Vergleichende Untersuchungen über das Muster der Sehzellen und Horizontalen in der Teleostier-Retina (Pisces)

Summary

• 1. Since the classification of the cone types on morphological features is difficult

• a) the distance of the cone-inner-segment from the outer limiting membrane

• b) the position of the cones within the mosaic are used as further criteria.

• 2. The double cones are either arranged in parallel rows (row-mosaic) or in square units (square mosaic). In both types one or two single cones may be added to the basic pattern.

• 3. There is an ontogenetic relation between the two mosaic types: Near the Ora serrata, all double cones are placed in parallel rows and only in the more central part of the bulbus of certain species are they arranged in squares.

• 4. In Bettta and Nannacara 4 rods are enclosed in every square unit; in some other species there are up to 8 rods surrounding the single cones. In most cases rods are more numerous than cones.

• 5. Probably there is a relationship between the age and diameter of the eye and the regular arrangement resp. the number of the rods.

• 6. The different morphological types within the three layers of horizontal cells are described. Their occurence and distribution is compared to the findings of other authors (chiefly Cajal).

• 7. Based on morphological characteristics one cannot determine whether the horizontal cells are neurons or glia elements.

• 8. The rows of the sclerad horizontal cells run parallel to the rows of single cones without respect to the type of double cone mosaic.

• 9. There is an equal distance between the nuclei of the single cones and between the nuclei of the outer horizontal cells.

• 10. The middle and inner horizontal cells are arranged regularly only when they consist of lobed stellar shaped cells.

• 11. In square and row mosaics the number of horizontal cell layers equals the number of cone types.

• 12. The relative ratio of double cones to single cones is in good agreement with that of sclerad to intermediary and vitread horizontal cells. In absolute figures there are 2 cones for every horizontal cell. Only the vitread horizontal cells of a few species do not fit this rule.

• 13. If one compares different square mosaics, one finds a quantitative relation between intermediary horizontal cells and accessory single cones as well as between sclerad horizontal cells and double cones.

• 14. The correlation between the number of cone types and the number of horizontal cell layers and its functional significance for colour vision is confirmed by the electrophysiological data of Svaetichin.

• 15. Several functional models of movement perception and lateral inhibition are discussed on the basis of a parallel arrangement of the cone—and the horizontal cell mosaic. Until now there are no experimental data confirming these models.

Zusammenfassung

• 1. Da die Klassifizierung der Zapfentypen aufgrund von morphologischen Merkmalen schwierig ist, werden:

• a) die Entfernung der Zapfenellipsoide von der Membrana limitans externa;

• b) die Stellung der Zapfen innerhalb des Mosaiks als weitere Kriterien herangezogen.

• 2. Die Doppelzapfen konnen in parallelen Reihen stehen (Reihenmuster) oder im Quadrat angeordnet sein (Quadrat- oder Rechteckmuster). In beiden Mustern können zu den Doppelzapfen em. oder zwei Einzelzapfentypen hinzutreten.

• 3. Die beiden Mustertypen stehen in einem ontogenetischen Zusammenhang: An der Ora serrata werden alle Doppelzapfen in parallelen Reihen angelegt and erst im Retinainneren bei den entsprechenden Arten zu Rechtecken umgeordnet.

• 4. Bei Betta and Nannacara stehen innerhalb des Doppelzapfenquadrats jeweils vier Stäbchen; bei einigen anderen Arten umgeben bis zu acht Stabchen kranzartig die Einzelzapfen. In den moisten Fällen sind die Stäbchen zahlreicher als die Zapfen.

• 5. Wahrscheinlich besteht ein Zusammenhang zwischen Augendurchmesser bzw. Alter and der regelmäßigen Anordnung Bowie der Zahl der Stäbchen.

• 6. Es werden verschiedene morphologische Zelltypen der drei Horizontalenreihen beschrieben and ihr Vorkommen bei bisher von anderen Autoren (besonders Cajal) untersuchten Arten erörtert.

• 7. Aufgrund von morphologischen Merkmalen kann nicht entschieden werden, ob die Horizontalen Neuronen oder Glia-Elemente sind.

• 8. Die Reihen der scleraden Horizontalen verlaufen — unabhängig vom Typ des Doppelzapfenmosaiks — parallel zu den Einzelzapfenreihen.

• 9. Die Einzelzapfenabstände and die Entfernung zwischen den Kernen der äußeren Horizontalen sind gleich groß.

• 10. Die mittleren and inneren Horizontalen sind nur dann regelmäßig angeordnet, wenn sie aus lappig-sternförmigen Zellen bestehen.

• 11. Bei Rechteck- und Streifenmustern ist die Anzahl der Horizontalenschichten ebenso groß wie die der Zapfentypen.

• 12. Die relativen Zahlenverhältnisse von Doppelzapfen zu Einzelzapfentypen bzw. äußeren zu mittleren and inneren Horizontalen zeigen bei vielen Arten eine gute Übereinstimmung. In absoluten Zahlen ausgedrückt kommen auf jede Horizontale 2 Zapfen. Nur die inneren Horizontalen weichen bei einigen Arten von dieser Regel ab.

• 13. Beim Vergleich verschiedener Rechteckmuster ergibt sich ein zahlenmäßiger Zusammenhang zwischen mittleren Horizontalen and zentralen Einzelzapfen, vitreaden Horizontalen and eckständigen Einzelzapfen Bowie scleraden Horizontalen und Doppelzapfen.

• 14. Die Beziehung zwischen der Anzahl der Zapfentypen and der Anzahl der Horizontalenreihen Bowie deren Bedeutung fur das Farbensehen wird durch elektrophysiologische Befunde von Svaetichin bestätigt.

• 15. Es werden Funktionsmodelle des Bewegungssehens and der lateralen Inhibition aufgrund der Lagebeziehung zwischen Zapfen- und Horizontalenmuster diskutiert. Experimentelle Befunde zu diesen Modellen liegen bisher nicht vor.