The development of egg-fragments in annelids

  • Edmund B. Wilson
Article

Summary

  1. 1.

    The unfertilized eggs ofChatopterus, taken near the beginning of the maturation-period, may readily, by strong centrifuging, be broken into fragments of varying size and contents. Both nucleated and non-nucleated fragments of various sizes may be fertilized, and may develop into actively swimming dwarf larvae, some of which approach the normal whole larvae in form, structure and movements.

     
  2. 2.

    The fragments may contain varying combinations of the three main zones produced by centrifuging, including those derived from the hyaline mid dle zone whicharealmost entirely composed of hyaloplasm. Any of the fragments irrespective of their contents may develop if of sufficient size.

     
  3. 3.

    The cleavage-pattern of the fragments, irrespective of their contents, closely follows that of the whole eggs, including the size-relations, the alternation of spiral cleavages and the arrangement of the blastomeres. The first cleavage may or may not be accompanied by the formation of a polar lobe, the fragments being probably derived in the first case from the lower hemisphere, in the second from the upper one. In both cases the cleavage is unequal in the normal proportions, and there seems to be only one type of regular cleavage.

     
  4. 4.

    Since hyaline fragments may segment normally and may produce actively swimming dwarf larvae of nearly normal appearance, it seems probable that the basis of localization, cleavage-patterns, and differentiation must be sought in some kind of internalstructure in the apparently structureless hyoplasm or ground-substance.

     
  5. 5.

    Some review and discussion is offered of the evidence that the oöplasmic structure is progressively developed and transformed before, during and after cleavage.

     
  6. 6.

    The relation between mosaic development and embryonic induction or organizing activities is discussed, including some consideration of the question of organizing centers in the “mosaic” types of cleavage.

     

Keywords

Developmental Biology Normal Proportion Normal Appearance Sufficient Size Main Zone 

Zusammenfassung

  1. 1.

    Unbefruchtete Eier vonChaetopterus kann man kurz vor dem Beginn der Reifungsperiode durch starkes Zentrifugieren leicht in Bruchstücke von verschiedener Größe und von verschiedenem Gehalt zerlegen. Kernhaltige wie kernlose Bruchstücke von verschiedener Größe können befruchtet werden und sich zu aktiv schwimmenden Zwerglarven entwickeln, von denen einige normalen, ganzen Larven in Form, Struktur und Bewegung nahekommen.

     
  2. 2.

    Die Bruchstücke können verschiedene Kombinationen der durch Zentrifugieren hervorgerufenen drei Hauptzonen enthalten, einschließlich derer, die aus der hyalinen Mittelzone stammen, und die fast ganz von Hyaloplasma gebildet werden. Jedes dieser Bruchstücke kann sich unabhängig von seinem Gehalt entwickeln, sofern es nur genügend groß ist.

     
  3. 3.

    Das Furchungsmuster der Bruchstücke folgt, unabhängig von ihrem Gehalt, streng dem der ganzen Eier, einschließlich des Größenverhältnisses, des Wechsels der Spiralfurchen und der Anordnung der Blastomeren. Die erste Furchung kann, aber muß nicht, von der Bildung eines Pollappens begleitet sein, im ersten Fall stammen die Bruchstücke wahrscheinlich aus der unteren Hemisphäre, im zweiten aus der oberen. In beiden Fällen ist die Furchung in normalen Proportionen inäqual, und es scheint nur einen Typ von regulärer Furchung zu geben.

     
  4. 4.

    Da hyaline Bruchstücke sich normal furchen und aktiv schwimmende Zwerglarven von annähernd normalem Aussehen aus sich hervorgehen lassen können, so ist es wahrscheinlich, daß die Grundlagen der Lokalisation, des Furchungsmusters und der Differenzierung in einer Art von innerer Struktur des scheinbar strukturlosen Hyaloplasmas oder Grundmateriales zu suchen sind.

     
  5. 5.

    Es wird eine Übersicht und Diskussion der Tatsache gegeben, daß die Ooplasmastruktur sich progressiv, vor, während und nach der Furchung bildet und umwandelt.

     
  6. 6.

    Die Beziehungen zwischen Mosaikentwicklung und embryonaler Induktion oder organisierenden Kräften werden diskutiert, einschließlich einer Betrachtung der Frage nach Organisationszentren im „Mosaiktypus“ der Furchung.

     

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Literature cited

  1. Boveri, Th. (1892): Die Befruchtung. Erg. Anat.1.Google Scholar
  2. - (1901 a): Über die Polarität des Seeigeleies. Sitzgsber. physik.-med. Ges. Würzburg34.Google Scholar
  3. - (1901 b): Die Polarität von Ovocyte, Ei und Larve desStrongylocentrotus lividus. Zool. Jb., Abt. Anat. u. Ontog.14.Google Scholar
  4. - (1902): Über mehrpolige Mitosen als Mittel zur Analyse des Zellkerns. Sitzgsber. physik.-med. Ges. Würzburg35.Google Scholar
  5. Brachet A. (1906): Recherches expérimentales sur l'œuf non-segmenté deRana fusca. Arch. Entw.mechan.22.Google Scholar
  6. - (1917): L'œuf et les Facteurs de l'Ontogénèse. Paris.Google Scholar
  7. - (1923): Recherches sur les localisations germinales, etc. Arch. Biol.33.Google Scholar
  8. - (1927): Etude comparative des localisations germinales dans l'œuf des Amphibiens urodèles et anoures.Roux' Arch.111.Google Scholar
  9. Carazzi, D. (1904): Ricerche embryologiche e citologiche sull' uova diMyzostoma glabrum. Monit. zool. ital.15.Google Scholar
  10. Chabry, L. (1887): Contribution à l'embryologie normale et tératologique des asciés simples. J. de Anat. et Physiol.23.Google Scholar
  11. Conklin, E. G. (1897): The Embryology ofCrepidula. J. of Morph.3.Google Scholar
  12. - (1899): Protoplasmic Movements as a Factor in Differentiation. Woods Hole Lect.Google Scholar
  13. - (1902): Karyokinesis and Cytokinesis etc., inCrepidula and other Gasteropoda. J. Acad. nat. Sci. Phil.12.Google Scholar
  14. - (1905 a): The Organization and Cell-lineage of the Ascidian Egg. Ebenda13.Google Scholar
  15. - (1905 b): Organ-forming Substances in the Eggs of Ascidians. Biol. Bull.8.Google Scholar
  16. - (1905 c): Mosaic Development in Ascidian Eggs. J. of exper. Zool.2.Google Scholar
  17. - (1910): The Effects of centrifugal Force upon the Organization and Development of the Eggs of fresh Water Pulmonates. Ebenda9.Google Scholar
  18. - (1917): Effects of centrifugal Force on the Structure and Development of the Eggs of Crepidula. Ebenda22.Google Scholar
  19. — (1928): Orientation, Differentiation and Cleavage in the early Development of the Egg. Science (N. Y.)68, 1773.Google Scholar
  20. Crampton, H. E.: Experimental Studies on Gasteropod Development. Arch. Entw.mechan.3.Google Scholar
  21. Driesch, H. (1891): Der Werth der beiden ersten Furchungszellen in der Echinodermen. Z. Zool.53.Google Scholar
  22. - (1894): Analytische Theorie der organischen Entwicklung. Leipzig.Google Scholar
  23. - (1896): Betrachtungen über die Organisation des Eies und ihre Genese. Arch. Entw.mechan.4.Google Scholar
  24. - (1898): Über rein mütterliche Charaktere an Bastardlarven von Echiniden. Ebenda7.Google Scholar
  25. - (1900): Die isolierten Blastomeren des Echinidenkeimes. Ebenda14.Google Scholar
  26. Driesch andMorgan (1895): Zur Analyse der ersten Entwicklungsstadien des Ctenophoreneies. Arch. Entw.mechan.2.Google Scholar
  27. Duesberg, J. (1926): L'œuf et ses localisations germinales. Paris.Google Scholar
  28. Fischel, A. (1897/98): Experimentelle Untersuchungen am Ctenophorenei. I–IV. Arch. Entw.mechan.6/7.Google Scholar
  29. - (1903): Entwicklung und Organ-Differenzierung. Ebenda15.Google Scholar
  30. Heider, K. (1900): Das Determinationsproblem. Verh. dtsch. zool. Ges.Google Scholar
  31. Herbst, C. (1893): Experimentelle Untersuchungen über den Einfluß der veränderten chemischen Zusammensetzung des umgebenden Mediums. I. Z. Zool.55.Google Scholar
  32. Hörstadius, S. (1928): Über die Determination des Keimes bei Echinodermen. Acta zool. (Stockh.)9. (Prelim. inRoux' Arch. [1927/28].)Google Scholar
  33. Korschelt undHeider (1902): Lehrbuch der vergl. Entwicklungsgeschichte. Jena.Google Scholar
  34. Lillie, F. R. (1895): The Embryology of the Unionidae. J. of Morph.10.Google Scholar
  35. - (1899): Adaptation in Cleavage. Woods Hole Lect.Google Scholar
  36. - (1901): The Organization of the Egg ofUnio. J. of Morph.17.Google Scholar
  37. - (1902): Differentiation without Cleavage in the Egg of the AnnelidChaetopterus. Arch. Ertw.mechan.14.Google Scholar
  38. - (1906): Observations and Experiments concerning the Elementary Phenomena of Development inChaetopterus. J. of exper. Zool.3.Google Scholar
  39. - (1909): Polarity and Bilaterality of the Annelid Egg. Biol. Bull.16.Google Scholar
  40. Mc Murrich, J. P. (1886): A Contribution to the Embryology of the Prosobranch Gasteropods. Studies Biol. Labor. Johns Hopkins Univ.3.Google Scholar
  41. - (1896): The Yolk-Lobe and Centrosome ofFulgur carica. Anat. Anz.8.Google Scholar
  42. Mead, A. D. (1897): The Early Development of marine Annelids. J. of Morph.13.Google Scholar
  43. Morgan, T. H. (1894): Experimental Studies on Echinoderm Eggs. Anat. Anz.9.Google Scholar
  44. - (1908): The Effect of Centrifuging the Eggs of the MolluscCumingia. Science (N. Y.)28.Google Scholar
  45. - (1909): The Effects produced by Centrifuging Eggs before and during Development. Anat. Rec.3.Google Scholar
  46. - (1910): Cytological Studies of centrifuged Eggs. J. of exper. Zool.9.Google Scholar
  47. - (1924): The Development of Egg-fragments. Sci. Monthly18.Google Scholar
  48. — (1927): Experimental Embryology. Columbia Univ. Press. New York.Google Scholar
  49. Morgan andSpooner (1909): The Polarity of the Centrifuged Egg. Arch. Entw.mechan.28.Google Scholar
  50. Penners, Andreas (1924): Experimentelle Untersuchungen zum Determinationsproblem am Keim vonTubifex. I. Arch. mikrosk. Anat. u. Entw.mechan.102.Google Scholar
  51. - (1926): Experimentelle Untersuchungen zum Determinationsproblem am Keim vonTubifex. II. Z. Zool.127.Google Scholar
  52. Roux, W. (1888): Über die künstliche Hervorbringung halber Embryonen usw. Arch. path. Anat. u. Physiol.114.Google Scholar
  53. - (1893): Über Mosaikarbeit und neuere Entwicklungshypothesen. Anat. H., Arb. anat. Inst.2.Google Scholar
  54. - (1903): Über die Ursachen der Bestimmung der Hauptrichtungen des Embryos im Froschei. Anat. Anz.23.Google Scholar
  55. Runnström, J. (1928): Plasmabau und Determination bei dem Ei vonParacentrotus. Roux' Arch.113.Google Scholar
  56. Ruud, G. (1925): Die Entwicklung isolierter Keimfragmente frühester Stadien vonTriton taeniatus.Roux' Arch.105.Google Scholar
  57. Ruud undSpemann (1922): Die Entwicklung isolierter dorsaler und lateraler Gastrulahälften vonTriton. Arch. Entw.mechan.52–97.Google Scholar
  58. Schleip, W. (1914): Die Entwicklung centrifugierter Eier vonClepsine. Verh. dtsch. zool. Ges.24.Google Scholar
  59. - (1925): Die Furchung dispermer Eier vonDentalium. Roux' Arch.106.Google Scholar
  60. - (1927): Entwicklungsmechanik und Vererbung bei Tieren. Handbuch der Vererbungswissenschaft3.Google Scholar
  61. Spemann, H. (1901): Entwicklungsphysiologische Studien amTriton-Ei. I. Arch. Entw.-mechan.12.Google Scholar
  62. - (1914): Über verzögerte Kernversorgung von Keimteilen. Verh. dtsch. zool. Ges.24.Google Scholar
  63. - (1918): Über die Determination der ersten Organanlage des Amphibienembryo. Arch. Entw.-mechan.43.Google Scholar
  64. - (1927 a): Neue Arbeiten über Organisatoren in der tierischen Entwicklung. Naturwiss.15.Google Scholar
  65. - (1927b): Organizers in Animal Development. Croonian Lecture. Proc. roy. Soc. Lond., B,102.Google Scholar
  66. Spemann undMangold (1924): Über Induktion von Embryonalanlagen durch Implantation artfremder Organisatoren. Arch. mikrosk. Anat. u. Entw.mechan.100.Google Scholar
  67. Taylor, Tennent andWhitaker (1926): Organization of the Echinoderm Egg. Carnegie Inst. Year Book (1926/27).Google Scholar
  68. v. Ubisch, L. (1925): Entwicklungsphysiologische Studien an Seeigelkeimen, a-c. Z. Zool.124; d: Verh. physik.- med. Ges. Würzburg50.Google Scholar
  69. Vejdovsky, F. (1888–1892): Entwicklungsgeschichtliche Untersuchungen. Prag.Google Scholar
  70. Vogt, W. (1928): Mosaikcharakter und Regulation in der Frühentwicklung des Amphibieneies. Verh. dtsch. zool. Ges.32.Google Scholar
  71. Whitman, C. O. (1878): The Embryology ofClepsine. Quart. J. microsc. Sci., N. s.18.Google Scholar
  72. Wilson, E. B. (1882): Observations on the developmental Stages of some polychaetous Annelids. Stud. Biol. Labor. Johns Hopkins Univ.Google Scholar
  73. - (1892): The Cell Lineage ofNereis. J. of Morph.2.Google Scholar
  74. - (1893):Amphioxus and the Mosaik Theory of Development. Ebenda8.Google Scholar
  75. - (1896a, 1900, 1925, 1928): The Cell in Development and Heredity, 1st, 2nd and 3rd editions; 1828 with corrections. New York.Google Scholar
  76. - (1896 b): On Cleavage and Mosaic-work. Arch. Entw.mechan.3.Google Scholar
  77. - (1899): Protoplasmic Structure in the Eggs ofEchinodermata, etc. J. of Morph.15 (Supplm.).Google Scholar
  78. - (1903): Experiments on Cleavage and Localization in the Nemertine Egg. Arch. Entw.mechan.16.Google Scholar
  79. - (1904 a): The Germ-regions in the Egg ofDentalium. J. of exper. Zool.1.Google Scholar
  80. - (1904b): Experiments on the Cleavage-Mosaic inPatella andDentalium. Ebenda1.Google Scholar
  81. - (1904 c): Mosaic Development in the Annelid Egg. Science (N. Y.)20.Google Scholar
  82. Yatsu, N. (1904): Experiments on the Development of Egg Fragments inCerebratulus. Biol. Bull.6.Google Scholar
  83. - (1910 a): Experiments on Cleavage in the Eggs ofCerebratulus. J. Coll. Sci., Tokio (1927).Google Scholar
  84. - (1910 b): Experiments on Germinal Localization in the Eggs ofCerebratulus. Ebenda27.Google Scholar
  85. - (1911): Observations on the Ctenophore Egg.1/2.Google Scholar
  86. - (1911, 1912): Observations and Experiments on the Ctenophore Egg. I (1912): J. Coll. Sci., Tokio32; II: Ann. zool. jap.; III (1912): Ebenda8.Google Scholar
  87. Zeleny, C. (1904): Experiments on the Localization and Developmental Factors in the Nemertine Egg. J. of exper. Zool.1.Google Scholar

Copyright information

© Verlag von Julius Springer 1929

Authors and Affiliations

  • Edmund B. Wilson
    • 1
  1. 1.Columbia UniversityNew York

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