Summary
-
1.
The gametogenesis ofHydra attenuata undHydra circumcincta has been examined by light- and electron-microscopical methods.
-
2.
In most cases one cell of each group of oogonia II develops into an oocyte, which engulfs the neighbouring oogonia II by phagocytosis. The oocytes fuse to form a polyenergetic plasmodium, in which one of the nuclei becomes the germinal vesicle, while the others degenerate. The ooplasm contains a great number of necrotic cells, so called “shrunkencells”, which we suggest participate to some extent in the formation of the ooplasm.
-
3.
Once the egg has reached the spherical form, it is fertile for only 7 hours.
-
4.
During spermatogenesis cell division may not occur in one or both reduction divisions, so that 2 or 4 spermatozoa are differentiated within a common membrane. The spermatozoa ofHydra attenuata are of primitive structure without acrosomes.
-
5.
The ejaculation of the mature spermatozoa occurs in clusters at different time intervals.
-
6.
Under optimum conditions (9–12° C; pH 7.3) the viability of the spermatozoa is about 4 1/2 hours.
-
7.
Fertilization is favoured by the following factors: synchronisation of the male and female sexual periods, longer duration of the male sexual period, ejaculation of the spermatozoa in clusters, short spaces between the sexual partners in a population.
Zusammenfassung
-
1.
Die Gametogenese vonHydra attenuata undHydra circumcincta wurde mit Hilfe licht-und elektronenmikroskopischer Methoden untersucht.
-
2.
In den in Mehrzahl vorhandenen Oogonienportionen entwickelt sich je eine Zelle zur Oocyte, welche die benachbarten Oogonien II durch Phagocytose in ihr Cytoplasma inkorporiert. Die Oocyten verschmelzen zu einem polyenergiden Plasmodium, in dem ein Kern zum Keimbläschen wird, während die andern degenerieren. Das Ooplasma enthält eine große Zahl von nekrotischen Oogonien II, sog. „Schrumpfzellen“, auf deren Kosten, wie wir vermuten, das Ooplasma zum Teil aufgebaut wird.
-
3.
Das Ei vonHydra ist nach Erreichen der Kugelform während ca. 7 Std besamungsbereit.
-
4.
Während der Spermatogenese kann bei einer oder bei beiden Reifeteilungen die Teilung der Zelle unterbleiben, so daß sich 2 bzw. 4 Spermaköpfe innerhalb einer gemeinsamen Membran differenzieren. Den einfach gebauten Spermien vonHydra attenuata fehlt das Akrosom.
-
5.
Die Ejakulation der reifen Spermatozoen erfolgt portionenweise und in unterschiedlichen Zeitabständen.
-
6.
Die Lebenserwartung freigesetzter Spermatozoen liegt unter optimalen Bedingungen (9–12° C, pH 7,3) bei 4 1/2 Std.
-
7.
Die hohe Befruchtungsrate wird durch folgende Faktoren begünstigt: Synchronisation der weiblichen und männlichen Sexualperioden, Längere Dauer der männlichen Sexualphasen, Portionenweise Abgabe der Spermatozoen, Kleiner Abstand zwischen den Sexualpartnern innerhalb einer Population.
Similar content being viewed by others
Literatur
Austin, C. R.: Fertilization and transport of the ovum. In: Mechanisms concerned with conception (C. G. Hartman ed.). New York: Macmillan (Pergamon) 1963.
Ballard, W. W.: The mechanism for synchronous spawning inHydactinia andPennaria. Biol. Bull.82, 329–339 (1942).
Benoit, P.: L'ovogénèse et les permiers stades du développement chez la myriothèle et chez la tubulaire. Arch. Zool. exp. gén.64, 85–326 (1925).
Bishop, D. W.: Sperm motility. Phys. Rev.42, (1962a).
Bishop, D. W.: Spermatozoan motility (symposion). Publ. of the American assoc. for adv. of science 72 (1962b).
Bölsterli, U.: Äußerliche und histologische Untersuchungen der Oogense vonHydra circumcincta. Unveröffentlicht (1970).
Braverman, M.: Studies in hydroid differentiation. I. Podocoryne carnea culture methods and carbon dioxide induced sexuality. Exp. Cell. Res.27, 301–306 (1962).
Brien, P.: Induction gamétique chez les Hydres d'eau douce par la méthode des greffes en parabiose. C. R. Acad. Sci. (Paris)255, 1431–1433 (1962).
Brien, P.: Etude d'Hydra pirardi. Origine et réparition des nematocystes. Gamétogenèse. Involution postgamétique. Evolution réversible des cellules interstitielles. Bull. biol. France Belg.95, 301–367 (1962a).
Brien, P.: Biologie de la reproduction animale. Paris: Masson & Cie. 1966.
Brien, P., Reniers-Decoen, M.: La croissance, la blastogénèse, l'ovogénèse chezHydra fusca (Pallas). Bull. biol. France Belg.83, 293–395 (1949).
Brien, P., Reniers-Decoen, M.: La gamétogénèse et l'intersexualité chezHydra attenuata (Pall.). Ann. Soc. Roy. zool. Belg.82, 285–327 (1951).
Brien, P., Reniers-Decoen, M.: Etude d'Hydra viridis (Linnaeus). La blastogenèse. la spermatogenèse, l'ovogenèse. Ann. Soc. Roy. zool. Belg.81, 33–110 (1951a).
Burnett, A. L., Davis, L. E., Ruffing, F. E.: A histological and ultrastructural study of germinal differentiation of interstitial cells arising from gland cells inHydra viridis. J. Morph.120, 1–8 (1966).
Dalcq, A. M.: Lysosomes. Ciba foundation symposion 226 (1963).
Downing, E. R.: Spermatogenesis ofHydra. Zool. Jb. Abt. Anat. u. Ontog.21, 372–426 (1905).
Downing, E. R.: The ovogenesis ofHydra. Zool. Jb. Abt. Anat. u. Ontog.28, 295–322 (1909).
Downing, E. R., Grave, B. H.: The longevity and swimming ability of Spermatozoa. J. exp. Zool.51, 383–388 (1928).
Fawcett, D. W.: The cell. Philadelphia: W. B. Saunders Co. 1966.
Franzén, A.: On spermiogenesis, morphology of the spermatozoon and biology of fertilization among invertebrates. Zoologiska Bidrag Uppsala31, 355–482 (1956).
Frigg, M.: Vorkommen und Bedeutung der Carotinoide beiHydra. Z. vergl. Physiol.69, 186–224 (1970).
Goldsmith, M.: The anatomy of cell death. J. Cell Biol.31, 41A (1966).
Gröber, Th.: Untersuchungen zur Frage der Auslösung der Sexualperioden beiHydra attenuata, (Pall.). Unveröffentlicht (1967).
Harvey, E. B.: The American arbacia and other sea urchins. Princeton: University Press 1956.
Hauenschild, C.: Lunar periodicity. Cold Spr. Harb. Symp. quant. Biol.25, 491–497 (1960).
Kessel, R. G.: Some observations on the ultrastructure of the oocyte ofthyone briarius with special reference to the relationship of the Golgi complex and ER in the formation of yolk. J. Ultrastract. Res.16, 305–319 (1966).
Kleinenberg, N. „Hydra“. Eine anatomisch-entwicklungsgeschichtliche Untersuchung. Leipzig 1872.
Kuwabara, M.: Beiträge zur Kenntnis der Sexualität von Süßwasserhydroiden. I. Die sexuellen Rassen vonHydra attenuata. J. Fac. Sci. Hokkaido Imp. Univ. Ser. IV,5, 95–111 (1936).
Lentz, Th. L.: The cell biology ofHydra. Amsterdam: North-Holland Publ. Co. 1966.
Lillie, Fr.: Studies of fertilization V. The behaviour of spermatozoa ofNereis andArbacia with special reference to the egg-extractives. J. exp. Zool.14, 515–574 (1913).
Lillie, Fr.: Problems of fertilization. Chicago: Chicago Univ. Press 1919.
Loeb, J.: The organisms as a whole. Putnam's Sons 1916.
Loeb, J.: Forced movements, tropisms and animals conducts. Monography on exp. biology I. Philadelphia: Lippencott Co. 1918.
Loomis, W., Lenhoff, H. M.: Growth and sexual differentiation ofHydra in mass culture. J. exp. Zool.132, 555–573 (1956).
Metz, Ch. B., Monroy, A.: Fertilization, vol. II, p. 363. New York-London: Academic Press 1969.
Miller, R. L.: Chemotaxis during fertilization in the hydroidCampanularia. J. exp. Zool.161, 23–44 (1966).
Miller, R. L.: Chemotaxis during fertilization in the hydroidsTubularia andGonothyrea. Amer. Zool.6, 509 (1966a).
Norrevang, A.: The ultrastructure of oocyte growth. Kyoto: Sixth intern. congress of electron microscopy (1966).
O'Hara, P. T.: Spiral tilt of triplet fibers in human leucocyte centrioles. J. Ultrastruct. Res.31, 195–198 (1970).
Raven, P. Ch.: Oogenesis. Paris-Oxford-London-New York: Pergamon Press 1961.
Reynolds, E. R.: The use of lead citrate at high pH as an electron-opaque stain in electron microscopy. J. Cell Biol.17, 208 (1963).
Rothschild, Lord: Sperm-egg interacting substance and metabolic changes associated with fertilization. Biochem. Soc. Symp.7, 40–51 (1952).
Schincarol, A. L., Habowsky, J. E., Winner, G.: Cytology and ultrastructure of differentiating interstitial cells in spermatogenesis inHydra fusca. Canad. J. Zool.45, 590–593 (1967).
Siewing, R.: Lehrbuch der vergleichenden Entwicklungsgeschichte der Tiere. Hamburg-Berlin: Paul Parey 1969.
Slautterback, D. B., Fawcett, D.: The development of cnidoblasts ofHydra. An electron microscope study of the cell differentiation. J. biophys. biochem. Cytol.5, 441–452 (1959).
Stagni, A., Lucchi, M. L.: Ultrastructural observations on the spermatogenese ofHydra attenuata. In: Baccetti, B., Comparative spermatology. New York: Academic Press 1971.
Tardent, P.: Über Anordnung und Eigenschaften der interstitiellen Zellen beiHydra undTubularia. Rev. suisse Zool.59, 247–253 (1952).
Tardent, P.: Zur Sexualbiologie vonHydra attenuata (Pall.). Rev. suisse Zool.73, 357–381 (1966).
Tardent, P., Leutert, R., Frei, E.: Untersuchungen zur Taxonomie vonHydra circumcincta Schulze 1914,Hydra stellata Schulze 1914 undHydra ovata Boecker 1920. Rev. suisse Zool.75, 983–998 (1968).
Weissmann, A., Lentz, Th., Barnett, R. J.: Fine structural observation on nuclear maturation during spermiogenesis inHydra littoralis. J. Morph.128, 229–240 (1969).
Werner, B.: Die Verbreitung und das jahreszeitliche Auftreten der AnthomeduseRathkea octopunctata sowie die Temperaturabhängigkeit ihrer Entwicklung und Fortpflanzung. Helgoländer wiss. Meeresuntersuchungen6, 137–170 (1958).
Yamamoto, G. R.: Ecological studies on the spawning of the scallopPecten yessoenenesis in Mitsu Bay. Bull. Jap. Soc. Sci.Fish17, 53–76 (1951).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Ich danke Herrn Prof. Dr. P. Tardent für die Anregung und verständnisvolle Leitung der Arbeit. Ebenso danke ich Herrn Prof. Dr. H. R. Hohl. In seinem Institut hatte ich Gelegenheit, die elektronenmikroskopischen Untersuchungen durchzuführen. Die Arbeit wurde unterstützt durch den „Schweiz. Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung“ (Gesuch 3.205.69).
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Zihler, J. Zur Gametogenese und Befruchtungsbiologie vonHydra . W. Roux' Archiv f. Entwicklungsmechanik 169, 239–267 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00582555
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00582555