Zusammenfassung
Zur Klärung des Problems der Kastendetermination bei Formiciden konnte durch die Untersuchung der endomitotischen Polyploidisierung im Verlauf der Larvenentwicklung beigetragen werden. Endomitosen können hierbei nicht direkt beobachtet werden, die Polyploidisierung ist nur aus dem Wachstum der Kerne zu erschließen.
Die Polyploidisierung sieben verschiedener Gewebe von Myrmica-♀♀ wurde untersucht. Alle Tiere wachsen unter ständiger Polyploidisierung bis zum Puppenstadium heran. Während der Metamorphose werden alle hochpolyploiden Gewebe abgebaut. Besonders hohe Polyploidiegrade erreichen Gewebe der Stoffwechselorgane, wie Mitteldarm und Malpighische Gefäße. Oenocyten zeigen sehr unübersichtliche Verhältnisse. Die Spinndrüse wird im Zusammenhang mit dem Sekretionszyklus hochpolyploid. Fettzellen, Epidermis und Ganglien zeigen dagegen nur geringe Polyploidiegrade.
Die Unterschiede in den verschiedenen Kasten werden festgestellt. Es zeigte sich, daß a ♂♂ anfänglich haploid sind and Geschlechtstiere einen Endomitoseschritt mehr ausführen als ♀♀.
Die Polyploidisierung entsprechender Gewebe von Lasius niger zeigt die gleiche Entwicklungstendenz. Futter- ud Temperatureinflüsse konnten festgestellt werden. Zwerg-♀♀ zeigten Polyploidiegrade, die von denen der Normal-♀♀ abweichen und dadurch auf blastogene Determination schließen lassen.
♀♀-Brut gibt bei Ausschluß der Nestbegattung stets ♂♂, die sick in ihren Kerngrößen nicht von den ♂♂ aus weiselrichtigen Nestern unterscheiden.
Alle untersuchten Formicidenarten weisen die gleiche Entwicklungstendenz auf.
Beobachtungen über Entwicklungsdauer, Eiablage und ♀♀-Brut-Entwicklung werden angefügt.
Auf Grund der Ergebnisse wurde zu Fragen der endomitotischen Polyploidisierung Stellung genommen. Die Gründe, die zur Annahme eines Polyploidisierungsvorganges in der Larvenentwicklung der Formiciden führen, werden diskutiert. Polyploidie wird in Beziehung gesetzt zur Körpergröße der Tiere, zur phylogenetischen Entwicklungshöhe und zur Gewebsfunktion (Deutung als Sparsamkeitsmaßnahme). Hypothesen zur Kastendetermination werden durch die Ergebnisse unterstützt.
Literatur
Albro, H. T.: A cytological study of the changes occuring in the oenocytes of Galerucella nymphaeae L. during the larval and pupal period of development. J. Morph. 50, 527–552 (1930).
Alfert, M.: Some cytochemical contributions to genetic chemistry. Chem. Basis Hered. Balt.186–194 (1957).
Triashenriot, C.: Recherches sur les larves de quelques fourmis d'Algèrie. Bull. Biol. 81, 247–272 (1947).
Baudisch, K.: Beiträge zur Zytologie und Embryologie einiger Insektensymbiosen. Z. Morph. Ökol. Tiere 47, 436–488 (1958).
Bauer, V.: Zur inneren Metamorphose des Centralnervensystems der Insekten. Zool. Jb., Anat. 20, 123–152 (1904).
Baxter, Zit. nach BIER 1952.
Bernard, F.: Le polymorphisme social et son déterminisme chez les fourmis. Coll. internat. 34, 123–140 (1952).
Besserer, S.: Das Wachstum der Speicheldrüsen- und Epidermiskerne in der Larvenentwicklung von Chironomus. Biol. Zbl. 75, 205–226 (1956).
Bier, K.: Über die Fertilität der Ameisenarbeiterinnen. Diss. Würzburg 1952.
: Über den Saisondimorphismus der Oogenese von Formica rufa rufopratensis minor Gössw. und dessen Bedeutung für die Kastendetermination. Biol. Zbl. 73, 170–190 (1954).
: Arbeiterinnenfertilität und Aufzucht von Geschlechtstieren als Regulationsleistung des Ameisenstaates. Ins. soc. 3, 177–183 (1956).
Brian, M. V.: Caste determination in a myrmicine ant. Experientia (Basel) 7, 182–183 (1951).
: Oviposition by workers of the ant Myrmica. Physiol. comp. ('s-Grav.) 3, 25–36 (1953).
Studies of caste differentiation in Myrmica rubra L. Ins. soc. 1 bis 3 (1954–1956).
Brian, M. V.: Food distribution and larval size in cultures of the ant Myrmica rubra L. Physiol. comp. ('s-Grav.) 4, 329 (1957).
Buchner, P.: Endosymbiose der Tiere mit pflanzlichen Mikroorganismen. Basel: Birkhäuser 1953.
: Endosymbiosestudien an Schilälausen. Z. Morph. Ökol. Tiere 45, 379–410 (1957).
Bullough, W. S.: The relation between the epidermal mitotic activity and the blood sugar level in the adult male mouse, Mus musculus L. J. exp. Biol. 26, 83–99 (1949).
Bullough, W. S., and E. A. Eisa: The diurnal variations in the tissue glycogen content and their relation to mitotic activity in the adult male mouse. J. exp. Biol. 27, 257–263 (1950).
Chambers, R.: Einfluß der Eigröße und der Temperatur auf das Wachstum und die Größe des Frosches und dessen Zellen. Arch. mikr. Anat. 72, 607–661 (1908).
Crawley, W. C.: Parthenogonesis in worker ants with special references to 2 colonies of Lasius niger. Trans. Ent. Sec. Lond. 657–663 (1912).
Deegener, P.: Die Entwicklung des Darmkanals der Insekten während der Metamorphose. Zool. Jb., Abt. Anat. u. Ontog. 26, 499–676 (1908).
Emery, C.: Können weisellose Ameisenvölker die fehlende Mutter aus eigenen Mitteln ersetzen? Biol. Zbl. 35, 352 (1915).
Escherich, K.: Die Ameise. Braunschweig 1917.
Fankhauser, G.: Induction of polyploidie in animals by extremes of temperature. Biol. Symp. 6, 21 (1942).
Fields, A.: A study of an ant. Proc. Acad. nat. Sci. Phil. 425–465 (1901).
Flanders, S. E.: The deposition of nonviable eggs by Hymenoptera. J. econ. Entom. 35, 283–287 (1942).
: Ovisorption as the mechanism causing worker development in ants. J. econ. Entom. 45, 37–39 (1952).
: Caste determination in the social Hymenoptera. Sci. Monthly 76, 142–148 (1953).
Forel, A.: Über Polymorphismus und Variation bei den Ameisen. Zool. Jb., Suppl. 7, 571–610 (1904).
Freerksen, E.: Ein neuer Beweis für das rhythmische Wachstum der Kerne durch vergleichende volumetrische Untersuchungen an den Zellkernen von Meerschweinchen und Kaninchen. Z. Zellforsch. 18, 362–399 (1933).
Geitler, L.: Endomitose und endomitotische Polyploidisierung. Berlin- Göttingen-Heidelberg: Springer 1953.
Fortschritte der Botanik. 1953 ff.
Gösswald, K., u. K. Bier: Untersuchungen zur Kastendetermination in der Gattung Formica. Ins. soc. 1, 305 bis 332 (1954).
: Beeinflussung des Geschlechtsverhältnisses durch Temperatureinwirkung bei Formica rufa L. Naturwiss. 42, 133 (1955).
Goetsch, W.: Vergleichende Biologic der Insektenstaaten. Leipzig 1953.
: Der Einfluß verschiedener Ernährung auf die „Soldaten”-Entwicklung bei Ameisen. Z. vergl. Physiol. 39, 274–312 (1956).
Gregg, R. E.: The origin of castes in ants with special reference to Pheidole morrisi Forel. Ecology 23, 295–308 (1942).
Hartmann, O.: Über den Einfluß der Temperatur auf Plasma, Kern und Nukleolus und cytologische Gleichgewichtszustände. Arch. Zellforsch. 15, 177–248 (1919).
: Über das Verhalten der Zell-, Kern- und Nukleolengröße und ihre gegenseitigen Beziehungen bei Cladoceren. Arch. Zellforsch. 15, 1–94 (1919).
Heitz, E.: Die Ursache der gesetzmäßigen Zahl, Lage, Form und Größe pflanzlicher Nukleolen. Planta (Berl.) 12, 775–844 (1931).
: Über intraindividuale Polyploidie. Arch. Klaus-Stift. Vererb.-Forsch. 28, 260–271 (1953).
Hintzsche, E.: Statistische Probleme aus der Kerngrößenforschung. Experientia (Basel) 1, 103 (1945).
: Über Normalkurven der Kerngrößenverteilung. Mitt. nat. Ges. Bern, N. F. 4, 19–27 (1947).
: Über die Bestimmung des Kernvolumens in Leberzellkulturen. Z. mikr.-anat. Forsch. 60, 65–74 (1954).
Hintzsche, E., u. E. Tanner: Über Beziehungen zwischen Nahrungsaufnahme und Kerngröße des Darmepithels. Z. mikr.-anat. Forsch. 42, 165–192 (1937).
Jacobj, W.: Die verschiedenen Arten des gesetzmäßigen Zellwachstums und ihre Beziehung zu Zellfunktion und Umwelt. Arch. Entwickl.-Meth. Org. 141, 584–692 (1942).
Janet, Ch.: Observations sur les fourmis. Limoges 1904.
Jonas, F. J.: Über die Nnkleus-Nukleoles-Relation. Z. Zellforsch. 35, 333–356 (1950).
Koshevnixov, G. A.: Über den Fettkörper und die Oenocyten der Honigbiene (Apis melt. L.). Zool. Anz. 23, 337–353 (1900).
Krauter, D.: C-Lack, ein neues Hilfsmittel in der Mikroskopie. Mikrokosmos 41, 215–217 (1952).
Kruminš, R.: Die Borstenentwicklung bei der Wachsmotte Galleria mellonella L. Biol. Zbl. 71, 183–210 (1952).
Kühn, A., u. H. Piepho: Die Reaktion der Hypodermis und der Versonschen Drüsen auf das Verpuppungshormon bei Ephestia kühniella. Biol. Zbl. 58, 12–51 (1938).
Kunze, K.: Die intraindividuale Polyploidie bei Lepismatiden und Machiliden (Thysanura). Diss. Frankfurt a. M. 1956.
Ledoux, A.: Recherches sur le cycle chromosomique de la fourmi fileuse Oecophylla longinoda Latr. Ins. soc. 1, 149–164 (1954).
Light, S. F.: The determination of the castes of social insects. Quart. Rev. Biol. 17, 312–326 (1942); 18, 46–63 (1943).
Lucas, K.: Parthenogenese bei der grauschwarzen Waldameise (Formica fusca). Z. wiss. Insect.-Biol. 8, 272–276 (1912).
Moore, B. C.: Desoxyribose nucleid acid in embryonic diploid and haploid tissues. Chromosoma (Berl.) 4, 563–576 (1952).
Nemeč, B.: Über abnorme Kernteilungen in der Wurzelspitze von Allium cepa. S.-B. böhm. Ges. Wiss. 4, 1 (1898).
Nultsch, W.: Tetrahydrofuran, ein neues Intermedium für die Einbettung mikroskopischer Objekte in Paraffin und Celloidin. Mikrokosmos 45, 112–116 (1956).
Ochsè, W.: Experimentelle und histologische Beiträge zur inneren Metamorphose von Sialis lutaria L. Rev. suisse Zool. 51, 1–82 (1944).
Otto, D.: Die Pharynxdrüse der Honigbiene (Apis melt. L.) bei Prowona-Hefe Nahrung als Pollenersatz. Arch. Geflügelzucht u. Kleintierk. 4 (1955).
Pain, J.: La „substance de feconditè” dans le development des ovaires des ouvrières d'Abeilles. Ins. soc. 1, 58–70 (1954).
Pérez, Ch.: Sur les oenocytes de la fourmi rousse. Bull. Soc. Entom. France 351–352 (1901).
Risler, H.: Die somatische Polyploidie in der Entwicklung der Honigbiene (Apis mellifica L.) und die Wiederherstellung der Diploidie bei den Drohnen. Z. Zellforsch. 41, 1–78 (1954).
Sanderson, Zit. nach BIER 1952.
Schrader, F., and C. Leughtenberger: A cytochemical analysis of the functional interrelations of various cell structures in Arvelius albopunctatus De Geer. Exp. Cell. Res. 1 421–452 (1950).
Schwinck, I.: Veränderungen der Epidermis, der Perikardialzellen und der Corpora allata. Arch. Entwickl.-Mech. Org. 145, 62–108 (1951).
Seiler, J.: Die Verbreitungsgebiete der verschiedenen Rassen von Solenobia triquetrella (Psychidae). Rev. suisse Zool. 53, 529–533 (1946).
Snodgrass, R. E.: Anatomy and Physiology of the Honey Bee. New York 1925.
Insect metamorphosis. Smithsonian miscellaneous collections, p. 122, 1954.
Steffen, K.: Kern- und Nukleolenwachstum bei endomitotischer Polyploidisierung. Planta (Berl.) 45, 379–394 (1955).
Stich, H.: Das Vorkommen von Kohlehydraten im Ruhekern und wahrend der Mitose. Chromosoma (Berl.) 4, 429–438 (1951).
Stitz, H.: Ameisen oder Formicidae. In DAHL, Tierwelt Deutschlands. Jena 1939.
Straub, J.: Polyploidieauslösung durch Temperaturwirkungen. Z. Bot. 34, 385 bis 481 (1939).
Tiegs, O. W.: Researches on the insect metamorphosis. Trans. Proc. roy. Soc. South Austr. 46, 319–527 (1922).
Vendrely, R., et C. Vendrely: La teneur du noyau cellulaire en acide desoxyribonucleique a travers les organes, les individus et les espèces animales. Experentia (Basel) 4, 434–436 (1948).
: The results of cytophotometry in the study of desoxyribonucleic acid (DNA) content of the nucleus. Int. Rev. Cytol. 5, 171–197 (1956).
Wagner, G.: Das Wachstum der Epidermiskerne während der Larvenentwicklung von Calliphora erythrocephala Meigen. Z. Naturforsch. 6b, 86–90 (1951).
Weber, E.: Grundriß der biologischen Statistik. 1948.
Weber, H.: Lehrbuch der Entomologie. Jena 1933.
Wheeler, W.M.: The origin fo female worker ants from eggs of parthenogenetic workers. Science 18, 830–833 (1903).
: The polymorphism of ants. Ann. Ent. Soc. Amer. 1, 39–69 (1908).
: Mosaics and other anomalies among ants. Cambridge Mass.: Harvey University Press 1937.
Wilson, E. O.: The origin and evolution of polymorphism in ants. Quart. Rev. Biol. 28, 136 (1953).
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Kramer, U. Die kerngrössenverhältnisse in der larvenentwicklung verschiedener kasten bei formiciden. Z. Morph. u. Okol. Tiere 48, 169–208 (1959). https://doi.org/10.1007/BF00407839
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00407839