Skip to main content
SpringerLink
Log in

Vergleichende Untersuchung modifizierter Cilienstrukturen in den Dendriten mechano- und chemosensitiver Rezeptorzellen der BaumwollwanzeDysdercus und der LibelleAgrion

Comparative investigation of modified ciliary structures in dendrites of mechano- and chemosensitive receptorcells of the cotton stainerDysdercus and the damselflyAgrion

  • Abhandlungen
  • Published:
Protoplasma Aims and scope Submit manuscript

Summary

Fine structure of distal dendrite parts in sensilla of the larval cotton stainer (Dysdercus intermedius, 2. instar) and nymphal damselfly (Agrion spec., 8. instar) are described. The dendrite is subdivided into a proximal (I) and a distal (II) part. The latter consists of the ciliary shaft proper (II a) and the section distal to it (II b). In its most apical region part I contains two basal bodies (BK1, BK2), which are connected to rootlets running down the dendrite. Four different types of rootlets can be distinguished. Type 1 and 2 arise from the centre of BK1 and BK2 respectively. Type 3 and type 4 rootlets originate in the periphery of BK1 and BK2 respectively. InDysdercus types 1, 2 and 3 occur, inAgrion only types 1 and 4. The transition from part I to part II is characterized by a narrow neck, transitional fibers and the reduction of tubules from triplets to doublets (termination of tubule C). Part II a of the dendrites displays the 9×2+0 pattern and inDysdercus their length is correlated with modality. At the transition from II a to II b the diameter of the dendrite is enlarged by a factor of 1.5–2 in chemoreceptors and 2–3 in mechanoreceptors. This is the level of the first appearance of microtubules. The B tubules of the doublets terminate here. Microtubules also appear in the middle of the dendrite. These are not connected with the basal body. Results are discussed in comparison with other ciliary complexes.

Zusammenfassung

Der Feinbau der distalen Sinneszellausläufer (Dendriten) von Larven der Baumwollwanze (Dysdercus intermedius, zweites Larvenstadium) und von Nymphen der Azurjungfer (Agrion spec., achtes Larvenstadium) wird beschrieben. Der Dendrit gliedert sich in den proximalen Dendritenabschnitt (I) und in den distalen Dendritenabschnitt (II), der wiederum in zwei Abschnitte zerlegt werden kann, den eigentlichen Cilienschaft (II a) und den distal davon liegenden Teil (II b). I enthält apikal zwei Basalkörper (BK1, BK2), die mit nach proximal ziehenden Wurzelfasern in Verbindung stehen. Vier verschiedene Ordnungen von Wurzelfasern werden unterschieden. Die Wurzelfasern 1. und 2. Ordnung entspringen im Zentrum der BK1 bzw. BK2, die 3. und 4. Ordnung setzen an der Peripherie der BK1 bzw. BK2 an. BeiDysdercus sind Wurzelfasern 1., 2. und 3. Ordnung ausgebildet, beiAgrion nur solche 1. und 4. Ordnung. Der Übergang von I nach II ist durch eine halsartige Verengung des Dendriten, durch Übergangsfasern und durch die Reduzierung der Tripletts zu Doppeltubuli (Tubulus C endet) gekennzeichnet. Der nach dem Cilienmuster 9×2+0 aufgebaute Abschnitt II a hat beiDysdercus je nach Modalität der Rezeptorzellen unterschiedliche Länge. Den Übergang von II a nach II b charakterisieren: 1. Eine erneute Erweiterung des Dendriten (1,5- bis 2fach bei Chemorezeptoren; 2- bis 3fach bei Mechanorezeptoren. 2. Zentrale Mikrotubuli, die nicht mit dem Basalkörper in Verbindung stehen. 3. Der Übergang der peripheren Doppeltubuli in Mikrotubuli (Tubulus B endet). Die Ergebnisse werden vergleichend diskutiert.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

Literatur

  • Afzelius, B. A., 1963: Cilia and flagella that do not conform to the 9+2 pattern. I. Aberrant members within normal populations. J. Ultrastruct. Res.9, 381–392.

    Google Scholar 

  • Altner, H., undW. Müller, 1968: Elektrophysiologische und elektronenmikroskopische Untersuchungen an der Riechschleimhaut des Jakobsonschen Organs von Eidechsen (Lacerta). Z. vergl. Physiol.60, 151–155.

    Google Scholar 

  • —, andI. Brachner, 1970: The ultrastructure of the vomero-nasal organ in Reptilia. Z. Zellforsch.105, 107–122.

    Google Scholar 

  • — —, undG. Thies, 1972: Reizleitende Strukturen und Ablauf der Häutung an Sensillen einer euedaphischen Collembolenart. Z. Zellforsch.129, 196–216.

    Google Scholar 

  • Anderson, R. G. W., 1972: The three-dimensional structure of the basal body from Rhesus monkey oviduct. J. Cell Biol.54, 246–265.

    Google Scholar 

  • —, andR. M. Brenner, 1971: The formation of basal bodies (centrioles) in the Rhesus monkey oviduct. J. Cell Biol.50, 10–34.

    Google Scholar 

  • André, J., etJ. P. Thiéry, 1963: Mise en évidence d'une sous-structure fibrillaire dans les filaments axonématiques des flagelles. J. Microscopie2, 71–80.

    Google Scholar 

  • Andres, K. H., 1966: Der Feinbau der Regio olfactoria von Makrosmatikern. Z. Zellforsch.69, 140–154.

    Google Scholar 

  • —, 1969: Der olfaktorische Saum der Katze. Z. Zellforsch.96, 250–274.

    Google Scholar 

  • Aros, B., P. Röhlich, andB. Vigh, 1971: Fine structure of the peripheral sensory cells in the earthwormDendrobaena octaedra. II. Acta biol. Acad. Sci. hung.22, 443–456.

    Google Scholar 

  • Atema, J., 1973: Microtubule theory of sensory transduction. J. theor. Biol.38, 181–190.

    Google Scholar 

  • Bannister, L. H., 1968: Fine structure of the sensory endings in the vomero-nasal organ of the slow-wormAnquis fragilis. Nature (Lond.)217, 275–276.

    Google Scholar 

  • Barber, V. C., andP. N. Dilly, 1969: Some aspects of the fine structure of the statocysts of the molluscsPecten andPterotrachea. Z. Zellforsch.94, 462–478.

    Google Scholar 

  • Behnke, O., andA. Forer, 1967: Evidence for four classes of microtubules in individual cells. J. Cell Sci.2, 169–192.

    Google Scholar 

  • Blaney, W. M., R. F. Chapman, andA. G. Cook, 1971: The structure of the terminal sensilla on the maxillary palps ofLocusta migratoria (L.), and changes associated with moulting. Z. Zellforsch.121, 48–68.

    Google Scholar 

  • Breton-Gorius, J., etH. Stralin, 1967: Formation de cils rudimentaires dans les cellules sanguines primitives du sac vitellin d'embryons de rat et de poulet. Nouv. Rev. franc. Hémat.7, 69–94.

    Google Scholar 

  • Corbière-Tichané, G., 1971 a: Structure nerveuse énigmatique dans l'antenne de la larve duSpeophyes lucidulus Delar. (Coléoptère cavernicole de la sous-famille desBathysciinae). Étude au microscope électronique. J. Microscopie10, 191–202.

    Google Scholar 

  • —, 1971 b: Ultrastructure du système sensoriel de la maxille chez la larve du Coléoptère cavernicoleSpeophyes lucidulus Delar. (Bathysciinae). J. Ultrastruct. Res.36, 318–341.

    Google Scholar 

  • Carbière-Tichané, G., etN. Bermond, 1972: Sensilles énigmatiques de l'antenne de certains Coléoptères. Étude comparative au microscope électronique Z. Zellforsch.127, 9–33.

    Google Scholar 

  • Chu, I-Wu, andR. C. Axtell, 1971: Fine structure of the dorsal organ of the house fly larva,Musca domestica (L.). Z. Zellforsch.117, 17–34.

    Google Scholar 

  • Chu-Wang, I-Wu, andR. C. Axtell, 1972 a: Fine structure of the terminal organ of the house fly larva,Musca domestica (L.). Z. Zellforsch.127, 287–305.

    Google Scholar 

  • — —, 1972 b: Fine structure of the ventral organ of the house fly larva,Musca domestica (L.). Z. Zellforsch.130, 489–495.

    Google Scholar 

  • De Lorenzo, A. J. D., 1970: The olfactory neuron and the blood-brain barrier. In: Taste and smell in vertebrates, pp. 151–176. (G. E.Wolstenholme and J.Knight, eds.).

  • Dingle, A. D., andC. Fulton, 1966: Development of the flagellar apparatus ofNaegleria. J. Cell Biol.31, 43–54.

    Google Scholar 

  • Dippell, R. V., 1968: The development of basal bodies inParamecium. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.)61, 461–468.

    Google Scholar 

  • Doolin, P. F., andW. J. Birge, 1966: Ultrastructural organization of cilia and basal bodies of the epithelium of the choroid plexus in the chick embryo. J. Cell Biol.29, 333–345.

    Google Scholar 

  • Ernst, K.-D., 1969: Die Feinstruktur von Riechsensillen auf der Antenne vonNecrophorus (Coleoptera). Z. Zellforsch.94, 72–102.

    Google Scholar 

  • —, 1972: Die Ontogenie der basiconischen Riechsensillen auf der Antenne vonNecrophorus (Coleoptera). Z. Zellforsch.129, 217–236.

    Google Scholar 

  • Flock, A., andA. J. Duvall, 1965: The ultrastructure of the kinocilium of the sensory cells in the inner ear and lateral line organs. J. Cell Biol.25, 1–8.

    Google Scholar 

  • Gaffal, K.-P., undK. Hansen, 1972: Mechanorezeptive Strukturen der antennalen Haarsensillen der BaumwollwanzeDysdercus intermedius Dist. Z. Zellforsch.132, 79–94.

    Google Scholar 

  • Gibbons, I. R., 1961: The relationship between the fine structure and direction of beat in gill cilia of a lamellibranch mollusc. J. biophys. biochem. Cytol.11, 179–205.

    Google Scholar 

  • —, andA. V. Grimstone, 1960: On flagellar structure in certain flagellates. J. biophys. biochem. Cytol.7, 697–716.

    Google Scholar 

  • Gnatzy, W., undK. Schmidt, 1971: Die Feinstruktur der Sinneshaare auf den Cerci vonGryllus bimaculatus Deg. (Saltatoria, Gryllidae). I. Faden- und Keulenhaare. Z. Zellforsch.122, 190–209.

    Google Scholar 

  • — —, 1972: Die Feinstruktur der Sinneshaare auf den Cerci vonGryllus bimaculatus Deg. (Saltatoria, Gryllidae). IV. Die Häutung der kurzen Borstenhaare. Z. Zellforsch.126, 223–239.

    Google Scholar 

  • Graziadei, P., 1964: Electron microscopy of some primary receptors in the sucker ofOctopus vulgaris. Z. Zellforsch.64, 510–522.

    Google Scholar 

  • —, andD. Tucker, 1970: Vomeronasal receptors in turtles. Z. Zellforsch.105, 498–514.

    Google Scholar 

  • Grimes, G. W., 1973: Origin and development of kinetosomes inOxytricha fallax. J. Cell Sci.13, 43–53.

    Google Scholar 

  • Hamilton, D. W., 1969: The cilium on mammalian vestibular hair cells. Anat. Rec.164, 253–258.

    Google Scholar 

  • Hansen, K., undH.-G. Heumann, 1971: Die Feinstruktur der tarsalen Schmeckhaare der FliegePhormia terraenovae Rob.-Desv. Z. Zellforsch.117, 419–442.

    Google Scholar 

  • Hausmann, K., undH. Hinsen, 1972: Zur Feinstruktur der Cilientubuli vonParamecium caudatum nach Negativ-Staining. J. Microscopie15, 107–110.

    Google Scholar 

  • Hayes, W. F., 1971: Fine structure of the chemoreceptor sensillum inLimulus. J. Morph.133, 205–240.

    Google Scholar 

  • Kaib, M., 1973: Elektronenmikroskopische und elektrophysiologische Untersuchungen an Geruchsrezeptoren auf der Antenne der SchmeißfliegeCalliphora vicina (Rob.-Desvoid). Doct.-Diss. Naturwissenschaftliche Fakultät, Universität Regensburg.

  • Kalnins, V. I., andK. P. Porter, 1969: Centriol replication during ciliogenesis in the chick tracheal epithelium. Z. Zellforsch.100, 1–30.

    Google Scholar 

  • Kiefer, B. I., 1970: Development, organisation, and degeneration of theDrosophila sperm flagellum. J. Cell Sci.6, 177–194.

    Google Scholar 

  • Kolnberger, I., andH. Altner, 1971: Ciliary-structure precursor bodies as stable constituents in the sensory cells of the vomero-nasal organ of reptiles and mammals. Z. Zellforsch.118, 254–262.

    Google Scholar 

  • Laverack, M. S., andD. J. Ardill, 1965: The innervation of the aesthetasc hairs ofPanulirus argus. Quart. J. micr. Sci.106, 45–60.

    Google Scholar 

  • Lewis, C. T., andA. T. Marshall, 1970: The ultrastructure of the sensory plaque organs of the antennae of the Chinese lantern fly,Pyrops candelaria L. (Homoptera, Fulgoridae). Tissue & Cell2, 375–385.

    Google Scholar 

  • MacRae, E. K., 1967: The fine structure of sensory receptor processes in the auricular epithelium of the Planarian,Dugesia tigrina. Z. Zellforsch.82, 479–494.

    Google Scholar 

  • McIver, S. B., 1973: Fine structure of antennal sensilla coeloconica of culicine mosquitoes. Tissue & Cell5, 105–112.

    Google Scholar 

  • Moran, D. T., andF. G. Varela, 1971: Microtubules and sensory transduction. Proc. nat. Acad. Sci.68, 757–760.

    Google Scholar 

  • —,K. M. Chapman, andR. A. Ellis, 1971: The fine structure of cockroach campaniform sensilla. J. Cell Biol.48, 155–173.

    Google Scholar 

  • Moulins, M., 1967: Les cellules sensorielles de l'organe hypopharyngien deBlabera craniifer Burm. (Insecta, Dictyopera). Étude du segment ciliaire et des structures associées. C. R. Acad. Sci. (Paris) Sér. D. Biol.265, 44–47.

    Google Scholar 

  • Murray, R. G., A. S. Murray, andA. Pizzo, 1965: The fine structure of mitosis in rat thymic lymphocytes. J. Cell Biol.26, 601–619.

    Google Scholar 

  • Phillips, D. M., 1966: Substructure of flagellar tubules. J. Cell Biol.31, 635–638.

    Google Scholar 

  • Porter, K. R., 1966: Cytoplasmic microtubules and their functions. In: Principles of biomolecular organization, pp. 308–334. (G. E. W. Wolstenholme andM. O'Connor, eds.). London: Churchill.

    Google Scholar 

  • Reese, T. S., 1965: Olfactory cilia in the frog. J. Cell Biol.25, 209–230.

    Google Scholar 

  • —, andM. W. Brightman, 1970: Olfactory surface and central olfactory connexions in some vertebrates. In: Taste and smell in vertebrates, pp. 115–149. (G. E. Wolstenholme andJ. Knight, eds.). London: Churchill.

    Google Scholar 

  • Ringo, D. L., 1967: Flagellar motion and fine structure of the flagellar apparatus inChlamydomonas. J. Cell Biol.33, 543–571.

    Google Scholar 

  • Rosenbaum, J. L., andF. M. Child, 1967: Flagellar regeneration in protozoan flagellates. J. Cell Biol.34, 345–364.

    Google Scholar 

  • —,J. E. Moulder, andD. L. Ringo, 1969: Flagellar elongation and shortening inChlamydomonas. J. Cell Biol.41, 600–619.

    Google Scholar 

  • Schmidt, K., 1969 b: Der Feinbau der stiftführenden Sinnesorgane im Pedicellus der FlorfliegeChrysopa Leach (Chrysopidae, Planipennia). Z. Zellforsch.99, 357–388.

    Google Scholar 

  • —, undW. Gnatzy, 1971: Die Feinstruktur der Sinneshaare auf den Cerci vonGryllus bimaculatus Deg. (Saltatoria, Gryllidae). II. Die Häutung der Faden- und Keulenhaare. Z. Zellforsch.122, 210–226.

    Google Scholar 

  • Scott, D. A., andR. Y. Zacharuk, 1971: Fine structure of the dendritic junction body region of the antennal sensory cone in a larval elaterid (Coleoptera). Canad. J. Zool.49, 817–821.

    Google Scholar 

  • Seifert, K., undG. Ule, 1967: Die Ultrastruktur der Riechschleimhaut der neugeborenen und jugendlichen weißen Maus. Z. Zellforsch.76, 147–169.

    Google Scholar 

  • Slifer, E. H., 1967: The thin-walled olfactory sense organs on insect antennae. In: Insects and physiology, pp. 233–245. (J. W. L. Beament andJ. E. Treherne, eds.). Edinburgh: Oliver & Boyd.

    Google Scholar 

  • —, andS. S. Sekhon, 1961: Fine structure of the sense organs on the antennal flagellum of the honey bee,Apis mellifera L. J. Morph.109, 351–381.

    Google Scholar 

  • — —, 1963: Sense organs on the antennal flagellum of the small milkweed bug,Lygaeus kalmii Stal. (Hemiptera, Lygaeidae). J. Morph.112, 165–193.

    Google Scholar 

  • — —, 1964: Fine structure of the sense organs on the antennal flagellum of a flesh fly,Sarcophaga argyrostoma R.-D. (Diptera, Sarcophagidae). J. Morph.114, 185–207.

    Google Scholar 

  • — —, 1969: Some evidence for the continuity of ciliary fibrils and microtubules in the insect sensory dendrite. J. Cell Sci.4, 527–540.

    Google Scholar 

  • Steinbrecht, R. F., 1973: Der Feinbau olfaktorischer Sensillen des Seidenspinners (Insecta, Lepidoptera). Rezeptorfortsätze und reizleitender Apparat. Z. Zellforsch.139, 533–565.

    Google Scholar 

  • Szollosi, D., 1964: The structure and function of centrioles and their satellites in the jellyfishPhialidium gregarium. J. Cell Biol.21, 465–479.

    Google Scholar 

  • Theisen, B., 1972: Ultrastructure of the olfactory epithelium in the Australian lungfishNeoceratodus forsteri. Acta zool. (Stockh.)53, 205–218.

    Google Scholar 

  • Thornhill, R. A., 1967: The ultrastructure of the olfactory epithelium of the lampreyLampetra fluviatilis. J. Cell Sci.2, 591–602.

    Google Scholar 

  • Thurm, U., 1964: Mechanoreceptors in the cuticle of the honey bee. Fine structure and stimulus mechanism. Science145, 1063–1065.

    Google Scholar 

  • - 1969: General organisation of sensory receptors. Rc. Scu. intern. Fis. “Enrico Fermi” (Rev.) 43–68.

  • Tokuyasu, K., andE. Yamada, 1959: The fine structure of the retina studied with the electron microscope. IV. Morphogenesis of outer segments of retina rods. J. biophys. biochem. Cytol.6, 225–230.

    Google Scholar 

  • Trujillo-Cenóz, O., 1961: Electron microscope observations on chemo- and mechanoreceptor cells of fishes. Z. Zellforsch.54, 654–676.

    Google Scholar 

  • Warner, F. D., andP. Satir, 1973: The substructure of ciliary microtubules. J. Cell Sci.12, 313–326.

    Google Scholar 

  • Wolfe, J., 1968: Ultrastructure analysis of the triplet microtubules of isolated basal bodies. J. Cell Biol.39, (part 2) 143.

    Google Scholar 

  • —, 1970: Structural analysis of basal bodies of the isolated oral apparatus ofTetrahymena. J. Cell Sci.6, 679–700.

    Google Scholar 

  • Young, D., 1973: Fine structure of the sensory cilium of an insect auditory receptor. J. Neurocytol.2, 47–58.

    Google Scholar 

  • Zacharuk, R. Y., L. R. Yin, andS. G. Blue, 1971: Fine structure of the antenna and its sensory cone in larvae ofAedes aegypti (L.). J. Morph.135, 273–298.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Author notes

  1. K. -P. Gaffal

    Present address: Fachbereich Biologie der Universität Regensburg, Bundesrepublik Deutschland

  2. U. Bassemir

    Present address: Lehrstuhl für Zellenlehre der Universität Heidelberg, Bundesrepublik Deutschland

Authors and Affiliations

  1. Fachbereich Biologie der Universität Regensburg, Bundesrepublik Deutschland

    U. Bassemir

  2. Lehrstuhl für Zellenlehre der Universität Heidelberg, Bundesrepublik Deutschland

    K. -P. Gaffal

Authors
  1. K. -P. Gaffal
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. U. Bassemir
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Den Herren Prof. Dr. K.Hansen (Regensburg), Prof. Dr. E.Schnepf (Heidelberg) und Prof. Dr. H.Altner (Regensburg) sei für anregende Diskussionen und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine Sachbeihilfe gedankt.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Gaffal, K.P., Bassemir, U. Vergleichende Untersuchung modifizierter Cilienstrukturen in den Dendriten mechano- und chemosensitiver Rezeptorzellen der BaumwollwanzeDysdercus und der LibelleAgrion . Protoplasma 82, 177–202 (1974). https://doi.org/10.1007/BF01276307

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01276307

Search

Navigation