Summary
-
1.
The second moulting cycle of the cockroach embryo may be divided into 2 parts: during the first one, regeneration of appendages is possible in embryos cultured in vitro; it is not possible during the second part.
-
2.
Regeneration takes place inside the cuticle of the stump in 4 phases: 1) epidermal wound healing; 2) morphallaxis; 3) growth by cell proliferation; 4) secretion of the cuticle.
-
3.
The regenerative capacity does not seem to depend on hormonal secretions and is apparently an intrinsic property of the epidermal cells of the appendages.
-
4.
The addition of exogenous moulting hormone to the culture medium inhibits the regeneration and causes precocious formation of spines and hairs and secretion of the cuticle.
-
5.
A relatively short period of contact (24 to 30 h) with the hormone triggers a chain of processes which then continue in its absence (formation of spines and hairs, secretion of the epicuticle and then of the procuticle).
-
6.
There is an incompatibility between regeneration and differentiation, as if these two functions corresponded to two progammes, one of which is inhibited and the other triggered by a high concentration of hormone.
-
7.
The moulting hormone is not produced exclusively by the prothoracic glands.
Résumé
-
1.
Le deuxième cycle de mue de l'embryon de blatte se divise en 2 parties; pendant la première, la régénération d'appendices d'embryons cultivés in vitro est possible; pendant la deuxième, elle ne l'est pas.
-
2.
La régénération se déroule en 4 phases à l'intérieur de la cuticule du moignon: 1) cicatrisation de l'épiderme; 2) morphogenèse par morphallaxis; 3) croissance par prolifération; 4) sécrétion de la cuticule.
-
3.
La capacité de régénérer ne semble pas dépendre de sécrétions hormonales et serait une propriété intrinsèque des cellules épidermiques des appendices.
-
4.
L'addition d'hormone de mue exogène au milieu de culture inhibe la régénération et provoque la formation des phanères et la sécrétion de la cuticule de façon précoce.
-
5.
Un temps de contact relativement court (24 à 30 h) avec l'hormone déclenche le déroulement d'un programme correspondant à un enchaînement de processus qui se poursuivent en son absence (formation des phanères, sécrétion de l'épicuticule puis de la procuticule).
-
6.
Il y a incompatibilité entre régénération et différenciation comme si ces deux fonctions correspondaient à deux programmes dont l'un est inhibé et l'autre est déclenché par une forte concentration d'hormone.
-
7.
L'hormone de mue n'est pas exclusivement produite par les glandes prothoraciques.
Similar content being viewed by others
Bibliographie
Bart, A.: Recherches expérimentales sur le déclenchement et le développment de morphogenèses de type régénératrices chez un Insecte:Carausius morosus. Thèse Fac. Sci. Lille (1969)
Beaulaton, J.: Evolution du chondriome dans la glande prothoracique du ver à soie Tussor (Antheraea pernyi Guér.) au cours du cycle sécrétoire pendant les quatrième et cinquième stades larvaires. J. Micr.3, 167–186 (1964)
Bodenstein, D.: Contributions to the problem of regeneration in insects. J. exp. Zool.129, 209–224 (1955)
Bodenstein, D.: The role of hormones in the regeneration of insect organs. Scientia94, 19–23 (1959)
Bollenbacher, W.E., Goodman, W., Vedeckis, W.V., Gilbert, L.I.: Thein vitro synthesis and secretion of α-ecdysone by the ring glands of the flySarcophaga bullata. Steroids27, 309–324 (1976)
Bonner-Weir, S.: Control of moulting in an insect. Nature228, 580–581 (1970)
Borst, D. W., Engelmann, F.:In vitro secretion of α-ecdysone by prothoracic glands of a hemimetabolous insect,Leucophaea maderae (Blattaria). J. exp. Zool.189, 413–419 (1974)
Bullière, D.: Contribution à l'étude de la régénération chez un insecte Blattoptéroïde,Blabera craniifer Burm. (Dictyoptère). Thèse 3° cycle, Un. Grenoble (1966)
Bullière, D.: Etude de la régénération chez un insecte BlattoptéroïdeBlabera craniifer Burm. (Dictyoptère). I Influence du niveau de la section sur la régénération de la patte métathoracique. Bull. Soc. zool. Fr.92, 523–536 (1967)
Bullière, D.: Etude de la régénération chez un insecte BlattoptéroïdeBlabera craniifer Burm. (Dictyoptère). II Influence du moment de l'amputation dans l'intermue sur la régénération de la patte métathoracique. Bull. Soc. zool. Fr.93, 69–82 (1968)
Bullière, D.: Etude de la régénération chez un insecte: stades de la formation des régénérats et rapports avec le cycle de mue. Ann. Embryol. Morphog.5, 61–74 (1972a)
Bullière, D.: Action de l'ecdysone et de l'inokostérone sur la régénération d'appendices chez la larve deBlabera craniifer (Insecte Dictyoptère). C.R. Acad. Sci., Sér. D274, 1349–1352 (1972b)
Bullière, D., Bullière, F.: Régénération et facteurs endocriniens chez les insectes. C.R. Acad. Sci., Sér. D271, 353–356 (1970)
Bullière, D., Bullière, F.: Hormone de mue et synthèse d'ARN dans les cellules épidermiques d'embryons de Blatte cultivésin vitro. C.R. Acad. Sci., Sér. D278, 2197–2200 (1974)
Bullière, D., Bullière, F., Mauchamp, B., Lafont, R., De Reggi, M., Hirn, M.: Etude des variations du taux d'hormone de mue au cours du déroulement du deuxième cycle de la vie embryonnaire chez une Blatte. C.R. Acad., Sér. D283, 647–650 (1976)
Bullière, D., Bullière, F., Sengel, P.: Régénération du tarse chez l'embryon deBlabera craniifer (Insecte, Dictyoptère) en culturein vitro. C.R. Acad. Sci., Sér. D269, 355–357 (1969)
Bullière, F.: Etablissement des stades du développement embryonnaire d'un insecte Dictyoptère:Blabera craniifer Burm. Ann. Embryol. Morphog.2, 121–138 (1969)
Bullière, F.: Cycles embryonnaires et sécrétion de la cuticule chez l'embryon de Blatte,Blabera craniifer. J. Insect Physiol.19, 1465–1479 (1973)
Bullière, F.: Effects of moulting hormone on RNA and cuticle synthesis in the epidermis of cockroach embryos culturedin vitro. J. Insect Physiol.23, 393–401 (1977)
Bullière, F., Bullière, D.: Régénération, différenciation et ecdysones chez l'embryon deBlabera craniifer (Insecte Dictyoptère) en culturein vitro. C.R. Acad. Sci., Sér. D273, 955–958 (1971)
Bullière, F., Bullière, D.: DNA synthesis and differentiation in the cockroach embryo; action of moulting hormone and mitomycin. J. Insect Physiol. (sous presse) (1977)
Cassier, P., Fain-Maurel, M.A.: Caractères infrastructuraux et cytochimiques des oenocytes deLocusta migratoria migratorioïdes en rapport avec les mues et les cycles ovariens. Arch. Anat. micr. Morph. exp.61, 357–380 (1972)
Chadwick, L.E.: Moulting of roaches without prothoracic glands. Science121, 435 (1955)
Chino, H., Sakurai, S., Ohtaki, T., Ikekawa, N., Miyazaki, H., Ishibashi, M., Abuki, H.: Biosynthesis of α-ecdysone by prothoracic glandsin vitro. Science183, 529–530 (1974)
Day, M.F., Grace, T.D.C.: Culture of insect tissues. A. Rev. Ent.4, 17–38 (1959)
Ellis, P.E., Morgan, E.D., Woodbridge, A.P.: Moult-inducing hormones of the prothoracic gland of insects. Nature238, 274–276 (1972)
Fournier, B.: Expériences d'amputation faites sur les embryons de PhasmeCarausius morosus Br., en vue d'apprécier l'aptitude de la patte embryonnaire à reconstituer ses parties manquantes. C.R. Acad. Sci., Sér. D269, 2401–2404 (1969)
Fournier, B.: Contribution à l'étude quantitative de la régénération des pattes chez l'embryon du PhasmeCarausius morosus Br. Arch. Zool. exp. gén.114, 627–652 (1973)
Fraenkel, G.S.: A hormone causing pupation in the blowflyCalliphora erythrocephala. Proc. R. Soc.118, 1–12 (1935)
Fukuda, S.: Induction of pupation in Silkworm by transplanting the prothoracic gland. Proc. Imp. Acad.16, 414–416 (1940)
Fukuda, S.: The hormonal mechanism of larval moulting and metamorphosis in the silkworm. J. Fac. Sci. Tokyo Univ.6, 477–537 (1944)
Gersch, M., Stürzebecher, J.: Experimentelle Stimulierung der zellulären Aktivität der Prothoraxdrüsen vonPeriplaneta americana durch den Aktivationsfaktor. J. Insect Physiol.16, 1813–1826 (1970)
Gersch, M., Stürzebecher, J.: Über eine Synthese von Ecdyson3H und Ecdysteron3H aus Cholesterin3H in geschnürten Abdomina vonMamestra brassicae Raupen. Experientia27, 1475–1476 (1971)
Gnatzy, W.: Struktur und Entwicklung des Integuments und der Oenocyten vonCulex pipiens L. (Dipt.). Z. Zellforsch.110, 401–443 (1970)
Hoffmann, J.A., Koolman, J.: Prothoracic glands in the regulation of ecdysone titres and metabolic fate of injected labelled ecdysone inLocusta migratoria. J. Insect Physiol.20, 1593–1601 (1974)
Hsiao, T.H., Hsiao, C., De Wilde, J.: Moulting hormone production in the isolated larval abdomen of the Colorado beetle. Nature255, 727–728 (1975)
Jones, B.M.: Endocrine activity during insect embryogenesis. Control of events in development following the embryonic moult (Locusta migratoria andLocustana pardalina, Orthoptera). J. exp. Biol.33, 685–696 (1956)
Karlson, P., Hanser, G.: Bildungsort und Erfolgsorgan des Puparisierungshormons der Fliegen. Z. Naturforsch.25, 358–361 (1953)
King, D.S., Bollenbacher, W.E., Borst, D.W., Vedeckis, W.V., O'Connor, J.D., Ittycheriah, P.I., Gilbert, L.I.: The secretion of α-ecdysone by the prothoracic glands ofManduca sexta in vitro. Proc. Nat. Acad. Sci. USA71, 793–796 (1974)
King, D.S., Marks, E.P.: The secretion and metabolism of α-ecdysone by cookroach (Leucophaea maderae) tissuesin vitro. Life Sci.15, 147–154 (1974)
Krishnakumaran, A., Schneiderman, H.A.: Control of moulting in mandibulate and chelicerate arthropods by ecdysones. Biol. Bull.139, 520–538 (1970)
Locke, M.: The ultrastruture of the oenocytes in the molt/intermolt cycle in an insect. Tissue & Cell1, 103–154 (1969)
Louvet, J.P.: Observation en microscopie électronique des cuticules édifiées par l'embryon, et discussion du concept de «mue embryonnaire» dans le cas du phasmeCarausius morosus. Br. (Insecta, Phasmida). Z. Morph.78, 159–179 (1974)
Madhavan, K., Schneiderman, H. A.: Hormonal control of imaginal disc regeneration inGalleria mellonella (Lepidoptera). Biol. Bull.137, 321–331 (1969)
Morgan, E.D., Woodbridge, A.P., Ellis, P.E.: Studies on the moulting hormones of the desert locust,Schistocerca gregaria. J. Insect Physiol.21, 979–993 (1975)
Moriyama, H., Nakanishi, K., King, D.S., Okauchi, T., Siddall, J.B., Hafferl, W.: On the origin and metabolic fate of α-edysone in insects. Gen. Comp. Endocr.15, 80–87 (1970)
Mueller, N.S.: An experimental analysis of molting in embryos ofMelanoplus differentialis. Develop. Biol.8, 222–240 (1963)
Nakanishi, K., Moriyama, H., Okauchi, T., Fujioka, S., Koreeda, A.: Biosynthesis of α- and β-ecdysones from cholesterol outside the prothoracic glands inBombyx mori. Science176, 51–52 (1972)
Noulin, G., Maissiat, J.: Etude du rôle de l'organe Y et de l'effet de l'ecdystérone dans la régénération d'un appendice chez l'OniscoïdePorcellio dilatatus. J. Insect Physiol.20, 1963–1974 (1974)
Oberlander, H.: Ecdysone and DNA synthesis in cultured wing disks of the wax moth,Galleria mellonella. J. Insect Physiol.15, 1803–1806 (1969)
O'Farrel, A.F., Stock, A.: Regeneration and the moulting cycle inBlatella germanica L. I Single regeneration initiated during the first instar. Aust. J. Biol. Sci.6, 485–500 (1953)
Ohmori, K., Ohtaki, T.: Effects of ecdysone analogues on development and metabolic activity of wing disks of the fleshfly,Sarco phaga peregrina, in vitro. J. Insect Physiol.19, 1199–1210 (1973)
Ohtaki, T., Milkman, R.D., Williams, C.M.: Dynamics of ecdysone secretion and action in the fleshflySarcophaga peregrina. Biol. Bull.135, 322–334 (1968)
Raikow, R., Fristrom, J.W.: Effects of β-ecdysone on RNA metabolism of imaginal disks ofDrosophila. J. Insect Physiol.17, 1599–1614 (1971)
Rinterknecht, E.: Etude de la reconstitution des téguments larvaires chezLocusta migratoria du stade IV. Interférence avec la mue. Bull. Soc. zool. Fr.89, 383–392 (1964)
Rinterknecht, E., Petrolini, M., Porte, A., Joly, P.: Sur les variations ultrastructurales des oenocytes au cours du cycle des mues et après ablation des glandes prothoraciques chezLocusta migratoria. C.R. Acad. Sci., Sér. D276, 2827–2830 (1973)
Romer, F.: Histologie, Histochemie, Polyploïdie und Feinstruktur der Oenocyten vonGryllus bimaculatus (Saltatoria). Cytobiologie6, 195–213 (1972)
Romer, F.: Moulting hormone content in prothoracic glands and oenocytes ofTenebrio molitor within a moulting cycle. Experientia29, 1417–1418 (1973)
Romer, F.: Ultrastructural changes of oenocytes ofGryllus bimaculatus DEG (Saltatoria, Insecta) during the moulting cycle. Cell Tiss. Res.151, 27–46 (1974)
Romer, F.: Morphologie und Ultrastruktur der larvalen Oenocyten vonTenebrio molitor L. (Insecta, Coleoptera) bei Larve, Puppe und Imago. Z. Morph. Tiere80, 1–40 (1975)
Romer, F., Emmerich, H., Nowock, J.: Biosynthesis of ecdysones in isolated prothoracic glands and oenocytes ofTenebrio molitor in vitro. J. Insect Physiol.20, 1975–1987 (1974)
Sbrenna, G.: The fine structure and formation of the cuticles during the embryonic development ofSchistocerca gregaria Forskal (Orthoptera, Acrididae). J. Submicr. Cytol.6, 287–295 (1974)
Scharrer, B.: The fine structure of blattarian prothoracic glands. Z. Naturforsch.64, 301–326 (1964)
Shaaya, E.: Der Ecdysontiter während der Insektenentwicklung. VI Untersuchungen über die Verteilung des Ecdysons in verschiedenen Geweben vonCalliphora erythrocephala und über seine biologische Halbwertszeit. Z. Zellforsch.24, 718–720 (1969)
Shaaya, E., Karlson, P.: Der Ecdysontiter während der Insektentwicklung. II Die postembryonale Entwicklung der SchmeissfliegeCalliphora erythrocephala Meig. J. Insect Physiol.11, 165–169 (1965a)
Shaaya, E., Karlson, P.: Der Ecdysontiter während der Insektentwicklung. IV Die Entwicklung der LepidopterenBombyx mori L. undCerula vinula L. Develop. Biol.11, 424–432 (1965b)
Sláma, K., Romaňuk, M., Šorm, F.: Insect hormones and bioanalogues. Springer, New-York (1974)
Stellwaag-Kittler, F.: Zur Physiologie der Käferhäutung. Untersuchungen an MehlkäferTenebrio molitor L. Biol. Zbl.73, 12–49 (1954)
Studinger, G., Willig, A.: Biosynthesis of α- and β-ecdysone in isolated abdomens of larvae ofMusca domestica. J. Insect Physiol.21, 1793–1798 (1975)
Wigglesworth, V.B.: Insect hormones. University reviews in Biology. Oliver and Boyd (1970)
Williams, C.M.: Physiology of insect diapause. II Interaction between the pupal brain and prothoracic glands in the metamorphosis of the giant silkwormPlatysamia cecropia. Biol. Bull.93, 89–98 (1947)
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Ce travail a été réalisé en partie avec l'aide du CNRS dans le cadre de l'ATP «Différenciation cellulaire» n0 A 6554324
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Bullière, F., Bullière, D. Régénération, différenciation et hormones de mues chez l'embryon de blatte en culture in vitro. Wilhelm Roux' Archiv 182, 255–275 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00848344
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00848344