Position of targets and period of competence for UV-induction of the malformation ?Double Abdomen? in the egg ofSmittia spec. (Diptera, Chironomidae)

Abstract

UV irradiation of anterior pole regions of eggs ofSmittia results in the formation of “double abdomens”. The frequency of this malformation has been recorded as a function of developmental stage, size and position of irradiated area, and UV dose. The efficiency of irradiation decreases with increasing longitudinal extent of the irradiated anterior area. Within the anterior fourth of the egg, irradiation of peripheral regions is more effective than irradiation of central regions. The varying efficiency of irradiation is thought to represent a corresponding distribution in the concentration of effective targets or the morphogenetic efficiency of the targets in the irradiated state. Alternative interpretations are discussed. There is a multiplicity of targets distributed symmetrically to the longitudinal egg axis. The effective targets have been proved to be localized in the ooplasm of eggs aged less than 1 h. There is evidence to show that the targets are confined to the ooplasm during all stages studied. The targets are probably stored during oogenesis. The irradiated targets affect the body segment pattern far beyond the irradiated area. Possible relations between the targets for UV-induction of double abdomens and factors that are involved in the formation of the normal body segment pattern are discussed. Durch UV-Bestrahlung der Vorderpolregion der Eier vonSmittia läßt sich die Segmentmuster-Aberration „Doppelabdomen“ erzeugen. Die relative Häufigkeit dieser Mißbildung wurde untersucht in Abhängigkeit vom Operationsstadium, von der Lage und Größe des bestrahlten Eibezirkes und der UV Dosis. Die Wirksamkeit der Bestrahlung nimmt mit zunehmender Länge des bestrahlten vorderen Eibezirkes ab. Im ersten Eiviertel ist die Bestrahlung peripherer Eiregionen wirksamer als die Bestrahlung zentraler Eiregionen. Die unterschiedliche Wirksamkeit der Bestrahlung verschiedener Eibezirke läßt sich deuten als Folge einer entsprechenden Konzentrations-Verteilung der wirksamen Systemkomponenten (targets) oder einer entsprechend unterschiedlichen morphogenetischen Wirksamkeit der bestrahlten targets. Weitere Deutungsmöglichkeiten werden diskutiert. Eine Vielzahl von targets ist symmetrisch um die Eilängsachse angeordnet. Bei weniger als 1 h alten Eiern ist die Bestrahlung eines rein cytoplasmatischen Eibereiches hinreichend für die UV-Induktion von Doppelabdomina. Weitere Befunde lassen die Annahme zu, daß die targets auch in späteren Operationsstadien ausschließlich im Ooplasma lokalisiert sind. Die targets werden wahrscheinlich während der Oogenese eingebaut. Die bestrahlten targets beeinflussen das metamere Längsmuster über den bestrahlten Eibereich hinaus. Mögliche Zusammenhänge zwischen den targets für die UV-Induktion von Doppelabdomina und morphogenetischen Faktoren, die an der Ausbildung des normalen Segmentmusters beteiligt sind, werden diskutiert.