Summary
The brain ofBranchiostoma lanceolatum has been investigated with the light-and electron microscope. The cranially located ventricle is surrounded by various types of prismatic epithelial cells among which—beside the anterior pigment-cells and the mucus producing infundibular cells—elements bearing unusually long apical cilium-like processes are particularly striking. They can be found in the dorsal and ventral wall of the ventricle and presumably represent receptor cells. The ventricle is caudally replaced by the narrow central canal which is lined by tanycyte-like glia cells, whose filamentous basal processes reach the surface of the CNS where they terminate in broad foot-like structures. Between these ependymal cells apical processes of light, granule-containing cells reach the lumen of the central canal. The number of neurons which are all concentrated around the central canal, decreases in caudal direction. Their perikarya are characterized by granular inclusions and large amounts of glycogen particles. A ventrally situated group of big ER-rich neurons contains granules which presumably correspond to neurosecretory elementary granules. Dorsally beside the large Joseph-cells lamellated cells occur, which possibly also represent lightreceptor cells. The neuropile which predominantly occurs in the lateral and ventral and ventral periphery of the CNS consists of densely packed fibres which are not surrounded by glia cells and the majority of which contains granular or vesicular inclusions. 6 (?) types of granules and vesicles are to be distinguished. In addition, fibres containing microtubules and filaments occur. They are mainly to be found in a marginal position. The giant fibres contain beside scarce organelles structureless light cytoplasm. Synaptoid contacts are comparatively rare and of simple structure.
Zusammenfassung
Das Gehirn vonBranchiostoma lanceolatum wurde licht- und elektronen-mikroskopisch untersucht. Der rostral gelegene Ventrikel wird von unterschiedlich gebauten, prismatischen Epithelzellen umgeben, unter denen neben den Pigmentzellen und den sekret-bildenden Infundibulumzellen vor allem dorsal und ventral gelegene Elemente mit ungewöhnlich langen, zilienähnlichen apikalen Fortsätzen auffallen, die vermutlich Rezeptorzellen entsprechen. Nach caudal schließt sich dem Ventrikel der schmale Zentralkanal an, der von Tanyzytengliazellen ausgekleidet wird. Ihre basalen filamenthaltigen Fortsätze ziehen bis zur Oberfläche des ZNS und bilden hier Füßchen aus. Zwischen diesen Ependymzellen erreichen apikale Fortsätze von tiefergelegenen Zellen das Lumen des Zentralkanals. Die Zahl der um den Zentralkanal gelegenen Neurone nimmt im Gehirn von rostal nach caudal ab. Die Perikaryen dieser Neurone sind vor allem durch ihren hohen Gehalt an Glykogen und verhältnismäßig zahlreichen granulären Einschlüssen gekennzeichnet. Eine ventral gelegene Gruppe von großen, ergastoplasmareichen Nervenzellen enthält relativ große Granula, die vermultlich neurosekretorischen Elementargranula entsprechen. Dorsal kommen neben den großen Josephschen Zellen ependymale Zellen vor, deren Zellapex mit zahlreichen Lamellen versehen ist. Auch sie stellen vermutlich Lichtrezeptoren dar. Das peripher lateral und ventral gelegene Neuropil setzt sich aus Fasern zusammen, die nicht von den Gliazellen umgeben sind und die in ihrer Mehrzahl Granula enthalten. Es werden 6 (?) Granulatypen unterschieden. Außerdem lassen sich vor allem in der Peripherie Fasern mit Mikrotubuli und Filamenten erkennen. Die Riesenfasern enthalten außer einzelnen Organellen unstrukturiert erscheinendes Zytoplasma. Synapsenähnliche Kontakte sind relativ selten und einfach gebaut.
Similar content being viewed by others
Literatur
Altner, H.: Untersuchungen an Ependym und Ependymorganen im Zwischenhirn niederer Wirbeltiere (Neoceratodus, Urodelen, Anuren). Z. Zellforsch.84, 102–140 (1968).
Bargmann, W., Harnack, M. v., Jakob, K.: Über den Feinbau des Nervensystems des Seesterns (Asterias rubens L.). Z. Zellforsch.56, 573–594 (1962).
Barrington, E. J. W.: The biology of Hemichordata and Protochordata, Edinburgh and London: Oliver and Boyd 1965.
Barth, F. G.: Der sensorische Apparat der Spaltsinnesorgane (Cupiennius salei Keys., Araneae). Z. Zellforsch.112, 212–246 (1971).
Bone, Q.: The central nervous system ofAmphioxus. J. comp. Neurol.115, 27–64 (1960).
Bullock, T.H., Horridge, G.A.: Structure and function in the nervous system of invertebrates, chapt. 6, vol. I, Neurosecretion. San Francisco: W. H. Freeman 1965.
Dawson, A.B., Hisaw, F.L.: The occurrence of neurosecretory cells in the neural ganglia of tunicates. J. Morph.114, (3), 411–418 (1964).
Dilly, P.N., Welsch, U., Storch, V.: The Structure of the nerve fibre layer and neurocord in the enteropneusts. Z. Zellforsch.103, 129–148 (1970).
Eakin, R.M.: Lines of evolution of photoreceptors, chapt. 21, in: General physiology of cell specialisation (ed. D. Mazia and A. Tyrler). New York: McGraw Hill Book Co. 1963.
Eakin, R.M.: Evolution of photoreceptors. Cold Spr. Harb. Symp. quant. Biol.30, 363–370 (1965).
Eakin, R.M.: Evolution of Photoreceptors. Evolutionary biology, vol. II. New York: Appleton-Century-Crofts 1968.
Eakin, R.M., Jane, A. Westfall: Fine structure of photoreceptors inAmphioxus. J. Ultrastruct. Res.6, 531–539 (1962).
Franz, V.: Haut, Sinnesorgane und Nervensystem der Acranier. Jena. Z. Naturw.59, 401–526 (1923).
Gegenbaur, C.: Vergl. Anatomie, Bd. I. Leipzig: Wilhelm Engelmann 1898.
Georges, D.: Le rythme circadien dans la glande neurale de l'ascidieCiona intestinalis. Etude d'anatomie microscopique. Acta zool. (Stockh.)52 (2), 257–273 (1971).
Gray, E.G.: Tissue of the central nervous system, chapt. 15, aus: Electron microscopic Anatomy, edit. by S.M. Kurtz. New York and London: Academic Press 1964.
Hehn, G. v.: Über den Feinbau des hyponeuralen Nervensystems des Seesterns (Asterias rubens L.). Z. Zellforsch.56, 573–594 (1970).
Horstmann, E.: Die Faserglia des Selachiergehirns. Z. Zellforsch.39, 588–617 (1954).
Joseph, H.: Über eigentümliche Zellstrukturen im Zentralnervensystem vonAmphioxus. Verh. anat. Ges. 16–26 (1904).
Kappers, A.: Vergleichende Anatomie des Nervensystems. 2. Abschnitt. Haarlem: De Erven F. Bohn 1921.
Krause, R.: Mikroskopische Anatomie der Wirbeltiere, S. 859. Berlin u. Leipzig: Walter de Gruyter 1921.
Kupffer, C. v.: Studien zur vergleichenden Entwicklungsgeschichte des Kopfes der Cranioten I. München 1893.
Lentz, Thomas L.: Primitive nervous systems. New Haven and London: Yale Univ. Press 1968.
Leonhardt, H.: Intraventrikuläre markhaltige Nervenfasern nahe der Apertura lateralis ventriculi quarti des Kaninchengehirns. Z. Zellforsch.84, 1–8 (1968a).
Leonhardt, H.: Bukettförmige Strukturen im Ependym der Regio hypothalamica des III. Ventrikels beim Kaninchen. Zur Neurosekretions- und Rezeptorfrage. Z. Zellforsch.88, 297–317 (1968e).
Mazzi, V.: Esistono fenomeni neurosecretori nelle ascidie? Boll. Zool.19, 161–163 (1952).
Moritz, K., Storch, V.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen eines Mechanorezeptors von Evertebraten (Priapuliden, Oligochäten). Z. Zellforsch.117, 226–234 (1971).
Müller, H., Weiss, J., Sterba, G.: Hydrencephalocrinie bei der Bachforelle. In: Sterba, G: Zirkumventrikuläre Organe und Liquor. Bericht über das Symposium im Schloß Reinhardsbrunn 1968. Jena: Fischer.
Nörrevang, A., Wingstrand, K.G.: On the occurrence and structure of choanocyte-like cells in some Echinoderms. Acta zool. (Stockh.)51, 249–270 (1970).
Olsson, R.: Studies on the subcommissural organ. Acta zool. (Stockh.)39, 71–102 (1958).
Olsson, R.: The infundibular-cells ofAmphioxus and the question of fibre-forming secretions. Ark. zool. (Stockh.)15, 346 (1962).
Olsson, R.: Phylogeny of the ventricle system. In: Sterba, G., Zirkumventrikuläre Organe und Liquor. Bericht über das Symposium im Schloß Reinhardsbrunn, Mai 1968. Jena: Fischer.
Olsson, R.: General review of the protochordata and myxinoidea. Gen. comp. Endocr. (Suppl. 2), 485–499 (Dept. Zool. Univ. Stockholm, Sweden) (1969).
Pavans de Ceccatty, M.: Les activités sécretrices du système nerveux central de l'Amphioxus. C.R. Acad. Sci. (Paris)244, S. 2645 (1957).
Pette, D.: Zellphysiologie des Stoffwechsels. Konstanzer Universitätsreden. Konstanz: G. Hess (1970).
Retzius, G.: Zur Kenntnis des zentralen Nervensystems vonAmphioxus lanceolatus. Biol. Unters., N.F.2 (1891).
Rhode, E.: Histologische Untersuchungen über das Zentralnervensystem vonAmphioxus. Zool. Beitr. (A. Schneider)2 (1890).
Scharrer, E.: Das Hypophysen-Zwischenhirnsystem der Wirbeltiere. Anat. Anz., Supl.100, 5–29 (1953/54).
Smith, J.E.: On the nervous system of the starfishMarthasterias glacialis (L.) Phil. Trans. B227, 111–173 (1937).
Sterba, G.: Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen über die Neurosekretion beim Bachneunauge (Lampetra planeri Bloch). Z. Zellforsch.55, 763–789 (1961).
Vigh, B.: Ependymsecretion (Ependymal neurosecretion). Comparative histological study of the Gomori-positive secretion of the ependymal cells. Budapest: Library Med. Univ. (1964).
Vigh, B., Vigh-Teichmann, I.: Structure of the medullo-spinal liquor-contacting neuronal system. Acta biol. Acad. Sci. hung.22, (2) 227–243 (1971).
Welsch, U.: Die Feinstruktur der Josephschen Zellen im Gehirn vonAmphioxus. Z. Zellforsch.86, 252–261 (1968).
Wollenhaupt, K.: Über feinere histologische Verhältnisse des Zentralnervensystems und der Epidermis beiBranchiostoma lanceolatum. Costa. Jena. Z. Naturw.69, 193–222 (1934).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Die Untersuchung, zu der mich Herr Dozent Dr. Welsch anregte, wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Meves, A. Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Zytoarchitektur des Gehirns vonBranchiostoma lanceolatum . Z.Zellforsch 139, 511–532 (1973). https://doi.org/10.1007/BF02028391
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02028391