Entwicklungsleistungen fragmentierter Labialdrüsen-Imaginalanlagen vonFormica pratensis Retz. (Hymenoptera)

Summary

The imaginal labial gland ofFormica pratensis develops from three clearly distinguishable tissues of the larval gland: a) the common duct (UAG), including an epidermal part and the “Bulbus” region; b) the paired imaginai ring (IR); and c) the most anterior part of the paired duct (PAG), the so-called “apical cells” (AZ; see Fig. 1). Together these tissues represent the imaginal gland anlage. The larval common duct gives rise to the whole imaginal discharging system (consisting of a common and a paired duct). The imaginal reservoir is formed by the anterior cells of the imaginal ring, the size of which increases by cell multiplication. The posterior cells of the imaginal ring and the apical cells associate to form a so-called “agglomeration” which, after pupation, grows out to a system of glandular tubuli in such a manner that an apical cell is situated at the top of each tubule. — The developmental capacity of various fragments of the prepupal gland imaginal anlage was tested by implanting them into the body cavity of host prepupae of the same age. Within 1–14 days after transplantation the differentiated implants were studied histologically. — Development of transplanted complete imaginal gland anlagen corresponds to developmentin situ with two exceptions: 1. While differentiating into the imaginal discharging system, the larval UAG is lengthened only a little. 2. Instead of differentiating an imaginal salivarium, the epidermal tissue at the anterior end of the UAG closes to form a vesicle. — With the beginning of metamorphosis the imaginal anlage shows a mosaic determination and no regulation may occur: Though isolated, the three gland regions and parts of them develop according to their prospective significance. The size of the imaginal reservoir, for instance, depends on the number of available imaginai cells. — Differentiation of imaginai gland tubuli is possible only in presence of apical cells. One apical cell enables the surrounding imaginal cells to form one tubule; if the number of apical cells of an anlage is reduced, only less glandular tubuli are developed. — The apical cells show their tubuli forming effect only if they are in immediate cell contact to the imaginal cells; on the other hand it is not necessary for the tubuli forming cells to be in connection with the reservoir.

Zusammenfassung

• 1. Die imaginale Labialdrüse vonFormica pratensis entwickelt sich aus dem unpaaren Ausführgang (mit epidermalem Teil und Bulbusabschnitt), dem Imaginalring und dem vordersten Abschnitt des paarigen Ausführgangs („Apikalzellen„, AZ) des Larvalorgans; diese drei, histologisch deutlich unterschiedenen Gewebe repräsentieren somit in ihrer Gesamtheit die Imaginalanlage. Aus dem unpaaren Ausführgang entsteht das gesamte imaginale Ausführsystem (unpaarer, paariger Ausführgang), die vorderen Zellen des durch eine anhaltende Mitoseaktivität zunehmend vergrößerten Imaginalrings bilden das imaginale Reservoir; die hinteren Zellen des Imaginalrings differenzieren zusammen mit den Apikalzellen das imaginale System einschichtiger Drüsenschläuche, wobei an deren Spitze jeweils eine AZ sitzt.

• 2. Um die Entwicklungsleistungen der einzelnen Drüsenabschnitte zu prüfen, wurden Imaginalanlagen von Vorpuppen zur Zeit der Kotabgabe serienweise verschieden fragmentiert, in das Abdomen gleichaltriger Wirte implantiert und das differenzierte Implantat histologisch untersucht.

• 3. Vollständige transplantierte Imaginaldrüsenanlagen entwickeln sich Organotypisch. Lediglich die Streckung des larvalen unpaaren Ausführgangs zum imaginalen Ausführsystem ist kaum ausgeprägt. Außerdem unterbleibt die Differenzierung des Salivariums; stattdessen schließt sich das epidermale Gewebe am Vorderende des unpaaren Ausführgangs zu einer Blase.

• 4. Die Imaginalanlage ist zu Beginn der Metamorphose (Kotabgabe) mosaikartig determiniert: Die drei Drüsenabschnitte und Teile hiervon entwickeln sich auch isoliert entsprechend ihrer prospektiven Bedeutung; z.B. ist die Größe des Reservoirs von der Zahl der zur Verfügung stehenden Imaginalzellen abhängig.

• 5. Imaginale Drüsenschläuche werden nur bei Anwesenheit von Apikalzellen differenziert. Die Ausbildung jedes Schlauchs wird durch eine einzige AZ ermöglicht; wird die Anzahl der AZ verringert, so entstehen auch weniger Schläuche.

• 6. Die Apikalzellen entfalten ihre schlauchbildende Wirkung nur in direktem Zellkontakt zu den Imaginalzellen; eine Verbindung zum Reservoir ist dagegen nicht erforderlich.