Beobachtungen und Experimente zur Frühentwicklung von Hydractinia echinata (Fleming 1828). Sebastian Nehls

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       Beobachtungen und Experimente zur Frühentwicklung von Hydractinia echinata (Fleming 1828)

       Diplomarbeit von Sebastian Nehls

       Institut für Zoologie der Freien Universität Berlin

       Fachbereich Biologie

       August 1994

      

      Imprint

      Beobachtungen und Experimente zur Frühentwicklung von Hydractinia echinata (Fleming 1828)

       Sebastian Nehls

       published by: epubli GmbH, Berlin, www.epubli.de

       Copyright: © 2014 Sebastian Nehls

       ISBN 978-3-8442-8497-3

      

      Vorwort

      Von meiner Diplomarbeit habe ich 1994 schätzungsweise fünf Exemplare angefertigt, nun unternehme ich das Experiment, sie neu aufzulegen und zu veröffentlichen.

      Die Veröffentlichung von alten Diplomarbeiten erscheint mir nicht unsinnig. Auch wenn der wissenschaftliche Erkenntnisgewinn nicht in allen Fällen hoch ist, können diese Arbeiten oft eine Einführung in ein bestimmtes Gebiet geben, da sich der/die Diplomand/in ja selbst damit in ein Thema eingearbeitet hat. Auch eine hohe Qualität ist nicht garantiert, aber gerade wenn von erfahreneren Fachleuten gar keine Einführungstexte existieren, könnte man auf Diplomarbeiten zurückgreifen.

      Es ist also manchmal schade, dass alte Diplomarbeiten in den Uni-Bibliotheken versauern. Es kommt vor, dass eine aufbewahrende Bibliothek sicherstellen will, dass die Urheberrechte nicht verletzt werden und Forschungsergebnisse nicht kopiert werden können, und dann die Arbeiten quasi unter Verschluss gehalten werden. Im Prinzip könnte unter diesen Voraussetzungen auch nicht aus Diplomarbeiten wissenschaftlich zitiert werden. Ob die Arbeiten wirklich noch nicht im eigentlichen Sinne als offiziell veröffentlicht gelten, ist eine juristische Frage, die ich hier nicht klären muss. Der ehemalige Diplomand kann an der Lage jedenfalls einfach etwas ändern, indem er die Arbeit tatsächlich (noch einmal) veröffentlicht.

      Einige Exemplare meiner damaligen Diplomarbeit enthielten original eingeklebte Foto-Abzüge, einige nur papierne Farbkopien. Für die vorliegende Version wurden die Fotoabzüge einfach mit einem üblichen Flachbettscanner, einem "Heimgerät" eingescannt. Der Informationsgehalt wäre auch durch das professionelle Scannen von Negativen nicht so stark gestiegen, dass es den Aufwand gerechtfertigt hätte. Die Zellen des frühen Hydractinia-Keims sind nicht durchsichtig und die Fluoreszenzmikroskopie und filmische Abbildung war noch nicht auf dem heutigen technischen Niveau möglich - auch von daher sollte die Qualität der hier gezeigten Scans angemessen sein.

      Da es sich im Prinzip um einen Nachdruck handelt, der die damalige Diplomarbeit möglichst unverändert wiedergeben soll, wurde die alte Schreibweise beibehalten.

      Sebastian Nehls

      Berlin, Februar 2014

      Kontakt: [email protected]

      

      Beschreibung und Zusammenfassung

      Dieses Buch beinhaltet eine Diplomarbeit aus dem Jahr 1994 im Fach Biologie. Die Arbeit behandelt die Frühentwicklung und Zellteilungen des marinen Hydrozoons Hydractinia echinata (Flem.) (Cnidaria, Hydrozoa) bis zum Sechzehnzell-Stadium mit Schwerpunkt: auf den ersten drei Furchungsteilungen. Die Untersuchungen fanden mit Hilfe von Licht- und Fluoreszenzmikroskopie sowie Transmissions- und Raster-Elektronenmikroskopie statt.

      Das Buch enthält 25 Abbildungen, bestehend aus

      - sieben Zeichnungen

      - acht elektronenmikroskopischen Fotos (schwarz-weiß)

      - einem durchlichtmikroskopischen Foto (schwarz-weiß) und

      - 21 fluoreszenzmikroskopischen Farbfotos.

      Über die Beobachtung der Normalentwicklung hinaus wurden Versuche mit Hemmstoffen des Zytoskeletts unternommen, um dessen Einfluss auf die Zellteilungen und die Entwicklung zu untersuchen. Eine ausführlichere Zusammenfassung der Arbeit und ihrer Ergebnisse befindet sich am Schluss unter Kapitel 5 und im englischsprachigen Abstract (siehe unten).

      Schlagwörter

      Hydractinia echinata, Anti-Tubulin, Blastomeren, Cytochalasin B, DAPI (4′,6-Diamidin-2-phenylindol), Diplomarbeit, Entwicklungsbiologie, F-Actin, Fluoreszenzmikroskopie, Frühentwicklung, Furchenbildung, Furchung, Hydrozoa, Inhibitor, marin, Meeresbiologie, Mikrotubuli, Mitose, Nocodazol, Normalentwicklung (Normogenese), Polypen, Rhodaminyl-Phalloidin, Zellteilung, Zellteilungsmechanismus, zelluläre Bewegungsprozesse, Zoologie, Zytokinese, Zytoskelett

      Abstract (English)

      This Book contains a "Diplom" thesis (for Graduation at a German University) from the year 1994 in biology. It contains seven drawings, eight electron microscopical photos (b/w), one transmitted light microscopical photo, and 21 fluorescence microscopical colour photographs.

      The work describes and investigates the early development and cell divisions of the marine polyp Hydractinia echinata (Flem.) (Cnidaria, Hydrozoa) up to the 16-cell-stage. Examinations were made by light- and fluorescence microscpy as well as transmission- and scanning electron microscopy. Fluorescent labeling with anti-tubulin and DAPI could show extension and position of the mitotic apparatus as well as the states of the nuclei in the cell cycle. Rhodaminyl phalloidin was used to visualize F-actin.

      In most of the cases, the first two cleavage furrowings are meridional with orthogonal planes, the third cleavage is equatorial. Nevertheless, there exists some variability in the positioning of the mitotic planes.

      By labeling with an external vital stain, combined with time-lapse video-microscopy, it could be seen that the Hydractinia embryo carries out a 90 degree turn just before the second cleavage. During this, the animal-vegetative axis tilts from its ground-parallel orientation into an orthogonal one. In most of the cases, the animal pole ends up being on top. At the start of the first and third cleavage, similar movements of the embryo occur.

      The turns of the Hydractinia embryo are caused by changes in shape.

      The maximum extension of the asters before the beginning of furrowing in telophase and the positioning of the mitotic apparatus correlate with the embryo's changes in shape and are probably the cause of these changes.

      Experiments with nocodazole, a known inhibitor of microtubuli formation, showed that a) without microtubuli, initiation of furrowing was inhibited, b) the progression of furrowing was disturbed, resulting in total blockage, if the furrow had not already progressed over more than the half of the respective cells.

      Experiments with the F-Actin-affecting inhibitor cytochalasin B (0,05 - 2,5 µg/ml) showed that a) cytokinesis was not blocked, b) adhesion of the blastomeres to each other was often dissolved and c) toxic effects (cell blebbing and malformation) could occur.

      Staining with rhodaminyl phalloidin to show F-Actin and subsequent fluorescence microscopical examination could not produce any evidence for a "contractile ring" or "arch" located beneath the furrow.

      Keywords

      Hydractinia echinata, anti-tubulin,