Die Cytogenetik zweier norddeutscher Populationen von Nosopsyllus fasciatus Bosc (Aphaniptera)

Abstract

Specimens of the populations Hamburg and Wilhelmshaven of the ratflea N. fasciatus exhibit variation of the chromosome number in the range of 2n=20–23 and 2n=20–27 respectively, resulting from individual differences in the number of supernumerary chromosomes beyond the basic chromosome complement of 2n=20. The supernumerary chromosomes are mostly euchromatic and partly or completely homologous to each other and to the 10. pair of the basic complement. The numerical variation in the population Wilhelmshaven is produced by recurrent mitotic non-disjunction of the supernumerary chromosomes in anaphase II of spermatogenesis. Constant mitotic non-disjunction and preferential segregation of the supernumerary chromosomes towards the pronucleus leads to their accumulation in the population.—A multiple sex-chromosome mechanism of the type X₁ X₂ Y₁ Y₂ (male): X₁ X₁ X₂ X₂ (female) has been demonstrated for the population Wilhelmshaven of N. fasciatus. The X₁ X₂ Y₁ Y₂-chain of four is restricted to the male meiosis, in oogenesis two sex bivalents (X₁ X₁ and X₂ X₂) are formed. — The cytogenetic data presented do not support the concept of a closer phylogenetic relationship between the Aphaniptera and Nematocera, but do not preclude the possibility of a kinship of Aphaniptera and Neomecoptera.

Zusammenfassung

• 1. Die Hamburger Population von Nosopsyllus fasciatus Bosc (Aphaniptera) zeigt in den Spermatogonienmetaphasen 2n=20–23 acrocentrische Chromosomen, die Wilhelmshavener Population von Nosopsyllus fasciatus Bosc in den Spermatogonien- und Oogonienmetaphasen 2n=20–27 Chromosomen.

• 2. Entsprechend der interindividuellen Chromosomenzahlenvariabilität in den Spermatogonien treten in der Metaphase I der Spermatocyten in der Hamburger Population Tiere mit 1 Viererkette und 9 Bivalenten, 1 Viererkette, 8 Bivalenten und 1 Univalent, 1 Viererkette und 9 Bivalenten und 1 Viererkette, 9 Bivalenten und 1 Univalent auf. In der Wilhelmshavener Population sind wegen der noch größeren interindividuellen Chromosomenzahlenvariabilität daneben Tiere mit 1 Viererkette und 10 Bivalenten, 1 Viererkette, 10 Bivalenten und 1 Univalent, 1 Viererkette und 11 Bivalenten und 1 Viererkette, 11 Bivalenten und 1 Univalent in der Metaphase I der Spermatogenese vorhanden.

• 3. Ergebnisse von kontrollierten Paarungs- und Aufzuchtversuchen deuten darauf hin, daß die Chromosomenzahlenvariabilität in der Wilhelmshavener Population von N. fasciatus auf einer Zahlenvariabilität von überzähligen Chromosomen oberhalb der diploiden Grundzahl von 2n=20 Chromosomen beruht. Die cytologische Analyse des F₁-Materials von Kreuzungen von Tieren mit ungleichen Chromosomenzahlen machen es wahrscheinlich, daß die Chromosomen oberhalb der diploiden Grundzahl von 2n=20 Chromosomen teilweise oder ganz miteinander homolog sind und paarweise echte Bivalente bilden. Das Auftreten von Trivalenten in Tieren mit 1 Viererkette, 8 Bivalenten und 1 Univalent deuten darauf hin, daß die bis zu 7 überzähligen Chromosomen gleichzeitig auch teilweise oder ganz homolog sind mit einem Chromosomenpaar des diploiden Grundbestandes. Ergebnisse einer detaillierten Pachytänanalyse in den Oocyten weisen auf eine Homologie der überzähligen Chromosomen mit dem kürzesten 10. Chromosom des diploiden Grundsatzes hin (Bayreuther, 1957). Die überzähligen Chromosomen sind überwiegend euchromatisch.

• 4. Mitotisches non-disjunction der überzähligen Chromosomen in der Anaphase II der Spermatogenese führt zu einer Zahlenvariabilität, häufiges mitotisches non-disjunction und die unipolare Verteilung zu einer Einbeziehung der ungetrennten Chromatiden in den Pronukleus und damit zu einer Anreicherung der überzähligen Chromosomen in der Wilhelmshavener Population.

• 5. In der Wilhelmshavener Population von N. fasciatus liegt ein multipler Geschlechtschromosomenmechanismus vom Typ X₁ X₂ Y₁ Y₂ (Männchen): X₁ X₁ X₂ X₂ (Weibchen) vor. Die Viererkette kommt nur in der männlichen Meiose vor, in der Metaphase I der Oocyten treten 2 Geschlechtsbivalente (X₁ X₁ und X₂ X₂) auf.

• 6. Die cytogenetischen Befunde sprechen gegen eine nähere phylogenetische Beziehung zwischen den Aphaniptera und Nematocera. Sie widersprechen nicht den neueren Vorstellungen von einer näheren phylogenetischen Verwandtschaft zwischen den Aphaniptera und Neomecoptera.