Proliferations- und Transdeterminationsleistungen der weiblichen Genital-Imaginalscheiben vonDrosophila melanogaster nach Kulturin vivo

Summary

• 1. Genital-imaginal discs of femaleDrosophila melanogaster were fragmented or locally damaged and then culturedin vivo in the abdomens of adult flies (technqiue:Hadorn, 1963). The proliferation rate of the autotypic anlagen, as well as the frequency and the quality of allotypic differentiation after transplantation in larvae undergoing metamorphosis, were studied.

• 2. Only the anlagen of the anal plates can he extensively cultured. Blastemas of soft parts and of vaginal plates have a low proliferation capacity.

• 3. The rate of transdetermination is very high for the anlage of the anal plates. The blastemas of other autotypic elements rarely transdetermine and they only form small allotypic areas.

• 4. Transdeterminations originating from anlagen of anal plates are correlated with an enlargement of the autotypic blastemas. In contrast, the occurence of transdetermination in anlagen of the vaginal plates is correlated with a multiplication of the entire genitalia.

• 5. Twenty-four different allotypic structures which are normally derived from the antennae-, leg-, wing- or clypeo-labrum primordia have been observed.

• 6. After a first transdetermination step (initial cases) the anlagen of the anal plates form new anlagen, namely of the praefrons, the basis of the maxillary palpus (Rostralhaut), femur and tarsus. From these “primary formation centers” successive steps are possible as in normogenesis. The anlagen of the allotypic third antenna segment behaves as a “secondary formation center”, which will differentiate leg, wing and possibly palpus after it has passed further secondary transdetermination steps.

• 7. According to the observed frequencies, the segments of the allotypic antennae are formed one after another.

• 8. The organisation and the typical pattern of the allotypic organs are identical to those formed in normal development.

• 9. The daughter cells of a single cell of a determined blastema are able to produce normal anlagen which are competent to form an integrated pattern. Such a cell can form qualitatively different allotypic blastemas which each correspond to a different imaginai disc.

Zusammenfassung

• 1. Weibliche Genital-Imaginalscheiben vonDrosophila melanogaster wurden nach Fragmentation oder lokaler Verletzung im Abdomen adulter Fliegen nach der Technik vonHadorn (1963)in vivo kultiviert. Die Proliferationsrate der autotypischen Anlagen, sowie die Häufigkeit und die Qualität aufgetretener allotypischer Differenzierungen wurde nach Rücktransplantation in metamorphosierende Larven untersucht.

• 2. Zur Dauerkultur sind nur die Analplattenanlagen geeignet. Die Primordien der Weichteile und der Vaginalplatten verfügen über eine niedrige Proliferationsfähigkeit.

• 3. Für Analplattenanlagen wurde eine hohe Transdeterminationsrate festgestellt. Die Blasteme der übrigen autotypischen Elemente transdeterminieren seltener und bilden dann nur sehr Heine allotypische Areale.

• 4. Transdeterminationen ausgehend von Analplattenanlagen sind mit einer Vergrößerung dieser autotypischen Blasteme korreliert. Bei Vaginalplattenanlagen ist dagegen das Auftreten von transdeterminierten Arealen stets mit einer Vervielfachung ganzer Genitalia verknüpft.

• 5. Es wurden 24 verschiedene allotypische Strukturqualitäten festgestellt. Diese verteilen sich auf Differenzierungen, die normalerweise Derivate der Antennen-, Bein-, Flügel- oder Clypeo-Labrum-Anlagen sind.

• 6. In einem ersten Transdeterminationsschritt (Initialfälle) entstehen aus den Primordien der Analplatten: Praefrons-, Rostralhaut-, Femur- und Tarsusanlagen. Von diesen „primären Entstehungszentren” werden dann weitere, der Normogenese entsprechende Entwicklungsschritte möglich. Die Anlage des allotypischen dritten Antennengliedes spielt die Rolle eines „sekundären Entstehungszentrums“, das durch weitere, sekundäre Transdeterminationsschritte Bein, Flügel und eventuell Palpus liefern kann.

• 7. Auf Grund der gefundenen Häufigkeiten wird angenommen, daß einzelne Segmente der allotypischen Antennenanlagen sukzessive angelegt werden.

• 8. Die regionale Gliederung wie auch das Feinmuster der allotypischen Organe entspricht in jeder Hinsicht der Norm.

• 9. Die Tochterzellen einer einzigen Zelle eines determinierten Blastems sind befähigt, normale Anlagen zu organisieren, die zur integrierten Musterbildung kompetent sind. Dabei kann eine Zelle auch qualitativ verschiedene allotypische Blasteme liefern, die den Differenzierungstypen je verschiedener Imaginalscheiben entsprechen.