Wound healing in Sharks

Summary

Pieces of skin together with scales measuring 7×7 mm were removed from a mature Nurse Shark and a mature Leopard Shark. In the following 2 weeks the wound area secreted mucus, later it contracted and the epidermis regenerated, then it expanded again and newly formed scales erupted. Most of the scar area was covered with scales after 4 months. In the regenerated dermal skeleton the scales show a high degree of variability in that they are much larger and much more complex than the scales of control areas. The repair scales are no longer arranged in diagonal rows and are not so perfectly oriented in a caudal direction as the control scales. Wolpert's concept of positional information in pattern formation can explain this type of regeneration behaviour. The fact that regeneration of the dermal skeleton is not perfect leads to the assumption that the flow of positional information was temporarily inhibited by the surgery.

The present experiment does not indicate whether the anomalous repairscales will eventually be replaced by normal scales if the flow of positional information is readjusted. The author found, however, several skin samples in his own collection which showed a certain kind of anomaly in the dermal skeleton. While the shapes of all the scales were normal, in some small areas the scales did not point in caudal direction but formed an angle with the caudal direction. They were all oriented parallel to each other. It can be assumed that these small areas are old scars. This leads to the finding that size, shape, and variability of the scales that replace the repair scales are normal and that the scar area gains a new polarity which is at an angle to the original polarity.

To test these conclusions a new excision would have to be made. It would probably take 2 years until all the repair scales were replaced.

Zusammenfassung

Bei einem adulten Ammenhai (Ginglymostoma cirratum) und einem adulten Leopardenhai (Triakis semifasciata) wurde je ein Hautstück von 7×7 mm Größe herausgeschnitten. Während der zwei Wochen nach der Operation sonderte die Wunde Schleim ab, später kontrahierte sie und regenerierte die Epidermis; danach expandierte sie, und neugebildete Schuppen brachen durch. Nach 4 Monaten war der größte Teil der Narben mit neu gebildeten Schuppen bedeckt. Im regenerierten Hautskelett zeigen die Schuppen ein hohes Maß an Variabilität, sie sind viel größer und komplizierter gebaut als Kontroll-Schuppen.

Die Reparatur-Schuppen sind nicht mehr in Diagonalreihen angeordnet und nicht so perfekt in kaudaler Richtung orientiert wie die KontrollSchuppen. Die Diskussion dieser Beobachtungen zeigt, daß Wolperts Konzept der Positions-information in der Musterbildung dieses Regenerationsverhalten erklären kann. Die Tatsache, daß die Regeneration unvollständig ist, führt zu der Annahme, daß der Fluß der Positionsinformation zeitweilig durch die Operation unterbrochen wurde.

Dieses Experiment beantwortet jedoch nicht die Frage, ob die anomalen Reparatur-Schuppen allmählich durch normale Schuppen ersetzt werden, auf Grund der Tatsache, daß sich der Fluß der Positionsinformation wieder normalisiert. Der Autor fand jedoch in seiner Sammlung Hautproben, die eine bestimmte Anomalie im Hautskelett aufwiesen. Die Form aller Schuppen war normal; in einigen Bereichen waren die Schuppen jedoch nicht in kaudaler Richtung ausgerichtet, sondern bildeten einen Winkel zur kaudalen Richtung. Untereinander standen sie jedoch parallel. Es ist sehr wahrscheinlich, daß es sich bei diesen Bereichen um alte Narben handelt. Dies führt zu dem Schluß, daß die Schuppen, die die Reparatur-Schuppen ersetzen, normale Form, Größe und Variabilität haben und daß die Narben-Region eine neue Polarität erlangt, die einen Winkel zur ursprünglichen Polarität bildet. Um diesen Schluß zu überprüfen, müßte eine neue Operation durchgeführt werden. Vermutlich dauert es 2 Jahre bis alle Reparaturschuppen ersetzt sind.