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Ultrastructure of Haller's organ in the tick Amblyomma americanum (L.)

  • R. F. Foelix
  • R. C. Axtell
Article

Summary

Haller's organ on the tarsus of the tick Amblyomma americanum (L.) (Acarina: Ixodidae; nymphal stage) was studied by scanning and transmission electron microscopy. It consists of a distal bristle group, (the “anterior pit”), and a proximal “capsule” which encloses several sensilla. The seven sensilla of the anterior pit (A1–A7) are all thick-walled and multi-innervated (2–9 neurons), but at least three different types can be differentiated. Sensilla A1 and A2 possess large, plugged pores (>1000 Å) and are the only sensilla with branching dendrites. A3 and A5 are characterized by a spoke-wheel arrangement of the cuticle wall and very fine pores (100–200 Å) penetrating the “spokes” centrally; A4, A6, and A7 do not exhibit any pore system but a single opening at the bristle tip is assumed.

The capsule contains seven thin-walled, blunt-tipped sensilla, and several non-sensory cuticular projections (pleomorphs). All of these sensilla possess large “plugged” pores in the cuticle wall and numerous dendritic branches of several neurons (3–5) in the lumen. Glandular openings were found inside the capsule; their significance is discussed.

The fine structure of Haller's organ supports the functions postulated by Lees (1948), namely olfaction for the capsule and humidity reception (among others) for the anterior pit.

Key words

Sensory receptors Acarina Amblyomma americanum Haller's organ Ultrastructure 

Zusammenfassung

Das Hallersche Organ auf dem Tarsus der Zecke Amblyomma americanum (L.) (Acarina: Ixodidae; Nymphenstadium) wurde mit dem Durchstrahlungs- und Rasterelektronenmikroskop untersucht. Es besteht aus einer distalen Sensillengruppe, die in einer flachen „Wanne“ gelegen ist, und einer proximalen „Kapsel“, welche mehrere Sensillen einschließt. Alle sieben Sensillen der „Wanne“ (A1–A7) sind dickwandig und mehrfach innerviert (2–9 Neurone), jedoch können mindestens 3 verschiedene Typen unterschieden werden: A1 und A2 besitzen große Poren (>1000 Å), die mit Pfropfen versehen sind, und sie sind zudem die einzigen Sensillen mit sich verzweigenden Dendriten; A3 und A5 sind durch eine radspeichenartige Anordnung der Cuticulawandung charakterisiert, ferner durch feine Poren (100–200 Å), welche die Speichen zentral durchziehen; A4, A6, und A7 zeigen kein Porensystem, doch wird eine einzelne Öffnung an der Spitze vermutet.

Die „Kapsel“ enthält 7 dünnwandige, stumpf endigende Sensillen und mehrere nichtsensorische Cuticulavorsprünge. Alle Sensillen besitzen große „Pfropfporen“ in der Cuticulawandung und zahlreiche dendritische Verzweigungen mehrerer Neuronen (3–5) im Lumen. Drüsenmündungen wurden in der „Kapsel“ festgestellt, ihre Bedeutung wird diskutiert.

Die Feinstruktur des Hallerschen Organs entspricht dem Postulat von Lees (1948), wonach die „Kapsel“ der Geruchsrezeption, die „Wanne“ der Feuchtigkeitsrezeption dienen soll.

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References

  1. Borg, T. K., Norris, D. M.: Ultrastructure of sensory receptors on the antennae of Scolytus multistriatus (Marsh.). Z. Zellforsch. 113, 13–28 (1971).Google Scholar
  2. Bruce, W. A.: Posterior capsule of Haller's organ in the lone star tick Amblyomma americanum (Acari: Ixodidae). The Florida Entomol. 54, 65–72 (1971).Google Scholar
  3. Coons, L. B.: Fine structure of selected organ systems of the mite Macrocheles muscae domesticae (Acarina; Mesostigmata; Macrochelidae). Doct. thesis, N. C. State Univ., Raleigh, N. C. (1970).Google Scholar
  4. Ernst, K. D.: Die Feinstruktur von Riechsensillen auf der Antenne des Aaskäfers Necrophorus (Coleoptera). Z. Zellforsch. 94, 72–102 (1969).Google Scholar
  5. Foelix, R. F., Axtell, R. C.: Fine structure of tarsal sensilla in the tick Amblyomma americanum (L.). Z. Zellforsch. 114, 22–37 (1971).Google Scholar
  6. Franke, W.W., Krien, S., Malcolm Brown, R.: Simultaneous glutaraldehyde-osmium tetroxide fixation with postosmication. An improved fixation procedure for electron microscopy of plant and animal cells. Histochemie 19, 162–164 (1969).Google Scholar
  7. Ghidoni, J. J., Campbell, M. M., Adams, J. G., Thomas, H., Ramos, E. E.: A new multicolored staining procedure for one micron section of epoxy embedments. Proc. Electr. Micr. Soc. 26th Meeting, New Orleans, p. 240–241 (1968).Google Scholar
  8. Ghiradella, H. T., Case, J. F., Cronshaw, J.: Structure of aesthetascs in selected marine and terrestrial decapods: Chemoreceptor morphology and environment. Amer. Zoologist 8, 603–621 (1968).Google Scholar
  9. Haller, G.: Vorläufige Bemerkungen über das Gehörorgan der Ixodiden. Zool. Anz. 4, 165–167 (1881).Google Scholar
  10. Haupt, J.: Beitrag zur Kenntnis der Sinnesorgane von Symphylen (Myriapoda). I. Elektronenmikroskopische Untersuchung des Trichobothriums von Scutigerella immaculata Newport. Z. Zellforsch. 110, 588–599 (1970).Google Scholar
  11. Hindle, E., Merriman, G.: The sensory perceptions of Argas persicus (Oken). Parasitology 5, 203–216 (1912).Google Scholar
  12. Lahille, F.: Contributions a l'étude des Ixodides de la République Argentine. Anales del Minist. Agric. Sección de Zootecnica, (Buenos Aires) 2, 107–109 (1905).Google Scholar
  13. Lees, A. D.: Transpiration and the structure of the epicuticle in ticks. J. exp. Biol. 23, 379–410 (1947).Google Scholar
  14. —: The sensory physiology of the sheep tick, Ixodes ricinus L. J. exp. Biol. 25, 145–207 (1948).Google Scholar
  15. Locke, M., Collins, J. V.: The structure and formation of protein granules in the fat body of an insect. J. Cell Biol. 26, 857–884 (1965).Google Scholar
  16. Myers, J.: The structure of the antennae of the Florida queen butterfly, Danaus gilippus berenice (Cramer). J. Morph. 125, 315–328 (1968).Google Scholar
  17. Nuttall, G. H. F., Cooper, W. F., Robinson, L. E.: On the structure of Haller's organ in the Ixodoidea. Parasitology 1, 238–243 (1908).Google Scholar
  18. Schneider, D., Steinbrecht, R. A.: Checklist of insect olfactory sensilla. Symp. zool. Soc. Lond. 23, 279–297 (1968).Google Scholar
  19. Schulze, P.: Das Geruchsorgan der Zecken. Untersuchungen über die Abwandlungen eines Sinnesorgans und seine stammesgeschichtliche Bedeutung. Z. Morph. Ökol. Tiere 37, 491–564 (1941).Google Scholar
  20. —: Über die Hautsinnesorgane der Zecken, besonders über eine bisher unbekannte Art von Arthropodensinnesorganen, die Krobylophoren. Z. Morph. Ökol. Tiere 38, 379–419 (1942).Google Scholar
  21. Slifer, E. H.: A rapid and sensitive method for identifying permeable areas in the body wall of insects. Entom. News 71, 179–182 (1960).Google Scholar
  22. —: The structure of arthropod chemoreceptors. Ann. Rev. Entomol. 15, 121–142 (1970).Google Scholar
  23. Steinbrecht, R. A.: Comparative morphology of olfactory receptors. In: Olfaction and taste, ed. by C. Pfaffmann, p. 3–21. New York: Rockefeller Univ. Press 1969.Google Scholar
  24. - Stimulus transfering tubules in insect olfactory receptors. Septième Congr. Int. Micr. Electr., Grenoble, p. 947–948 (1970).Google Scholar
  25. Totze, R.: Beiträge zur Sinnesphysiologie der Zecken. Z. vergl. Physiol. 19, 110–161 (1933).Google Scholar
  26. Waldow, U.: Elektrophysiologische Untersuchungen an Feuchte-, Trocken- und Kälterezeptoren auf der Antenne der Wanderheuschrecke Locusta. Z. vergl. Physiol. 69, 249–283 (1970).Google Scholar
  27. Yalvaç, S.: Histologische Untersuchungen über die Entwicklung des Zeckenadultus in der Nymphe. Z. Morph. Ökol. Tiere 35, 535–585 (1939).Google Scholar
  28. Zolotarev, E. Kh., Elizarov, Yu. A.: Studies of chemoreception in insects and ticks. Location of the chemoreceptors in the tick Ixodes persulcatus P. Sch. Vestn. Mosk. Univ. 18, 7–9 (1963).Google Scholar
  29. —: Investigation of the chemoreception in insects and ticks: The pecularities of the functioning of chemoreceptors in Hyalomma asiaticum P. Sch. et E. Sch. under the action of repellents. Zool. J. Mosk. 43, 549–559 (1964).Google Scholar
  30. —, Sinitsyna, Ye. Ye.: Chemoreceptive organs on the fore legs of ixodid ticks. Vestn. Mosk. Univ. 20, 17–25 (1965).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1972

Authors and Affiliations

  • R. F. Foelix
    • 1
  • R. C. Axtell
    • 1
  1. 1.Department of EntomologyNorth Carolina State UniversityRaleigh

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