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Entwicklung und Bau der Doppelspermien bei den DytiscidenAcilius sulcatus L.,Dytiscus marginalis L. undHydaticus transversalis Pont. (Coleoptera)

Development and structure of the conjugate sperm of the dytiscidaeAcilius sulcatus L.,Dytiscus marginalis L. andHydaticus transversalis pont. (Coleoptera)

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Summary

Spermiogenesis and structure of the double sperm have been investigated inAcilius sulcatus andDytiscus marginalis whereas only mature double sperm have been studied inHydaticus transversalis. The conjugation of the sperm in these species is accomplished as a last step in the distal part of the vas deferens. Preconditions for the pairing are local differentiations of the sperm membrane in combination with specific layers of polysaccharids. According to their aspect as well as the chronological order and place of their appearance four such layers can be discerned. These are formed in part still in the lumen of the cyst, in part not earlier than after the anterior ends of the sperm have deeply entered into recesses of the surrounding cyst wall cells. Single sperm supplied with all layers and cytoplasmic remnants pinched off from the cyst wall cells enter the vas deferens where the cytoplasmic remainders are phagocytised by its epithelial cells. The layers of the sperm are transformed after conjugation. Thus as a last precondition for the occurrance of pairing a reaction in the vas deferens must take place. Furthermore, the development of the structural element of the tail described as “microtubular border” has been traced and identified as a “centriole adjunct” derived from nuclear material and modified to a body accompanying the flagellum. Finally, it is pointed out that apparently regular relationships in temporally correlated sequence exist between the endomembranous system and differentiating structures of the spermatid.

Zusammenfassung

BeiAcilius sulcatus undDytiscus marginalis wurde die Spermiogenese bis zu den reifen Doppelspermien, beiHydaticus transversalis wurden nur die reifen Doppelspermien untersucht. Die Konjugation der Spermien dieser Arten erfolgt als letzter Schritt erst im distalen Teil des Hodenausführungsganges. Voraussetzungen für ihr Zustandekommen sind sowohl lokale Differenzierungen der Spermienmembran, alsauch spezifische polysaccharidhaltige Beläge, von denen nach dem Aussehen sowie nach Zeitpunkt und Ort ihres Auftretens vier unterschieden werden können, die teils schon im Zystenlumen, teils erst nach Eindringen des Spermienvorderendes in tiefe Fächer der Zystenwandzellen gebildet werden. Die mit allen Belägen versehenen Einzelspermien treten zusammen mit abgeschnürten Resten der Zystenwandzellen in den Ausführungsgang ein, dessen Epithel die Plasmareste der Zystenwandzellen phagozytiert. Die Beläge der Spermien sind nach der Konjugation verändert. Damit muß als letzte Bedingung für das Zustandekommen des Aneinanderhaftens noch eine Reaktion im Ausführungsgang stattfinden. Weiterhin wurde die Entwicklung des als „microtubular border” beschriebenen Strukturelements im Schwanz verfolgt und als „centriole adjunct” identifiziert, welches sich aus Kernmaterial herleitet und zu einem Geißelbegleitkörper modifiziert hat. Schließlich wird auf anscheinend regelmäßige und in zeitlich abgestimmter Folge auftretende Beziehungen des Endomembransystems zu den sich differenzierenden Strukturen der Spermatide hingewiesen.

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Authors and Affiliations

  1. Medizinische Biologie, Fachbereich Theoretische Medizin der Universität des Saarlandes, D-6650, Homburg/Saar, Bundesrepublik Deutschland

    Gerhard Werner

Authors
  1. Gerhard Werner
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Additional information

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

För die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen der Abb. 9 danke ich Frau L. Schulz, Homburg, verbindlichst. Die Teilbilder 16g u. h konnten mit einem Siemens Elmiskop 102 aufgenommen werden. För die Anfertigung dieser Aufnahmen bin ich Frau Dr. C. Weichan, Berlin, zu Dank verpflichtet.

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