Cell proliferation and morphogenesis of the apical ectodermal ridge in the pectoral fin bud of the trout embryo (Salmo trutta fario L.)

Summary

Cell proliferation has been studied in the pectoral fin bud of the brown trout (Salmo trutta fario L.). A single injection of tritiated thymidine into the coelom was performed at stages 160, 180 or 200. Fixations were made at increasing intervals between 30 min and 12 days after the injection. The incubation temperature was 7° C, stage 244 being attained 12 days after injection at stage 160.

Graphs of the variations of the labelling index, the mitotic index and the percentage of labelled mitoses as a function of the time after injection of tritiated thymidine at stage 160 have been drawn for the periderm, the basal layer of the ectoderm and the mesoderm. The duration of the cell cycles and of their phases were deduced from the graphs. Results are summarized in the table.

Knowledge of the parameters of cell proliferation in the mesoderm and the ectoderm of the fin bud is of great interest for the analysis of morphogenetic mechanisms leading to the formation of the apical ectodermal ridge. The dorsal ectoderm of the bud proliferates intensely between stages 158 and 167, and this might lead to the initiation of the formation of the apical ectodermal ridge. Following that first period, the ventral ectoderm, in turn, proliferates more actively than the dorsal one between stages 170 and 209. In the subjacent mesoderm two proliferative crises occur at stages 161.75 and 170, thus probably causing or permitting the extension of the dorsal and ventral parts of the ectoderm. This alternative proliferative activity of dorsal and ventral ectoderm finally results in the formation of an apical ectodermal ridge that becomes elongated into an apical fold, which itself will give rise to the swimming paddle of the fin including its skeletal elements (lepidotrichia andactinotrichia).

Résumé

La prolifération cellulaire dans le bourgeon de nageoire pectorale de la truite (Salmo trutta fario L.) a été étudiée. Une seule injection de thymidine tritiée dans le coelome a été pratiquée aux stades 160, 180 ou 200. Les fixations ont été échelonnées entre 30 min et 12 jours après l'injection. La température d'incubation étant de 7°C, le stade 244 a été atteint 12 jours après l'injection au stade 160.

Les courbes de variation de l'indice de marquage, de l'indice mitotique et du pourcentage des mitoses marquées en fonction du temps écoulé après l'injection de thymidine tritiée au stade 160 ont été tracées concernant le périderme, l'assise basale de l'ectoderme et le mésoderme. La durée des cycles cellulaires et les durées des phases G₂, M, S et G_I, ont été déterminées graphiquement. Les résultats sont consignés dans le tableau.

La connaissance de la prolifération cellulaire dans le mésoderme et dans l'ectoderme du bourgeon de nageoire est d'un grand intérêt pour l'analyse des mécanismes morphogénétiques qui président à l'édification de la crête apicale ectodermique. L'ectoderme dorsal du bourgeon prolifère intensément entre les stades 158 et 167, ce qui a pour résultat d'amorcer le processus de différenciation de la crête. Puis l'ectoderme ventral prolifère plus intensément que l'ectoderme dorsal entre les stades 170 et 209. Dans le mésoderme sous-jacent, deux crises prolifératives se produisent également aux stades 161,75 et 170, facilitant ainsi l'extension des deux parties de l'ectoderme. Il en résulte l'édification d'une crête apicale, puis d'un repli apical ectodermique qui donnera naissance à la palette natatoire au sein de laquelle se différencient les actinotriches et les lépidotriches.