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Karyotyp und DNS-Gehalt von Bufo bufo, B. viridis, B. bufo × B. viridis und B. calamita (Amphibia, Anura)

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Abstract

The karyotypes in spermatogonial and leukocyte metaphases of the toads Bufo bufo, B. viridis and B. calamita (all 2n=22) were analysed and the DNA content of colchicine treated and Feulgen stained spermatogonial metaphase chromosomes measured microspectrophotometrically. The toad species possess similar karyotypes, but the chromosomes of B. bufo are somewhat longer than the chromosomes of B. viridis and B. calamita. All chromosomes of B. bufo contain significantly more than, but in no case twice as much DNA as their homologues in the other two species. Eight chromosomes of B. bufo contain 30–40%, three about 50% more DNA than their homologues in B. viridis. Exactly the same DNA-differences between both sets of chromosomes were found in B. bufo × B. viridis hybrids. Significant differences in the DNA amount of B. viridis and B. calamita exist only between the large chromosomes of these species. The ratio of the total DNA amount of the genomes in the three species is 1.49∶1.07∶1. These DNA-differences between the three toad species are confirmed by microspectrophotometric DNA measurements of their erythrocyte nuclei. It is supposed that these interspecific differences in DNA content of the toads are not a consequence of differential polyteny but are caused during the evolution process by local increase in DNA in all chromosomes of B. bufo and in the large chromosomes of B. viridis.

Zusammenfassung

  1. 1.

    Der Karyotyp der einheimischen Krötenarten Bufo bufo, B. viridis und B. calamita wurde an Colchicin-behandelten Spermatogonien- und Leukocyten-Metaphasen analysiert. Alle Arten besitzen 2n=22 fast vollzählig identifizierbare Chromosomen und weisen strukturell weitgehend übereinstimmende Chromosomensätze auf, so daß die einander entsprechenden Chromosomenpaare der Krötenspecies als homolog betrachtet werden können. Die Chromosomen von B. bufo erscheinen allgemein etwas länger als die der anderen Arten. Heteromorphe Geschlechtschromosomen fehlen.

  2. 2.

    Die Analyse des Chromosomenbestandes von bufo × viridis-Bastarden bestätigt die weitgehende Übereinstimmung der Karyotypen von Erd- und Wechselkröte.

  3. 3.

    An Feulgen-gefärbten Präparaten Colchicin-behandelter Spermatogonien-Metaphasen wurde der DNS-Gehalt der Genome von B. bufo, B. viridis und B. calamita durch cytophotometrische Messungen der einzelnen Chromosomen bestimmt. Für den gesamten DNS-Gehalt der Genome von Erd-, Wechsel- und Kreuzkröte ergibt sich aus diesen Messungen ein Verhältnis von 1,49∶1,07∶1. Nahezu das gleiche Verhältnis (1,48∶1,07∶1) lieferten die an Erythrocytenkernen der drei Krötenarten ausgeführten cytophotometrischen DNS-Bestimmungen.

  4. 4.

    Sämtliche Chromosomen von B. bufo enthalten signifikant mehr DNS als ihre Homologen bei B. viridis und B. calamita, weisen aber in keinem Falle einen auch nur annähernd doppelt so hohen DNS-Gehalt auf. Die meisten Chromosomen von B. bufo besitzen 30–40%, einige ungefähr 50% bzw. 57% mehr DNS als die ihnen homologen Chromosomen von B. viridis. Differenzen im DNS-Gehalt homologer Chromosomen von B. viridis und B. calamita sind nur bei den großen Chromosomen nachweisbar.

  5. 5.

    Die an homologen bufo- und viridis-Chromosomen aus Metaphasen des Augengewebes junger bufo × viridis-Bastardlarven vorgenommenen cytophotometrischen DNS-Bestimmungen bestätigen die Zuverlässigkeit der an den Spermatogonien-Chromosomen gewonnenen Meßresultate.

  6. 6.

    Die Untersuchungsergebnisse widerlegen hertwig s (1930, 1956) Hypothese, die Chromosomen von B. bufo seien im Vergleich zu denen der beiden anderen Krötenarten doppelsträngig (dinem); denn nach jener Annahme müßte ein 2∶1-Verhältnis im DNS-Gehalt der homologen Chromosomen bzw. der Genome von B. bufo und B. viridis oder B. bufo und B. calamita bestehen. Auf Grund der vorliegenden Befunde werden die interspezifischen Unterschiede im DNS-Gehalt der Bufo-Arten nicht auf eine differentielle Polytänie der Chromosomen, sondern auf lokale DNS-Zunahme in den Chromosomen (Duplikationen) während der Artdifferenzierung zurückgeführt.

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Authors and Affiliations

  1. Max-Planck-Institut für Meeresbiologie, Abt. H. Bauer, Tübingen

    Fritz -Helmut Ullerich

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  1. Fritz -Helmut Ullerich
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Herrn Professor Dr. J. Seiler zum 80. Geburtstag gewidmet.

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Ullerich, F.H. Karyotyp und DNS-Gehalt von Bufo bufo, B. viridis, B. bufo × B. viridis und B. calamita (Amphibia, Anura). Chromosoma 18, 316–342 (1966). https://doi.org/10.1007/BF00326875

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