Synapsen im Antennenhügel von Locusta migratoria (Orthoptera, Insecta)

Summary

The fibre anatomy of the glomeruli neuropil of the antennal lobes (sensory centres) of Locusta migratoria has been analysed by electron microscopy.

The glomeruli consist of interneuronal and sensory elements of the antennal nerve, forming a complicated mesh-work of fine fibres. The great majority of nervous fibres is filled with clear synaptic vesicles, which stain with zinc-iodide-osmic-acid (Akert and Sandri, 1968), Two types of synaptic junctions are found, differing especially in shape and size of their synaptic gap. Both types show a clear morphological polarity, so that the distinction of pre- and postsynaptic fibres is possible. Inter- and intracellular paramembraneous synaptic material can be demonstrated by the bismuth iodide impregnation of Pfenninger et al. (1969) This method, showing the same effect as in vertebrate nervous systems, seems to be very adequate for the identification of synaptic structures and synaptic distribution.

Normally presynaptic structures are situated in angles of nerve fibres. Although degeneration experiments were made, the synaptic interaction of the various fibre types could only partially be explained. Sensory fibres interact with intemeurons, which show pre- and postsynaptic zones. They seem to be responsible for the integration of different glomeruli. There is some evidence that sensory fibres have synaptic connections, too. Postsynaptic profiles with several synaptic contacts and free of vesicles are very rare, whereas “axo-axonic” contacts are found quite often. These glomeruli with their great number of vesicle-filled profiles differ from corpora pedunculata calyx glomeruli (see Lamparter et al. 1969).

Zusammenfassung

Die Feinstruktur des Glomerulineuropils im Antennenhügel (sensorisches Zentrum) der Wanderheuschrecke Locusta migratoria wird beschrieben.

Die Glomeruli stellen ein kompliziertes Netzwerk von sensorischen Antennennervenfasern und interneuronalen hirneigenen Elementen dar. Die Nervenfasern sind in ihrer großen Mehrheit von klaren synaptischen Vesikeln gefüllt, die sich mit Zinkjodid-Osmiumsäure färben (Akert und Sandri, 1968). Zwei Synapsentypen treten auf, die sich vor allem durch die Form und Ausdehnung des Synapsenspaltes unterscheiden. Beide Typen zeigen eine morphologische Polarität. Paramembranöses synaptisches Material läßt sich besonders deutlich mit der Wismutjodid-Methode von Pfenninger et al. (1969) darstellen. Diese Methode, die den gleichen Effekt wie bei Wirbeltieren zeigt, scheint zur Beurteilung synaptischer Verhältnisse (Verteilung, Häufigkeit) besonders geeignet.

Normalerweise sind über synaptische Kontakte drei aneinandergrenzende Nervenfasern miteinander verknüpft. Obwohl Degenerationsexperimente vorgenommen wurden, konnte die synaptische Verschaltung der verschiedenen Fasern nur teilweise geklärt werden. Sensorische Fasern sind mit interneuronalen Fortsätzen verbunden, die prä- und postsynaptische Zonen haben. Es gibt einige Hinweise, daß auch sensorische Fasern miteinander synaptisch verknüpft sind. Vesikelfreie postsynaptische Elemente sind sehr selten, während eine synaptische Verbindung über „axo-axonale“ Kontakte häufig vorkommt. Die Antennalglomeruli mit ihrer großen Anzahl von kleinen, mit synaptischen Vesikeln gefüllten Fasern sind deutlich anders organisiert als die Glomeruli im Pilzkörperkelch (vgl. Lamparter et al., 1969).