Geschlechtliche Fortpflanzung der Kieselalge Stephanopyxis turris (Centrales)
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Formal Metadata
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| Alternative Title |
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| Author | ||
| License | CC Attribution - NoDerivatives 3.0 Germany: You are free to use, copy, distribute and transmit the work or content in unchanged form for any legal purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor. | |
| Identifiers | 10.3203/IWF/C-983 (DOI) | |
| IWF Signature | C 983 | |
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| Language | ||
| Other Version | ||
| Producer | ||
| Production Year | 1967 |
Technical Metadata
| IWF Technical Data | Film, 16 mm, LT, 114 m ; SW, 10 1/2 min |
Content Metadata
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| IWF Classification |
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Transcript: German(auto-generated)
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Stefano Pyxis turris ist eine in linearen Kolonien auftretende Marine plankton diatomee, deren Zellen sich vegetativ durch Zweiteilung vermehren. An die vegetative Vermehrung ist durch den komplizierten Schalenbau eine allmähliche Abnahme der Zellgröße gekoppelt.
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Das Bild zeigt drei verschieden breite Kolonien. Noch vor Erreichen der artspezifischen Minimalgröße wird durch Bildung von Auxosporen die Maximalgröße wiederhergestellt.
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Stefano Pyxis ist als zentrische Diatomee Oogam. Bei der Differenzierung der Spermien entstehen zunächst vier oder acht stark vereinfachte kurze Zellen, die Spermatogonien, welche von den Schalen der Mutterzelle umschlossen bleiben.
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Die zur Spermatogonienbildung notwendigen Zellteilungen vollziehen sich jeweils in einem Abstand von etwa drei Stunden. Das Streckungswachstum wird von Teilung zu Teilung geringer, die Furchung erfolgt steiler, die neuen Schalen sind vereinfacht und ohne Stacheln. Auch eine Vermehrung der Plastiden findet zwischen den Teilungen nicht mehr statt.
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Die Spermatogonien können in diesem Viererstadium später die maiotischen Kernteilungen durchführen. In der Regel schließt sich jedoch noch ein dritter Teilungsschritt an. Dieser zeigt sehr eindrucksvoll den zeitlich synchronen Ablauf der einzelnen Teilungen.
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Die Mutterzelle bricht später durch Anschwellen der Spermatogonien auseinander. Die Spermatogonien werden mit Beginn der Meiosis Spermatozyten genannt. Diese Spermatozyte führt die erste maiotische Kernteilung durch.
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Bereits vor der Teilung begann der Protoplast stark zusammenzuschrumpfen. Eine Zellteilung unterbleibt, die Spermatozyte gleicht einem zweikernigen Plasmodium. Bis zur zweiten maiotischen Kernteilung vergehen etwa zweieinhalb bis drei Stunden. Die beiden Kerne liegen weit voneinander entfernt
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an den Enden der spindelförmigen Spermatozyte. Während der Interkinese entstehen an den Polen der Spindel je zwei Geißeln. Bei den zwei Spermatozyten im Bild setzt die zweite maiotische Kernteilung
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zuerst in der oberen Zelle ein. Jetzt ist auch in der unteren Spermatozyte die zweite Reduktionsteilung zu erkennen. Links im Bild sind aus zwei Spermatozyten je vier eingeißelige, farblose Spermien entstanden. Die Hauptmasse des Plasmas mit allen Plastiden bleibt in je einem Restkörper zurück.
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Rechts eine Spermatozyte mit schlagenden Geißeln. Hier löst sich das erste Spermium von einer reifen Spermatozyte. Die übrigen drei Kerne ragen knospenförmig aus der Spermatozyte hervor.
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Die in der Nachbarschaft liegenden Spermatozyten sind in der Entwicklung noch weiter zurück. Das fertige Spermium entweicht aus der Schale des Spermatogonium. Die Oogonien entwickeln sich im Gegensatz zu den Spermatogonien direkt aus vegetativen Zellen.
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Man erkennt die jungen Oogonien an ihrem erhöhten Plastidengehalt sowie an dem angeschwollenen Zellkern. Der Kern wandert während der Zellstreckung aus seiner Ruhelage im Diskus der Unterschale ein Stück weit in die Gürtelregion hinein. Er verlagert sich ständig und das, den Kern umhüllende Plasma, entsendet gelegentlich dünne Fortsätze in den Vakuolenraum.
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Die Unruhe des Kernes ist charakteristisch für die Prophase der Meiosis. Bei der ersten Reduktionsteilung ist die strangförmige Zentralspindel gut zu erkennen. Die Tochterkerne wandern jetzt aufeinander zu.
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Der untere Kern verliert allmählich an Größe, er wird pyknotisch. Der obere Kern wächst dagegen zu seiner vollen Größe heran. Der meiotischen Kernteilung folgt keine Zellteilung. Bis zur zweiten meiotischen Kernteilung vergehen etwa zweieinhalb Stunden.
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Der pyknotische Kern hat inzwischen weiter an Größe verloren. Der gleiche Vorgang wiederholt sich in der zweiten Reduktionsteilung. Die Kernspindel liegt diesmal parallel zur Längsachse der Zelle.
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Die Tochterkerne schieben bei ihrer Wanderung die Plastiden zusammen. Erneut wird ein Kern pyknotisch. Die reife Eizelle besteht schließlich aus einem großen haploiden Kern und darunter links der erste pyknotische Kern, rechts daneben der noch etwas größere zweite pyknotische Kern.
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Das Oogon streckt sich nach der Meiosis.
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Die Gürtel der beiden Schalen gleiten bis zum Öffnen des Oogon auseinander. Die Zelle knickt dabei leicht ein. Nur an der Knickstelle kann ein Spermium eindringen. Hier versucht ein Spermium unmittelbar neben der Öffnung vergeblich die verkieselte Oogonwand zu durchbohren. Dieses Spermium hat die offene Stelle am Oogon gefunden
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und sitzt direkt an der Plasmakuppe der Eizelle. Hier kann es längere Zeit verweilen. Das Durchdringen der Ei-Membran jedoch geschieht ruckartig.
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Diese Aufnahme zeigt noch einmal das Eindringen eines Spermium und danach die Wanderung zum Ei-Kern. Das Spermium sitzt an der Öffnung des Oogon in der unteren Bildhälfte. Beim Eindringen wird die Geisel meist abgeworfen. Das eingedrungenes Spermium wandert im plasmatischen Wandbelag
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zwischen den Plastiden hindurch zum Ei-Kern. Dieser liegt rechts oben an der Oogonwand. Am Ei-Kern befindet sich ein pygnotischer Kern. Das Spermium legt sich links an den Ei-Kern an.
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Es folgt nun die Verschmelzung der beiden haploiden Kerne. Damit ist der diploide Zustand der Diatomee wiederhergestellt. An diese sexuellen Vorgänge schließt sich nun die Bildung der Auxospore an.
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Nach der Befruchtung kontrahieren sich die jungen Zygoten zunächst sehr stark. Innerhalb einer leicht verkieselten, aber dehnbaren Membran beginnt dann das Anschwellen zur Auxospore. Die Auxospore ist nur noch lose mit den leeren Oogonschalen verbunden.
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Innerhalb der Auxosporenmembran werden dann nacheinander zwei Kieselschalen abgeschieden. In dieser Aufnahme entsteht gerade die erste Schale auf der linken Seite der Auxospore.
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In der Bildung beider Schalen geht je eine Kernteilung voraus. Unmittelbar nach der Methose wird durch Spontanplasmolyse die Form für die erste Schale geschaffen. Einer der beiden Tochterkerne wird pyknotisch.
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Rechts ist jetzt die Membran der Auxospore gut zu erkennen. Diese Auxospore besitzt rechts die erste Schale. Die Zelle hat sich etwas gestreckt und dabei einen kurzen Gürtel gebildet.
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Der im Diskus der ersten Schale liegende Kern wandert nun in die noch schalenlose Region und teilt sich erneut, worauf die zweite Schale abgeschieden wird. Die Spontanplasmolyse verläuft hier etwas unregelmäßig.
09:21
Diese Erstlingszelle keimt nun unter Zerreißen der Auxosporenmembran zu einer neuen, verbreiterten Kolonie aus. Bei der linken Oogonschale ist auch der Gürtel aufgeplatzt. Die beiden Schalen der Erstlingszelle besitzen keine oder nur rudimentäre Stacheln. Diese entstehen erst nach der ersten Zellteilung an den Tochterschalen.
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Die Zellen haben damit ihre artspezifische Maximalgröße erreicht. Gleichzeitig ist durch die geschlechtlichen Vorgänge ein neuer, genetisch veränderter Klon entstanden.