Untersuchungen über das Farbmuster der ZebrabarbeBrachydanio rerio (Cyprinidae, Teleostei)

Summary

• 1. The genetics of some colour breeds was investigated. One gene is responsible for the degree of pigmentation of the melanophores (normal pigmentation versus slight pigmentation); another one controls the arrangement of the pigment cells (longitudinal stripes-spot pattern respectively); and a third one regulates the destruction of all the xanthophores and some of the iridophores and melanophores.

• 2. The melanophores of the longitudinal stripes and those of the spots lie in the uppermost subcutaneous layer. More melanophores were found in the epidermis above and below the scales; with others making direct contact with the scales or occurring in the loose dermis within the scale pockets.

• 3. The ontogenetic sequence of pattern formation in the phenotypesre, fr andgr was investigated.

• 4. The reduced pigmentation of melanophores of the light formmlr could not be explained by a lack of chromogen (Dopa) but was found to be based upon the intrinsic formation of numerous intermediary weakly pigmented “melanosome” within these cells.

• 5. A phenocopy of themlr type could be obtained by treatment with phenylthiourea (0.002–0.004%).

• 6. Factors within the subcutis were proved responsible for the formation of the melanophore stripes. The stability of these factors was demonstrated by auto- and isotransplantation.

• 7. Melanoblasts could be found in the xanthophore stripes of the anal fin of the wild form.

• 8. The number of xanthophores in the anal fin of the phenotypesre andmlr is nearly twice as high as that of the phenotypefr. ♂♂ and ♀♀ always show the same number of xanthophores.

• 9. In the xanthophores offr-animals melanosome-like structures were found which do not occur in there-phenotypes.

Zusammenfassung

• 1. Kreuzungsexperimente mit Farbmusterrassen ergaben, daβ das Farbmuster von mindestens 3 Genen kontrolliert wird. Eines regelt die Anordnung der Pigmentzellen (Streifen- bzw. Tüpfelmuster), ein anderes den Grad der Melanophorenpigmentierung (normal pigmentiert—schwach pigmentiert) und ein drittes ist verantwortlich für das überleben eines Teils der Pigmentzellpopulation (vor allem der Xanthophoren).

• 2. Die Melanophoren des Längsstreifen- bzw. Tüpfelmusters liegen in der obersten Subcutis-Schicht. Auβerdem finden sich Melanophoren in der Epidermis oberhalb und unterhalb der Schuppen; weitere liegen den Schuppen direkt an, während andere in der lockeren Cutis im Bereich der Schuppentaschen zu finden sind.

• 3. Der ontogenetische Ablauf der Musterbildung bei den Phänotypenre undfr wurde untersucht. Die embryonalen Melanophorenmuster vonre undfr sind identisch. Beire entstehen daraufhin auf den Flanken Melanophorenstreifen, zunächst dorso-lateral und später auch im ventro-lateralen Bereich. Die Formfr bildet zunächst viele Melanophoren aus, die sich gleichmäβig über die Flanken verteilen. Bei 40–50 Tage alten Tieren rücken die Melanophoren dann zu Gruppen von etwa 3-9 Zellen (Tüpfel) zusammen. Im Alter von 50 Tagen sind somit die endgültigen Muster vonre undfr angelegt. Bei beiden Formen besteht anscheinend keine Beziehung zwischen der Ausbildung des embryonalen und der des adulten Melanophorenmusters.

  Beim Phänotypgr läuft die Musterbildung in der späten Ontogenese ab. Das zunächst normale Längsstreifenmuster wird frühestens im Alter von 8 Monaten durch Zerstörung aller Xanthophoren und einiger der Iridophoren und Melanophoren abgewandelt.

• 4. Die verminderte Pigmentierung der Melanophoren der hellen Formmlr beruht auf der Ausbildung von zahlreichen intermediären, kaum pigmentierten “Melanosomen”. Sie läβt sich nicht mit einem Mangel an Chromogen erklären.

• 5. Eine Kopie desmlr-Phänotyps—beire-Tieren—ist mit Hilfe von Phenylthioharnstoff (0,002–0,004%) möglich. Die Hemmung der Melanogenese hat dabei keinen Einfluβ auf die Entstehung des embryonalen Melanophorenmusters.

• 6. In der Subcutis lassen sich Faktoren nachweisen, die für die Entstehung des Streifenmusters verantwortlich sind. Die Stabilität dieser Faktoren wird durch Auto- und Isotransplantationen belegt.

• 7. In den Xanthophorenstreifen der Analflosse des Wildtyps konnten Melanoblasten nachgewiesen werden.

• 8. Die Zahl der Xanthophoren in der Analflosse bei den Phänotypenre undmlr ist fast doppelt so hoch wie beifr (♂♂ und ♀♀ zeigen stets die gleiche Anzahl von Xanthophoren).

• 9. In den Xanthophoren vonfr finden sich melanosomenähnliche Strukturen; beire fehlen diese.