlig verdeckt. Es bildet sich auf diese Weise eine Art Amnionhöhle.

7. Die Mesodermablösung erfolgt durch Einwanderung von Zellen aus einer Sprossungszone am Hinterende des Keimstreifs. Die Mesodermlamelle zerfällt in einzelne Somite, in denen durch Spaltraumbildung Coelome entstehen, die in die Extremitäten eindringen. Es werden 10 abdominale Coelome gebildet, aber auch das 11. Segment enthält Mesoderm. Im Kopf findet man solides Mesoderm im Interkalarsegment, ein Paar große Coelome im Antennensegment und unpaares Mesoderm im Labrum. Im Interkalarmesoderm bilden sich die paarigen Suboesophagealkörper. Gonadenanlagen liegen im Coelom des 2. und 3. Thoraxsegmentes und in den ersten Abdominalsegmenten.

8. Der Vorderdarm senkt sich früh ein, er ist bei schlupfreifen Embryonen rechtwinklig gebogen. Der Enddarm durchbricht das noch unsegmentierte abdominale Mesoderm und biegt später nach vorn um. Er besitzt eine nichtzellige Abschlußmembran zum Dotter hin.

9. Es wird ein vorderes und hinteres Tentorium aus paarigen Einstülpungen im Mandibel- bzw. Labialsegment gebildet. Die Anlagen verschmelzen nicht miteinander.

10. Das Bauchmark entwickelt sich aus Neuroblasten. Das Neuropilem liegt an der dorsalen Seite der Ganglien. Es werden 11 abdominale Ganglien angelegt. Bei frühen Stadien zeigt sich ein eindeutiger Mittelstreif.

11. Das Gehirn entwickelt sich aus 3 Protocerebralloben (1. Lobus = Lobus opticus, 1. + 2. Lobus = Archicerebrum, 3. Lobus = Prosocerebrum), dem Deuto- und dem Tritocerebrum. Das Prosocerebrum (Lobus 3 + 3′) bildet Protocerebralbrücke, Zentralkörper und Nebenlappen mit der Kommissur.