Summary
A two-layered glandular tissue occurs on tergites V to X and on the cerci of juvenile specimens of both sexes and of adult females of Blatta orientalis, in place of the usual monolayer of epidermal cells. This gland tissue contains two cell types and secretes a viscous product of water, free amino acids (+ glutamine), oligo- and several polypeptides onto the tergal surface. The structural differentiation of the gland is correlated with secretory activity, both in different molting stages and in different tergites of an individual; maximal values are found in tergites VI und VII on last instar females. Applying quantitative radioautography on the electron microscope level, we found, that although the most common gland cell type contained an abundantly developed rough endoplasmic reticulum and Golgi-apparatus, characteristic of protein secreting cells, not all of them incorporated equally the injected amino acids. This is consistent with an asynchronous secretory cycle, also suggested by biochemical studies. Of great significance is the demonstration that the fine structural elaboration of the cellular organelles involved in protein synthesis cannot be used as a criterion for their ongoing activity. The secretion is discharged into an end-apparatus consisting of a tortuous canal with a brushborder that penetrates the whole gland cell. One unbranched chitinous duct, formed by a “duct carrying cell”, is inserted into the end-apparatus of each gland cell. Occasionally, cell processes exhibiting the typical morphological characteristics of neurosecretory cells are seen in direct contact with gland cells. A defensive function of the secretion which acts by mechanically impairing smaller predatory arthropods was ascertained. To achieve this effect and to allow the preyanimal to escape, the secretion has to be adjusted to a proper viscosity by an adequate dilution. This might be achieved by the second gland cell type, which was not selectively labelled by injected amino acids; this cell type contains an endapparatus, abundant mitochondria, Golgi-apparatuses and small vesicles, but only few profiles of rough endoplasmic reticulum.
Zusammenfassung
Im Bereich der abdominalen Tergite V-X und oberseits and den Zerzi liegt bei Nymphen beider Geschlechter und bei adulten Weibchen von Blatta orientalis statt des einschichtigen Epithels ein zweischichtiges Drüsengewebe vor, welches ein visköses Sekret aus Wasser, freien Aminosäuren (+ Glutamin), Oligo- und zahlreichen Polypeptiden auf die Tergitenoberfläche sezerniert. Die strukturelle Differenzierung des Drüsengewebes ist mit der Sekretionsaktivität korreliert, sowohl während der Ontogenese als auch im Bereich verschiedener Tergite (Maxima: weibliche Subimagines, Tergite VI und VII). Untersuchungen mittels hochauflösender quantitativer Autoradiographie ergaben, daß injizierte Aminosäuren im größten Teil der Drüsenzellen angereichert werden: Markierte Zellen zeigen Radioaktivität im reichlich ausgebildeten rauhen endoplasmatischen Retikulum, Golgi-Apparat, in Sekretgranula und in ihrem Endapparat. Dieser durchsetzt die Drüsenzelle als langer gewundener Kanal mit Bürstensaum, in welchen je eine darüberliegende Gangzelle einen chitinösen Ausführgang inseriert. Die gleichzeitige Anwesenheit von markierten und nicht markierten Zellen mit praktisch gleich stark entwickeltem endoplasmatischem Retikulum und Golgi-Apparat zeigt, daß die morphologische Ausbildung dieser mit der Proteinsekretion befaßten Organellen nicht unbedingt deren Aktivität reflektiert. Vereinzelt stehen Zellfortsätze mit den morphologischen Charakteristika neurosekretorischer Tätigkeit in direktem Kontakt mit Drüsenzellen. Eine Abwehrfunktion des viskösen Sekrets durch bloße mechanische Behinderung kleiner räuberischer Arthropoden wurde sichergestellt, wobei es dem Beutetier gelingt, zu flüchten. Weiters wurde ein zweiter Drüsenzelltyp beobachtet, der mit injizierten Aminosäuren nur schwach markierbar ist, ebenfalls einen Endapparat besitzt, jedoch arm an rauhem endoplasmatischem Retikulum und gleichzeitig reich an Mitochondrien, Golgi-Apparaten und kleinen Vesikeln ist. Die Funktion dieses zweiten Zelltyps ist zwar nicht sichergestellt, möglicherweise reguliert er jedoch die funktionell wichtige Viskosität des Sekretes.
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Plattner, H., Salpeter, M., Carrel, J.E. et al. Struktur und Funktion des Drüsenepithels der postabdominalen Tergite von Blatta orientalis . Z.Zellforsch 125, 45–87 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00306841
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00306841