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Regenerationsversuche am gehirn von Periplaneta Americana unter berücksichtigung von verhaltensänderung und neurosekretion

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Zeitschrift für Morphologie und Ökologie der Tiere Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

  1. 1.

    Am Gehirn von Larven und Imagines der Schabe Periplaneta americana wurden Exstirpationen von Zellgruppen und Durchtrennungen von Faserzügen vorgenommen und die sich daran anschließenden degenerativen und regenerativen Prozesse untersucht. Dabei wurden auch die Veränderungen im Verhalten der operierten Tiere geprüft, und die Abweichungen im Hormonhaushalt als Folge der partiellen oder völligen Entfernung der neurosekretorischen Zellen des Hirns durch die Operationen studiert.

  2. 2.

    Nach medianer Hirndurchtrennung fand bei Larven und Imagines innerhalb von 2–3 Wochen eine Regeneration von Nervenfasern statt, wenn die Zellkörper erhalten geblieben waren. Das Faserwachstum war bei den Larven stärker als bei den Imagines. Eine Lenkung der regenerierenden Fasern ließ sich nur bei der optischen und olfaktorischen Kommissur feststellen. Die Folge dieser Operation war ein gesteigerter Erregungszustand der Tiere, der sich besonders in ungehemmtem Fressen äußerte. Die Ursache dieser Enthemmung ist in der Verletzung des Zentralkörpers zu suchen. Nach dessen Regeneration gingen die Symptome zurück. Der Erregungsweg für die Fühlerputzbewegung wurde ermittelt.

  3. 3.

    Die einseitige Abtrennung des Tritocerebrums konnte durch Regeneration wieder behoben werden. Die durch diesen Eingriff hervorgerufene Manegebewegung ging mit der fortschreitenden Faserregeneration völlig zurück.

  4. 4.

    Nach Abtrennung der Lobi optici bei Larven und Imagines wurde allmählich die Verbindung zwischen Hirn und Lobi optici wiederhergestellt. Gesichert wurde dieser morphologische Befund durch den Nachweis optomotorischer Reaktionen. Nach einseitiger Regeneration der Lobi optici trat bei den Tieren keine Manegebewegung auf. Isolierte Teile des Nervensystems kugelten sich in der Kopfhöhle ab. Vom Zentralorgan isolierte sensorische Projektionsgebiete (Lobi optici) blieben noch längere Zeit erhalten. Zu ihrer dauernden Erhaltung bedürfen sie aber einer Verbindung zum Zentralorgan.

  5. 5.

    Ein- und beidseitige Becherexstirpation bei Imagines führte zum degenerativen Abbau des Stielsystems der Corpora pedunculata. Ein Ersatz der entfernten Strukturen erfolgte nicht. Die Wundfläche wurde durch ein Pseudoepithel aus Lymphocyten abgeschlossen.

  6. 6.

    Die gleichen Operationen riefen bei Larven nach 40–60 Tagen einen Ersatz der Becherstrukturen durch große, plasmareiche Zellen von der Hirnvorder- und -rückseite hervor, die durch dorsales Aus wachsen unter Volumenvergrößerung und wahrscheinlich auch durch Zellvermehrung von, Glia- und Perineuriumgewebe innerhalb von 2–3 Häutungen den frei gewordenen Raum ausfüllten. Eine Wiederherstellung der ursprünglichen Strukturen wurde nicht beobachtet.

  7. 7.

    Tiere mit einseitig entfernten Bechern zeigten kein verändertes Verhalten. Nach beidseitiger Exstirpation der Becher war eine Verringerung der spontanen Aktivität der Tiere festzustellen. Das Paarungsverhalten ist bei P. americana nicht an die Funktionsfähigkeit der C. ped. gebunden.

  8. 8.

    Spezifische, z. T. sehr große Zellen in der Pars intercerebralis konnten durch ihr Aussehen und die nach ihrer Exstirpation auftretenden Veränderungen in der Struktur der C. all. und C. card. als neurosekretorische Zellen erkannt werden. Sie sind offenbar den C. all. und C. card. übergeordnet. Die Verbindung dieser n. s. Z. zu den genannten Hormondrüsen zeigte keine Überkreuzung der Nervi Corp. card. I.

  9. 9.

    Die völlige Ausschaltung der n. s. Z. unterbrach bei den Larven den Entwicklungsablauf, worauf die Tiere eingingen. Teilweise Exstirpation zu verschiedenen Zeitpunkten der Zwischenhäutungsphasen bewirkte Abweichungen im Häutungsablauf und das vorzeitige Auftreten imaginaler Strukturen bei Larven.

  10. 10.

    Beiderseitige Exstirpation der n. s. Z. bei Imagines hatte eine Steigerung der parthenogenetischen Kokonablage zur Folge. Die damit verbundene Auszehrung der Tiere und Veränderung der C. all.-Struktur läßt auf eine Beeinflussung des gesamten Stoffwechsels schliesßen.

  11. 11.

    Eine einseitige Enthirnung bei Larven lehrte, daß aus nichtnervösem Zellmaterial kein Ersatz von nervösen Strukturen erfolgen kann und daß zur Erhaltung und Regeneration eines Sinnesorgans eine Verbindung zum Zentralnervensystem erforderlich ist. Regenerierte Fühler konnten bei Ausfall des gleichseitigen sensorischen Projektions-gebietes auch nach Verbindung mit dem gegenseitigen Projektionsgebiet wieder funktionsfähig werden.

  12. 12.

    Der Ersatz von Ganglienzellen des Hirns bei Erhaltung ihrer Bildungszentren kann wohl weitgehend als eine Fortsetzung bzw. Vorwegnahme des normalen Entwicklungsablaufes angesehen werden und nicht als typische Regeneration.

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  1. Institut für Bienenkunde der Universität Bonn, Gutshaus Melb, Melbweg

    Wilhelm Drescher

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  1. Wilhelm Drescher
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Drescher, W. Regenerationsversuche am gehirn von Periplaneta Americana unter berücksichtigung von verhaltensänderung und neurosekretion. Z. Morph. Ökol. Tiere 48, 576–649 (1960). https://doi.org/10.1007/BF00407650

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