Summary
1. In 100 Golgi impregnated eyes of Nannacara anomala the retinal neurones were photographed and drawn, and classified according to the kind and the degree of ramification of their branches and to the existence of varicosities. Instead of the descriptive names of Cajal, cells were termed by the small letters of the alphabet.
2. The outer plexiform layer (OPL) is organized regularly; it is formed by the processes of 3 types of receptor cells, 2 horizontal and 3 bipolar cell types. Their possible connections in Nannacara and other species are discussed.
3. The inner plexiform layer (IPL) consists of 7 horizontal layers, 4 of which can be further subdivided. By combining cross- and tangential sections of Foot-Masson stained preparations of this layer, it can be demonstrated that a radially oriented grid of light and dense fibre elements is overlapping the horizontal zones.
4. Both amacrine and ganglion cells, the processes of which form the IPL, consist of stratified, diffuse and radially oriented cell types.
5. In addition to the amacrine cell types known already, 3 new varieties are described for the first time: 1. a further asymmetrical form (1-cell), 2. a two-strata-forming (n-) cell, and 3. branched and non-branched radial amacrine cells.
6. As to the ganglion cells, radial (w), two-strata-forming (x), and diffuse (u) types occurring in other vertebrates, were unknown until now in the teleost retina.
7. Contacts between the cell types of the IPL are described and their functional significance is discussed.
8. Two kinds of centrifugal neurones are found in Nannacara: In addition to a cell type in the IPL, which is already known, there is a new kind of efferent cell with processes in the OPL.
9. Comparison with other vertebrates shows that a standard set of neurones, common to all species, is likely to be responsible for the principles of visual perception. The existence of additional cell types may be interpreted as a sign of special and specific capacities of the eye.
Zusammenfassung
1. Die nervösen Netzhautelemente von 100 Golgi-imprägnierten Augen von Nannacara anomala wurden photographisch und zeichnerisch dargestellt und nach Art und Grad der Verzweigung ihrer Ausläufer und dem Auftreten von Varikositäten klassifiziert. Anstelle der deskriptiven Bezeichnungen von Cajal werden die Zellen nach den kleinen Buchstaben des Alphabets benannt.
2. Die Äußere Faserschicht (ÄFS) ist regelmäßig organisiert und besteht aus den Ausläufern von 3 Rezeptoren-, 2 Horizontalen- sowie 3 Bipolarentypen. Ihre Verschaltungsmöglichkeiten bei Nannacara und anderen Arten werden erörtert.
3. Die Innere Faserschicht (IFS) besteht aus 7 horizontal verlaufenden Schichten, von denen 4 noch weiter unterteilt werden können. Durch Kombination von Quer- und Flachschnitten nach Foot-Masson gefärbter Präparate dieser Schicht wird gezeigt, daß die waagerechte Zonierung in der gesamten Breite der IFS von einem radiären Gitter überlagert wird, das aus dichten und lockeren Faserelementen besteht.
4. Bei den an der Bildung der IFS beteiligten Amakrinen und Ganglienzellen kommen in beiden Zellklassen schichtenbildende, diffuse und radiär orientierte Zelltypen vor.
5. Neben den bisher bekannten Amakrinen werden für die Nannacara-Netzhaut erstmals 1. eine weitere asymmetrische Form (l-Zelle), 2. eine „zwei Schichten bildende“ (n-) Zelle sowie 3. verzweigte und unverzweigte vertikale (o, r) Amakrinen beschrieben.
6. Radiäre (w), „zwei Schichten bildende“ (x) und euterförmig-diffuse (u) Typen von Ganglienzellen waren in der Retina von Teleostiern bisher unbekannt, nicht dagegen in anderen Wirbeltier-Augen.
7. Es werden Kontakte zwischen den Zelltypen der IFS beschrieben und deren funktionelle Bedeutung diskutiert.
8. Zwei Arten von zentrifugalen Neuronen kommen bei Nannacara vor: Neben bereits bekannten Zelltypen in der IFS werden erstmals Verzweigungen weiterer zentrifugaler Zellen in der ÄFS nachgewiesen.
9. Ein Vergleich mit anderen Vertebraten zeigt, daß ein Standardsatz von Neuronen, der allen Wirbeltieren gemeinsam ist, für die Grundprinzipien des Sehvorgangs verantwortlich sein dürfte. Das Vorkommen zusätzlicher Zelltypen kann als Ausdruck spezialisierter, art-spezifischer Anforderungen an das Sehorgan angesehen werden.
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Literatur
Cajal, R. S.: La retina de los teleósteos y algunas observations sobre la de los vertebrados superiores. An. Soc. esp. Hist. nat. Ser. II, 21, 281–305 (1892).
Cajal, R. S.: La rétine des vertébrés. Cellule 9, 121–255 (1893).
Cajal, R. S.: Die Retina der Wirbeltiere. Wiesbaden: Bergmann 1894.
Dogiel, A. S.: Über das Verhalten der nervösen Elemente in der Retina der Ganoiden, Reptilien, Vögel u. Säuger. Anat. Anz. 3, 133 (1888).
Dowling, J. E.: Organization of the vertebrate retinas. Invest. Ophthal. 9, 655–680 (1970).
Dowling, J. E., Boycott, B. B.: Neural connections of the retina: Fine structure of the inner plexiform layer. Cold Spr. Harb. Symp. quant. Biol. 30, 393–402 (1965).
Dowling, J. E., Boycott, B. B.: Organization of the primate retina: electron microscopy. Proc. roy. Soc. B 166, 80–111 (1966).
Dowling, J. E., Brown, J. E., Major, D.: Synapses of horizontal cells in rabbit and cat retinas. Science 153, 1639 (1966).
Dowling, J. E., Cowan, W. M.: An electron microscope study of normal and degenerating centrifugal fiber terminals in the pigeon retina, Z. Zellforsch. 71, 14 (1966).
Dowling, J. E., Werblin, F. S.: Organization of the retina of the mudpuppy, Necturus maculosus, I. Synaptic structure. J. Neurophysiol. 32, 315–338 (1969).
Engström, K.: Structure, organization and ultrastructure of visual cells in the teleost family labridae. Acta zool. scand. (Stockh.) 44, 1–41 (1963b).
Foot, N. Ch.: The Masson trichromate staining methods in routine laboratory use. Stain Technol. 3, 101–110 (1933).
Kaneko, A.: Physiological and morphological identification of horizontal and amacrine cells in goldfish retina. J. Physiol. (Lond.) 207, 623–633 (1970).
Kuenzer, P.: Die Auslösung der Nachfolgereaktion bei erfahrungslosen Jungfischen von Nannacara anomala (Cichlidae). 2. Tierpsychol. 25, 257–314 (1968).
Kuenzer, P., Wagner, H.-J.: Bau und Anordnung der Sehzellen und Horizontalen in der Retina von Nannacara anomala. Z. Morph. Tiere 65, 209–224 (1969).
McNichol, E. F. Jr., Svaetichin, G.: Electrical responses from isolated retinas of fishes. Amer. J. Ophthal. 46, 26–40 (1958).
Missotten, L.: The ultrastructure of the human retina. Brussels: Arscia-Uitgaven N.V. 1965a.
Missotten, L.: The synapses in the human retina. In: The structure of the eye. II. Symposium. J. W. Rohen ed., p. 17–28. Stuttgart: Schattauer 1965b.
Naka, K.-J.: The horizontal cells. Vision Res. 12, 573–588 (1972).
Negishi, K., Sutija, V.: Lateral spread of light-induced potentials along different cell layers in the teleost retina. Vision Res. 9, 881–893 (1969).
Parthe, V.: Células horizontales y amacrinas de la retina. Acta cient. venez., Suppl. 33, 240–249 (1967).
Pedler, C. M. H.: The serial reconstruction of a complex receptor synapse. In: The structure of the eye. II. Symposium (J. W. Rohen ed.). Stuttgart: Schattauer 1965.
Polyak, S. L.: The retina. Chicago, Ill.: University of Chicago Press 1948.
Romeis, B.: Mikroskopische Technik. München: Oldenbourg 1948.
Selvin de Testa, A.: Morphological studies on the horizontal and amacrine cells of the teleost retina. Vision Res. 6, 51–59 (1966).
Sjöstrand, F. S.: Ultrastructure of retinal rod synapses of the guinea pig eye as revealed by 3-dimensional reconstruction from serial sections. J. Ultrastruct. Res. 2, 122–170 (1958).
Sjöstrand, F. S.: The ultrastructure of the retinal receptors of the vertebrate eye. Ergebn. Biol. 21, 128–160 (1959).
Stell, W. K.: The structure of the horizontal cells and synaptic relations in the outer plexiform layer of goldfish retina as revealed by the Golgi method and electron microscopy. Thesis, University of Chicago, 1966.
Stell, W. K.: The structure and relationship of horizontal cells and photo-receptor-bipolar synaptic complexes in the goldfish retina. Amer. J. Anat. 121, 401–424 (1967).
Svaetichin, G.: Células horizontales y amacrinas de la retina: propiedados y mecanismos de control sobre las bipolares y ganglionares. Acta cient. venez., Suppl. 3, 254–276 (1967).
Wagner, H.-J.: Vergleichende Untersuchungen über das Muster der Sehzellen und Horizontalen in der Teleostier-Retina (Pisces). Z. Morph. Tiere 72, 77–130 (1972).
Werblin, F. S., Dowling, J. E.: Organization of the retina of the mudpuppy Necturus maculosus. II. Intracellular recording. J. Neurophysiol. 32, 339–355 (1969).
Witkowsky, P., Dowling, J. E.: Synaptic relationships in the plexiform layers of carp retina. Z. Zellforsch. 100, 60–82 (1969).
Yamada, E., Ishikawa, T.: The fine structure of the horizontal cells in some vertebrate retinae. Cold. Spr. Harb. Symp. quant. Biol. 30, 383–392 (1965).
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Wagner, H.J. Die nervösen Netzhautelemente von Nannacara anomala (Cichlidae, Teleostei). Z.Zellforsch 137, 63–86 (1973). https://doi.org/10.1007/BF00307049
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