Untersuchungen über die Spermiogenese bei einem Laufkäfer, Carabus catenulatus Scop., und der Skorpion-Wasserwanze, Nepa rubra L.

Summary

Following previous investigations on the spermiogenesis of Cincindela, the differentation of the spermatids of Carabus and Nepa is described. The results are thoroughly compared with those of Cicindela. After fine dispersion of the nuclear contents an extensive porous area against which the flagellum leans for a short period forms in the chiefly tight envelope with Carabus. Simultaneously granular material of great contrast appears about centriole and flagellum. Later it becomes an extended attendant body of the flagellum. The nuclear contents having transformed to isolated fibrils of 200 Å in diameter the porous field is lifted up and finally detached as a closed vesicle. Even then it retains its stable form and structure. With Nepa, a small porous area exists some distance before the eentriole in the nuclear envelope. Adjacent, dark substance is deposited outside on the nucleus. After complete conversion of the nuclear contents into isolated fibrils of 100 Å thickness the pores disappear. The darkly staining substance spreads over this formerly porous field, thus incorporating some loosely distributed accumulations of similar material. The ripe spermatozoa of Carabus and Nepa receive a new membrane, the development of which can be followed from early stages. Furthermore, longitudinal tubules which surround the nucleus in increasing number with advancing differentiation are no longer detectable in the mature form. Comparing these results with those on Cicindela leads to the following statements: While the nuclear envelope of young spermatids becomes tight for the most part, a limited area forms penetrated by numerous pores like a sieve. Certain part of the contents leaves the nucleus at this point and is deposited outside as darkly staining granular substance. The pores maintain their function until the remaining contents have changed into isolated fibrils of 100 or 200 Å in diameter. The eliminated nuclear material becomes part of the mature spermatozoon. The conclusions of these statements are discussed.

Zusammenfassung

Im Anschluß an frühere Untersuchungen über die Spermiogenese bei Cicindela wird die Differenzierung der Spermatiden bei Carabus und Nepa beschrieben. Die Befunde werden mit den Ergebnissen bei Cicindela eingehend verglichen. Bei Carabus entsteht, sobald sich der Kerninhalt fein verteilt hat, in der größtenteils dichten Kernhülle ein ausgedehntes Porenfeld, dem sich die Geißel für kurze Zeit anlegt. Zugleich tritt um Zentriol und Geißel kontrastreiche, granuläre Substanz auf. Sie wird später zu einem langestreckten Begleitkörper der Geißel. Nachdem sich der Kerninhalt zu isolierten Fibrillen von 200 Å Durchmesser umgewandelt hat, hebt sich das Porenfeld ab und löst sich schließlich als geschlossene Vesikel vom Kern, bleibt jedoch in Form und Struktur selbst dann noch erhalten. Bei Nepa liegt ein unscheinbarer porenhaltiger Bezirk der Kernwand in einiger Entfernung vor dem Zentriol. Unmittelbar anschließend ist dunkle Substanz außen an den Kern angelagert. Nach vollendeter Umwandlung des Kerninhalts in isolierte, 100 Å dicke Fibrillen verschwinden die Poren. Die dunkle Substanz dehnt sich über dieses vormals durchlässige Feld aus, wobei sie sich einige locker verteilte Anhäufungen gleichaussehenden Materials eingliedert. Die reifen Spermien von Carabus und Nepa erhalten eine neue Membran, deren Entwicklung von frühen Stadien an verfolgt werden kann. Ferner sind längsverlaufende Tubuli, die mit fortschreitender Differenzierung den Kern immer zahlreicher umgeben, bei der Reifeform nicht mehr nachweisbar. Ein Vergleich der Befunde einschließlich der früher über Cicindela mitgeteilten ergibt: Während die Kernhülle bei jungen Spermatiden im größten Teil ihres Umfangs dicht wird, bildet sich ein umschriebener Bezirk aus, der von zahlreichen Poren siebartig durchbrochen ist. Ein bestimmter Teil des Inhalts verläßt an dieser Stelle das Innere des Kerns und wird außerhalb als kontrastreiche granuläre Substanz abgelagert. Die Poren erhalten ihre Funktion aufrecht, bis der bleibende Kerninhalt in isolierte Fibrillen von 100 bzw. 200 Å Durchmesser umgewandelt ist. Das ausgeschiedene Kernmaterial wird zu einem Bestandteil des reifen Spermiums. Die Folgerungen aus diesen Feststellungen werden erörtert.