Early development of the kelp fly,Coelopa frigida (Diptera) ultrastructural changes within the polar granules during pole cell formation

Abstract

Changes in the fine structure of polar granules and distribution of these granules in the egg and pole cells during the earliest stages of embryonic development have been observed in the eggs ofCoelopa frigida. 1. Polar granules are composed of dense granules 25–35 Å in diameter. These dense granules associate in different patterns during the cleavage stages of theCoelopa egg. 2. From early cleavage until shortly before blastema formation (preblastoderm stage) the dense granules form globular subunits, 200–250 Å in diameter, within the polar granules. These subunits become more distinct in later cleavage stages. 3. With the formation of the blastema the globular subunits are transformed into electron dense rods of varying length and approximately the same diameter as the globular subunits. Groups of parallel rods are arranged in different directions within each polar granule. 4. When pole cells have been formed, all the polar granules within each cell associate to form a complex, shaped like a concave disc, on the distal side of the nucleus or on the side pointing toward neighboring pole cells. Those components contributed by individual polar granules can still be identified within the disc. 5. The possibility of a correlation between blastema formation (i.e., the arrival of nuclei in the pole plasm) and the structural change within polar granules as an indication of nucleocytoplasmic interaction is discussed. Veränderungen der Feinstruktur des Oosoms und die Verteilung der polaren Granula im Ei und in den Polzellen sind während der frühen Embryonalentwicklung vonCoelopa frigida verfolgt worden. 1. Das Oosom setzt sich aus elektronendichten Granula von 25–35 Å Durchmesser zusammen. Diese Granula treten während der Furchungsstadien und während der Blastembildung in verschiedenen Anordnungen auf. 2. Von den ersten Furchungsteilungen bis kurz vor der Bildung des Blastems (Präblastoderm) sind die elektronendichten Granula zu globulären Untereinheiten der polaren Granula zusammengefaßt. Diese globulären Untereinheiten haben einen Durchmesser von 200–250 Å. Sie treten in den späteren Furchungsstadien deutlicher hervor. 3. Während der Blastembildung werden globuläre Untereinheiten in elektronendichte Stäbchen von etwa dem gleichen Durchmesser wie die Untereinheiten verwandelt. Mehrere Stäbchen laufen jeweils parallel, innerhalb eines einzelnen polaren Granulums treten Gruppen von Stäbchen auf, die in verschiedenen Richtungen laufen. 4. Nachdem Polzellen sich abgeschnürt haben, treten alle polaren Granula innerhalb einer Zelle miteinander in Verbindung und bilden eine concav-convex eingebuchtete Scheibe an der distalen Seite des Kerns oder an der Seite, die benachbarten Polzellen zugewandt ist. Innerhalb dieses elektronendichten Körpers können die Teile, die von einzelnen Polgranula stammen, unterschieden werden. 5. Es wird die Möglichkeit diskutiert, ob zwischen Blastembildung (d. h. Einwanderung von Kernen in das Polplasma) und der strukturellen Veränderung der Polgranula ein Zusammenhang gesehen werden kann, der als eine gegenseitige Beeinflussung von Kern-und Cytoplasma gewertet werden könnte.