ALBERT

Notes: Summary Changes in the fine structure of polar granules and distribution of these granules in the egg and pole cells during the earliest stages of embryonic development have been observed in the eggs ofCoelopa frigida. 1. Polar granules are composed of dense granules 25–35 Å in diameter. These dense granules associate in different patterns during the cleavage stages of theCoelopa egg. 2. From early cleavage until shortly before blastema formation (preblastoderm stage) the dense granules form globular subunits, 200–250 Å in diameter, within the polar granules. These subunits become more distinct in later cleavage stages. 3. With the formation of the blastema the globular subunits are transformed into electron dense rods of varying length and approximately the same diameter as the globular subunits. Groups of parallel rods are arranged in different directions within each polar granule. 4. When pole cells have been formed, all the polar granules within each cell associate to form a complex, shaped like a concave disc, on the distal side of the nucleus or on the side pointing toward neighboring pole cells. Those components contributed by individual polar granules can still be identified within the disc. 5. The possibility of a correlation between blastema formation (i.e., the arrival of nuclei in the pole plasm) and the structural change within polar granules as an indication of nucleocytoplasmic interaction is discussed.

Notes: Summary Observations on the formation of nuclear membranes and of the changing ultrastructural appearance during mitosis in developing eggs ofLocusta migratoria are reported. 1. Nuclear membranes are formed while the mitotic chromosomes are still in a condensed state. How exactly the membranes are formed, is not yet understood. Vesicles which occur in the interchromosomal space might participate in the membrane formation but they might just as well appear simultaneously with the membranes. 2. Depending on the developmental stage of the egg, differences in the way in which the interphase nucleus is built up, are found. In early cleavage, karyomeres are formed from single chromosomes which are individually covered by a double membrane. These karyomeres expand by uncoiling their chromosomal mass and subsequently fuse to form one nucleus. In embryonic cells of the germinal rudiment the double envelope is formed only after the chromosomes have clustered and have formed the telophase figure. 3. Nuclear membranes are formed in close contact with the condensed chromosomes. Only after the membranes have been built up, the chromosomes lose their electron density. Chromosomes in early developmental stages (cleavage) uncoil in karyomeres, although the mitotic cycle may only have reached anaphase. In cells from later stages (germinal rudiment), where the chromosomes cluster before membrane formation occurs, the membrane formation as well as the uncoiling are postponed to telophase. This behavior may be related to changes in the duration of the mitotic cycle, indicating progressive differentiation. 4. During the growth of karyomeres, chromosomes lose most of their electron density. Dense cores of 0.2 Μ in diameter, however, persist in the karyomeres of cleavage energides and may prove the existence of a chromosomal axis in certain mitotic stages. 5. Nucleoli are not found in karyomeres during early cleavage stages. Prenucleoli are observed to form at telophase in the later stages of development. More prenucleoli seem to occur in telophase than do nucleoli in interphase nuclei.

Notes: Summary The distribution of tritiated (3H) uridine or its derivatives in embryos of the kelp flyCoelopa frigida is analyzed by autoradiography. The radioactive label is introduced into the growing oocyte, after injectio into females at different time periods post eclosion. The majority of the label remains in the cytoplasm for the entire embryonic development and is presumably incorporated into stable RNA. Only when the precursor is injected toward the final stages of oogenesis, can presence of label be detected in the nuclei, for a short time period during the blastodern stage. Since no preferential location in nucleoli is found, it appears possible that labeled cytidine could have been derived from the original precursor which would be available for incorporation into DNA.

Notes: Zusammenfassung 1. Bis zu 36 Std nach der Eiablage erfolgt im gesamten Ei eine regelmäßige Vermehrung bis auf 3000–3200 Kerne und eine gleichmäßige Verteilung an der Eioberfläche. Die Generationszeit, i.e. die Verdoppelungszeit der Kerne, verlängert sich in diesem Zeitraum ständig und beträgt von 36–38 Std nach der Ablage etwa 12 Std (S. 929). 2. Ein Teil der Blastodermkerne (etwa 25%) wandert zwischen 38 und 44 Std aus den vorderen Eibereichen in die hintere Eihälfte, wird dort zusammengeschart und bildet so die sichtbaren Keimanlagen. Die Abwanderung erfaßt bis zu 58 Std weitere 11% der Blastodermkerne und führt sie der Keimanlagenbildung zu. Dieser Vorgang läuft auch ab, ohne daß durch PZitosen weitere Kerne im Ei oder im Keimanlagenbereich entstehen (S. 937). 3. Veränderungen der Keimanlagenumrisse Bowie ihre Lage auf den Eiseiten und ihr Abstand vom Eihinterpol zu unterschiedlichen Entwicklungszeitpunkten zwischen 36 und 56 Std werden dargestellt (S.942). Auszählungen der Gesamtkernzahl in der Keimanlage ergeben einen Zuwachs von 400% zwischen 38 und 56 Std, von denen die Hälfte durch Zuwanderung herangeführt werden, während ebensoviele Kerne im Keimanlagenbereich neu entstehen (S. 945). Daraus errechnet sich eine Generationszeit von durchschnittlich 10–12 Std in der Keimanlage (S.946). 4. Einer Zeitstufe bloßer Ansammlung und Vermehrung der Kerne in den Keimanlagengebieten (38–44 Std, S. 950) folgt ein Abschnitt der Formgebung des zunächst noch frei beweglichen und voll regulations fähigen Kernmaterials von 45–48 Std mit der Ausbildung eines Kernverdichtungszentrums in der vorderen Keimanlage zwischen 550 und 800 μ vom Eihinterende. Vorübergehende Einstellung der Kernvermehrung Bowie Verkürzung der Keimanlage lassen auf Ausbildung von Zellgrenzen zwischen den Keimanlagenkernen zu diesem Zeitpunkt; kurz vor der Vereinigung der Keimanlagenhälften zur einteiligen Keimanlage, schließen (S. 965). Vom Zeitpunkt 48 Std nach Eiablage an machen sich vermehrte Kernbildungen in bestimmten Mitoseschwerpunkten innerhalb der Keimanlage bemerkbar und bilden sich mit fortschreitender Entwicklung weiter aus : Ein vorderen Mitosenzentrum ist von 49 Std an bis zu 60 Std zwischen 550 und 700 μ vom Eihinterende lokalisiert. Es verliert seine hervorragende Wirksamkeit in dem Zeitpunkt, in dem das Keimanlagenvorderende den angegebenen Eibereich verläßt. Ein zweiter Bereich ist weniger fest an einen Eibezirk als vielmehr an das Hinterende der Keimanlage gebunden; es folgt diesem in der Wanderungsbewegung auf den Eihinterpol zu und verstärkt seine Tätigkeit besonders zum Zeitpunkt der Einrollung der Keimanlage, ist also einer Wachstumszone zugeordnet (S. 968). 5. Wird das Kernmaterial der vorderen Eihälfte mit 2000 r abgetötet, so kann bis zu einer Bestrahlung der Keimanlage mit einer Dosis von 800 r Regulation aus überlebenden Kernen der Keimanlage selbst erfolgen. Bestrahlung mit höheren Dosen tötet alle Kerne der Keimanlage ab, so daß eine Restituierung der Keimanlage dann nicht mehr aus den zum Bestrahlungszeitpunkt in ihr angesammelten Kernen erfolgen kann (S. 975). 6. Nach Totalbestrahlung mit einer Dosis bis zu 800 r läuft der Regulationsprozeß in der Weise ab, daß einerseits Kerne aus vorderen Eibereichen, welche ihre mitotische Vermehrung bereits eingestellt hatten, in die Keimanlagengebiete gelangen und von vorn her in die Bereiche einwandern, in denen sie zu erneuten Kernteilungen angeregt werden, daß andererseits Kerne der ursprünglichen Keimanlage, die zum Zeitpunkt der Bestrahlung in einer weniger empfindlichen Phase vorgelegen haben müssen, nach einer gewissen Mitosenruhe die Teilungstätigkeit wieder aufnehmen (S. 992). 7. Nach Röntgenbestrahlung der Kei.manlagenhälfte den Eies mit einer Dosis, die nach mehrfacher Prüfung als ausreichend erscheint, alle Kerne der Keimanlage in sämtlichen Phasen des Mitosenzyklus abzutöten, erfolgt in hohem Maße Regulation. Diese Regulation kann nur erfolgt sein aus dem Zusammenspiel von Kernmaterial aus der vorderen, unbestrahlten Eihälfte, das nach dem Bestrahlungszeitpunkt in die Keimaulagengebiete gelangt ist, mit den mitosenanregenden und keimanlagenbildenden Potenzen der hinteren, bestrahlten Eihälfte. Diese Potenzbereiche des Dotterentoplasmasystems sind durch eine Bestrahlung mit 1000 r zum Zeitpunkt 48–49 Std nur in geringem Maße gestört werden (S. 1004). 8. Die Strahlungsschäden treten offensichtlich zum Zeitpunkt der Bestrahlung ein. Dabei scheinen sich unterschiedliche Mitosenstadien durch verschiedene Empfindlichkeit auszuzeichnen, so daß mit Erhöhung der Dosis mit einer Ausweitung der sensiblen Phase gerechnet werden muß. Jede derartige Schädigung — gleich, in welcher Phase sie eingetreten ist — manifestiert sich erst in einem kritischen Stadium des Mitosenzyklus, so daß in Kernen, die die Teilungstätigkeit eingestellt haben, zwar Schäden vorliegen können, die sich aber nicht zytologisch manifestieren. Eine Dosis von 1000 r erweist sich als ausreichend, um alle Kerne, die sich in relativ kurzer Generationszeit vermehren — zum gewählten Zeitpunkt also alle Keimanlagenkerne — abzutöten. Überprüft man an diesen Beobachtungen die Theorien über Strahleneinwirkung, so haben sowohl die Überlegungen von Hevesy als auch die von Carlson Gültigkeit: Nach Hevesy sind es besonders mitotisch sich teilende Zellen, bei dinen die Strahlenschädigung zur Pyknose führt, da sie sich his zum nächsten Teilungsschritt nicht erholen können. Wieweit tatsächlich Erholungsprozesse in den von mir beobachteten Regulationen eine Rolle spielen, ist mit den hier angewandten Methoden aber nicht überprüfbar. Nach Carlson sind nur bestimmte Phasen des Mitosenzyklus anfällig gegen Strahleneinwirkung; da aber bei Verwendung höherer Dosen mehr Kerne geschädigt werden, muß man annehmen, daß andere Teilungsphasen nur eine stufenweise geringere Empfindlichkeit aufweisen als die, die schon bei geringen Dosen angegriffen sind. 9. Die Bewegungsvorgänge der Kernzusammenscharung und Kernwanderung auf der Eioberfläche werden weder 36 Std noch 49 Std nach der Eiablage bei Bestrahlung mit 500 r gestört (S. 936 u. 991). Ebenso sind die mitosenanregenden Faktoren im Bereich der Keimanlage hochgradig strahlenresistent und können noch nach längerer Zeit und his zu einer Bestrahlung von 1000 r Kerne zur Mitosentätigkeit anregen und zu vollständigen Keimanlagen organisieren (S. 1005).

Notes: Summary Membranes of unknown functions are observed in transverse sections of developing spermatids of Coelopa frigida. These membranes appear as accessory layers of the nuclear envelope of young spermatids. The end regions of the accessory membranes curl up to form a scroll-like structure as the spermatid matures. Two scroll-like structures are found in all spermatids. The scroll-like structure could be involved in nuclear condensation. A second structure, the eentriolar adjunct in the posterior region of the nucleus is in direct contact with the chromatin during its condensation. A gap in the nuclear membrane seems to facilitate the passage of material between the nucleus and the centriolar adjunct.