Summary
Since to earlier results indicated a dependence of the optic lobe on the compound eye during post-embryonic development, it appeared essential to specify the part played by the post-retinal fibres connecting these two organs. Especially, we wondered if the mitotic activity in the outer optic anlage common to the two outer optic ganglia (lamina and medulla) was controlled by the number of newly-neoformed post-retinal fibres, or if the regulating influence from the post-retinal fibres takes place later, during the differentiation of the ganglion cells.
In order to answer these questions, three kinds of operation were performed:
-
(1)
removal, in young larvae, of the zone producing new ommatidia. This operation deprives the optic of the arrival of new post-retinal fibres below the operated level.
-
(2)
overloading of post-retinal fibres, by inducing zones that produced supernumerary ommatidia.
-
(3)
removal of an ocular volet, followed by its immediate reinsertion, to provide a “surgery-control”.
The following results were obtained:
-
(1)
A preliminary growth regulation controlled the total number of neuroblasts in the outer optic anlage. However, the permanent mitotic activity of these cells was not controlled by post-retinal fibres.
-
(2)
A second regulation, much more precise, occurring in the lamina, consisted in the differentiation of the ganglion cells being affected by the new post-retinal fibres. The supernumerary cells then rapidly degenerated.
-
(3)
A last regulatory process, implying the integrity of post-retinal fibres, maintained the ganglion cells.
Résumé
Des résultats antérieurs ayant montré une certaine dépendance du lobe optique envers l'oeil composé au cours du développement post-embryonnaire, il importait de préciser le rôle joué par les fibres post-rétiniennes qui relient ces deux organes. On pouvait, en particulier, se demander si l'activité mitotique du massif d'accroissement commun aux deux ganglions optiques externes (la lamina et la medulla) est contrôlée par le nombre de fibres postrétiniennes néoformées, ou bien si le rôle régulateur des fibres post-rétiniennes s'exerce plus tard, au moment de la différenciation des cellules ganglionnaires.
Afin de répondre à ces questions trois types d'opération impliquant l'activité des fibres post-rétiniennes ont été pratiquées:
-
(1)
Une déficience en fibres post-rétiniennes néoformées a été obtenue par ablation de la zone d'accroissement oculaire et son remplacement par du tégument banal.
-
(2)
Une surcharge en jeunes fibres post-rétiniennes a été réalisée par l'induction de zones d'accroissement oculaires supplémentaires à la suite de rotations antéro-postérieures de volets oculaires.
-
(3)
Des “témoins-opérés” ont subi l'ablation, puis la remise en place immédiate de volets oculaires identiques à ceux des séries précédentes.
Les résultats obtenus ont permis de préciser les processus régulateurs qui contrôlent la croissance du lobe optique en la rendant dépendante de la croissance de l'oeil sus-jacent. Cette régulation, qui consiste en un ajustement exact du nombre des cellules ganglionnaires fonctionnelles à celui des fibres postrétiniennes, s'exercerait à trois niveaux:
-
(1)
Une première régulation de la croissance contrôlerait le nombre total de neuroblastes dans le massif d'accroissement externe, la quantité de ces cellules embryonnaires étant d'autant plus élevé que la densité de fibres post-rétiniennes serait plus forte. Par contre, le taux mitotique du massif d'accroissement, qui s'est révélé invariable, ne serait pas sous le contrôle des fibres post-rétiniennes.
-
(2)
Une seconde régulation, beaucoup plus précise, s'effectuant dans la lamina, consisterait en la différenciation des seules cellules ganglionnaires contactées par les fibres post-rétiniennes néoformées, les cellules surnuméraires dégénérant alors rapidement. L'action différenciatrice s'exercant au niveau des autres ganglions, medulla et lobula, nécessiterait la présence à la fois des fibres post-rétiniennes à orientation centripètes, et des fibres centrifuges.
-
(3)
Un ultime processus régulateur, qui implique l'intégrité des fibres postrétiniennes, assurerait le maintien des cellules ganglionnaires fonctionnelles.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Similar content being viewed by others
Bibliographie
Bauer V.: Zur innern Metamorphose des Zentralnervensystems der Insekten. Zool. Jb. Abt. Anat. Ontog.20, 123–152 (1904)
Bibb, H.D.: The production of ganglionic hypertrophy inRana pipiens larvae. J. Exp. Zool.200, 265–276 (1977).
Campos-Ortega, J. A., Strausfeld, N.J.: The columnar organization of the second synaptic region of the visual system ofMusca domestica L. Z. Zellforsch. Mikrosk. Anat.124, 561–585 (1972)
De Long G.R., Sidman, R.L.: Effect of eye removal at birth on histogenesis of the mouse superior colliculus: an autoradiographic analysis with tritiated thymidine. J. Comp. Neurol.118, 205–224 (1962)
Detwiler, S.R.: On the hyperplasia of nerve centers resulting from excessive peripheral loading. Proc. Nat. Acad. Sci.6, 96–101 (1920)
Glücksmann, A.: Cell death in normal vertebrate ontogeny. Biol. Rev.26, 59–86 (1951)
Green, S.M., Lawrence, P.A.: Recruitement of epidermal cells by the developing eye ofOncopeltus (Hemiptera) Wilhelm Roux'Archiv177, 61–65 (1975)
Humburger, V.: Motor and sensory hyperplasia following limb bud transplantation in chick embryos. Physiol. Zool.12, 268–284 (1939)
Hamburger, V., Levi-Montalcini, R.: Proliferation, differentiation and degeneration of the spinal ganglia of the chick embryo under normal and experimental conditions. J. Exp. Zool.111, 457–501 (1949)
Hugues A.F.W.: Aspects of Neural Ontogeny. Logos press Book. New York: Academic Press 1968
Hyde, C.A.T.: Regeneration post-embryonic induction and cellular interaction in the eye ofPeriplaneta americana. J. Embryol. Exp. Morphol.27, 367–379 (1972)
Jacobson, M.: Developmental neurobiology, New York: Holt, Rinchart & Winston, Inc. 1970
Kollross, J.J.: The development of the optic lobes in the frog. I. The effects of unilateral enucleation in embryonic stages. J. Exp. Zool.123, 153–188 (1953)
Levi-Montalcini, R.: The development of the acoustico-vestibular centers in the chick embryo in the absence of the afferent root fibers and of descending fiber tracts. J. Comp. Neurol.91, 209–242 (1949)
Levi-Montalcini, R.: The origin and development of the visceral system in the spinal cord of the chick embryo. J. Morphol.86, 253–284 (1950)
Lopresti, V., Macagno, E.R., Levinthal, C.: Structure and development of neuronal connections in isogenic organisms: cellular interactions in the development of the optic lamina ofDaphnia. Proc. Natl. Acad. Sci., USA70, 2, 433–437 (1973)
May, R. M.: Modifications des centres nerveux dues à la transplantation de l'oeil et de l'organe olfactif chez les embryons d'Anoures. Arch. Biol.37, 335–396 (1927)
Meinertzhagen, I.A.: Development in the compound eye and optic lobe of insects. In: Developmental Neurobiology of Arthropods (D. Young, ed.), Cambridge: University Press 1973
Meinertzhagen, I.A.: The development of neuronal connection patterns in the visual system of insect. Ciba Foundation Symposium on “Cell Patterning”, 265–288 (1975)
Mouze, M.: Etude expérimentale des facteurs morphogénétiques et hormonaux réglant la croissance oculaire des Insectes Odonates. Thèse de 3ème cycle Lille 1971
Mouze, M.: Croissance et métamorphose de l'appareil visuel des Aeshnidae (Odonata). Int. J. Insect Morphol. & Embryol.1, (2) 181–200 (1972)
Mouze, M.: Interactions de l'oeil et du lobe optique au cours de la croissance post-embryonnaire des Insectes Odonates. J. Embryol. Exp. Morphol.31, 2, 377–407 (1974)
Mouze, M.: Croissance et régénération de l'oeil de la larve d'Aeshna cyanae Müll. (Odonate, Anisoptère). Wilhelm Roux' Archiv176, 267–283 (1975)
Nordlander, R., Edwards, J.S.: Morphological cell death in the post-embryonic development of the insect optic lobes. Nature (London)278, 780–781 (1968)
Nordlander, R., Edwards, J.S.: Postembryonic brain development in the Monarch ButterflyDanaus plexippus plexippus L. II. The optic lobes. Wilhelm Roux'Archiv163, 197–220 (1969)
Panov, A.A.: Bau des Insektengehirns während der postembryonalen Entwicklung. III. Sehlappen. Ent. Obozr.39, 86–105 (1960)
Pflugfelder, O.: Entwicklungsphysiologie der Insekten. Second Edition Leipzig: Akademische Verlagsgesellschaft 1958
Power, M.E.: The effect of reduction in numbers of ommatidia upon the brain ofDrosophila melanogaster. J. Exp. Zool.94, 33–71 (1943)
Prestige, M.C.: The control of cell number in the lumbar ventral horns during the development ofXenopus laevis tadpoles. J. Embryol. Exp. Morphol.18, 359–387 (1967)
Schaller, F.: Croissance oculaire au cours de développements normaux et perturbés de la larve d'Aeshna cyanea Müll. (Insecte, Odonate). Ann. Endocrinol.25, 122–127 (1964)
Schieh, P.: The neoformation of cells of the preganglionic type in the cervical spinal cord of the chick embryo following its transplantation to the thoracic level. J. Exp. Zool.117, 359–395 (1951)
Scharder, K.: Untersuchungen über die Normalentwicklung des Gehirns und Gehirntransplantationen bie der MehlmotteEphestia kühniella nebst einigen Bemerkungen über das Corpus allatum. Biol. Zbl.58, 52–90 (1938)
Starre-Van der Molen, L.G., Van der: Embryogenesis ofCalliphora erythrocephala Meigen. I. Morphology. Neth. J. Zool.22, 119–182 (1972)
Starre-Van der Molen, L.G. Van der, Otten, L.: Embryogenesis ofCalliphora erythrocephala Meigen. IV. Cell death in the Central nervous system during late embryogenesis. Cell Tissue Res.151, 219–228 (1974)
Ullmann, S.L.: The development of the nervous system and other ectodermal derivatives inTenebrio molitor L. (Insecta, Coleoptera). Phil. Trans. Roy. Soc., (London), Ser. B.252, 1–25 (1967)
Umbach, W.: Entwicklung und Bau des Komplexauges der MehlmotteEphestia, kühniella Zeller nebst einigen Bemerkungen über die Entstehung der optischen Ganglien. Morphol. Oekol. Tiere28, 561–594 (1934)
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Mouze, M. Rôle des fibres post-rétiniennes dans la croissance du lobe optique de la larve d'Aeshna cyanea Müll. (Insecte Odonate). Wilhelm Roux' Archiv 184, 325–350 (1978). https://doi.org/10.1007/BF00848389
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00848389