Meiotische Prophase und Spermatidenreifung bei Gryllus domesticus mit besonderer Berücksichtigung der Chromosomenstruktur

Zusammenfassung

Die Ausdifferenzierung der Spermatidenkerne von Gryllus domesticus wird an Hand von elektronen- und polarisationsmikroskopischen Befunden beschrieben. Ferner werden elektronenmikroskopische Bilder von Pachytänkernen gezeigt.

• 1. Die Pachytänchromosomen enthalten Paarungsstrukturen, deren zentrales Element ein etwa 500 AE starker Strang, das „Core“, ist. Er ist in eine helle Lakune von etwa 1000 AE Durchmesser eingebettet, an deren Peripherie das Chromatin in Form von dünnsten Filamenten haftet. Zwischen einander gegenüberliegenden Chromatiden treten Transversalfilamente auf. Es gibt Hinweise dafür, daß der zentrale Strang des synaptinematischen Komplexes, das „Core“, von einer lokalen Zunahme des Durchmessers der Transversalfilamente herrührt.

• 2. Auch das Heterochromosom enthält Paarungsstrukturen. Es ist im Pachytän stark heterochromatisch. Paarungsstrukturen, deren Zugehörigkeit zum Heterochromosom wahrscheinlich ist, wurden außerdem in jungen Spermatidenkernen gefunden.

• 3. Nach der Telophase 2 treten die Chromosomen des sich auflockernden Spermatidenkernes mit einzelnen Abschnitten in enge Beziehung zur inneren Kernmembran. Dieser Zustand wird, von Umordnungen abgesehen, beibehalten und vervollständigt, bis schließlich das gesamte Chromatin in einer 0,2–0,3 μ breiten ringförmigen Zone der inneren Kernmembran anliegt.

• 4. Dicht unter der inneren Kernmembran befindet sich eine Tangentialstruktur. An ihr haften radiale Chromatinstränge von 200 AE Durchmesser. Sie liegen zunächst ungeordnet durcheinander, strecken sich dann aber mit fortschreitender Reifung des Kernes. Die Tangentialstruktur setzt sich aus Strängen von 200 AE Durchmesser zusammen. Diese stellen anscheinend einfach aufgewundene Schräubchen dar, deren Elemente weniger als 30 AE stark sein dürften.

• 5. Die 200 AE starken Radialstränge junger Spermatidenkerne stellen Schräubchen dar. Später strecken sie sich soweit, daß die vormals aufgewundenen DNS-Fäden nun gradlinig in den Kern einstrahlen. Sodann verkleben die Radialfäden zu dicken Strängen. Die Mehrzahl dieser Stränge ist etwa 0,4 μ lang. Einige Stränge reichen bis in das Zentrum des Kernes hinein. Die Streckung der Radialstränge und der Übergang zu Radialfilamenten ist von einer starken Zunahme der Eigendoppelbrechung begleitet.

• 6. Die Befunde sprechen für ein verzweigtes Chromosomenmodell. Sie lassen sich deuten, wenn man annimmt, daß sich die Tangentialschicht aus den Achsen der 10 bzw. 11 Chromatiden des haploiden Satzes zusammensetzt, die während der Spermatidenreifung in einschichtiger Lage der inneren Kernmembran angeheftet wurden. Die Radialstränge bzw. Radialfilamente wären dann die Seitenketten.

• 7. Versuche, die elektronenmikroskopischen Bilder quantitativ zu deuten, führen zu DNS-Mengen pro Spermatidenkern, die um Größenordnungen unter dem Befund liegen. Es wird daher für möglich gehalten, daß die Radialstränge mehr als zwei DNS-Ketten enthalten.