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Neurogenesis in Lineus albocinctus (Lophotrochozoa, Nemertea, Pilidiophora) as inferred by immunocytochemistry and confocal laserscanning microscopy
Sabine Hindinger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Andreas Wanninger
DOI
10.25365/thesis.22772
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29217.87299.524763-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In letzter Zeit haben zahlreiche Arbeiten zur Neurogenese bei den unterschiedlichsten Taxa der Lophotrochozoa zur Rekonstruktion des Nervensystems des Letzten gemeinsamen Vorfahren dieses Phylums beigetragen. Das Nervensystem des letzten gemeinsamen Vorfahren der Lophotrochozoa bestand wahrscheinlich aus einem serotonergen Nerv der den Prototroch innervierte, zwei oder mehreren ventralen Longitudinalnerven sowie einem larvalen Apikalorgan. Dieses Apikalorgan bestand aus einer Konzentration von wenigen bis zu vier flaschenförmigen, serotonergen und aus einigen assoziierten FMRFamidergen Zellen. Bei Nemertea gibt es bis dato nur wenige Arbeiten zur Neurogenese. Nur bei Pilidiophora, welche sich „indirekt“ via die Pilidiumlarve, und bei Hoplonemertea, welche „direkt“ via eine planuliforme Larve entwickeln, sind Daten zur Neurogenese verfügbar. Diese spärliche Datenlage ermöglicht derzeit keine vollständige oder zufriedenstellende Aufklärung der Existenz eines larvalen Apikalorgans bei Nemertea. Um diesen Umstand zu ändern und neue Daten zur Diskussion dieser Fragestellung beizutragen, wurden immunocytochemische Untersuchungen an Lineus albocinctus durchgeführt und im Weiteren diskutiert. Darüber hinaus zeigt diese Arbeit die ersten detaillierten Bilder der Neurotransmitterverteilung während der Neuronalentwicklung larvaler und juveniler Nemertea mithilfe immunocytochemischer Methoden. Zwei serotonerge Neuronen befinden sich im anterioren Teil der Apikalplatte und senden zahlreiche neuronale Zellfortsätze in alle vier larvalen Loben, wo sie ein komplexes subepitheliales Nervennetz bilden. Die vier Loben sind von einem marginalen Neuritenbündel umgeben, welches mit zahlreichen serotonergen, monociliären Perikarya assoziiert ist. Ein serotonerger oraler Nervenring umschließt den muskulären Magensphinkter und ist zusätzlich mit einigen serotonergen, konischen Zellen assoziiert. Zwei suborale Neuriten ziehen vom oralen Nervenring nach posterior und vereinigen sich in der Übergangszone der lateralen Loben und des posterioren Lobus mit dem marginalen Neuritenbündel. Die einzigen hier gefundenen larvalen Neuronal-Strukturen die in das Nervensystem des juvenilen Tiers eingebaut werden, sind der orale Nervenring und die beiden suboralen Neuriten, während die nervösen Strukturen der Apikalplatte nicht zum Nervensystem des juvenilen Wurms beitragen.
In dieser Studie wird erstmalig das komplexe larvale FMRFamiderge Nervensystem in größtem Detail beschrieben. Interessanterweise wurden keine FMRFamidergen Strukturen im Bereich der larvalen Apikalplatte gefunden. Des Weiteren wird in dieser Arbeit der erste positive Nachweis für die Expression eines Mollusken-spezifischen VD1/RPD2 α-Neuropeptids bei larvalen Nemertea erbracht. Die Ergebnisse zur Präsenz zweier serotonerger apikaler Neurone, sowie der Nachweis eines komplexen FMRFamidergen Nervensystems unterscheiden sich in fundamentaler Weise von früheren Studien an Lineus albocinctus. Zusammen mit den Ergebnissen zur Neurogenese bei Micrura alaskensis konnte nun die Präsenz zweier serotonerger Neurone im Bereich der Apikalplatte bei pilidiophoren Nemertinen bestätigt werden. Im Weiteren wird die Bedeutung dieser serotonergen Neurone bei pilidiophoren Nemertea in Bezug auf die Evolution larvaler Nervensystemen von Lophotrochozoa diskutiert.
Abstract
(Englisch)
Recently, findings on the neurogenesis of different members of Lophotrochozoa enabled the reconstruction of the nervous system of the last common ancestor of this very phylum. The data led to the suggestion that the nervous system of the last common ancestor of Lophotrochozoa composed of a serotonin-like immunoreactive nerve that underlies the larval prototroch, two or more ventral nerve cords as well as of a larval apical organ. This apical organ showed few to four flask-shaped serotonin-like immunoreactive cells and several associated FMRFamide-like immunoreactive cells concentrated in the apical region. In Nemertea only few data on the neurogenesis are currently available. Only in the Pilidiophora, which exhibit “indirect” development via a pilidium larva, and in the Hoplonemertea, which develop “directly” via a planuliform larva, the neurogenesis has been investigated so far. These sparse data sets do not unambiguously allow answering the question concerning the presence of a larval apical organ in Nemertea. In order to contribute data to this issue, immunocytochemical data on the neurogenesis of the pilidiophoran Lineus albocinctus are presented herein. In addition to findings on the apical organ structures, this work is the first detailed study on neurotransmitter distribution during neural development in the nemertean pilidium larva and juvenile based on immunocytochemical methods. Two serotonin-like immunoreactive neurons occur in the anterior part of the apical plate and send numerous processes into all four lobes, where they form a complex subepithelial nerve net. All four larval lobes are surrounded by a marginal neurite bundle, which is associated with numerous serotonin-like immunoreactive monociliated perikarya. A serotonin-like immunoreactive oral nerve ring encircles the stomach sphincter and is associated with few serotonin-like immunoreactive conical-shaped cells. Two suboral neurites descend from the oral nerve ring and merge with the marginal neurite bundle. Of all neural structures investigated only two larval neural components are incorporated into the juvenile nervous system: the oral nerve ring and the two suboral neurites, while the apical neurons do not contribute to the juvenile nervous system. Additionally, a complex larval FMRFamide-like immunoreactive nervous system is described in detail for the first time for Nemertea. Interestingly, no FMRFamide-like immunoreactive structures are present within the larval apical region. Furthermore, this study provides the first data on the expression of a mollusc-specific VD1/RPD2 α-neuropeptide in nemertean larvae.
The data presented here differ in several ways from previous descriptions of Lineus albocinctus, such as the presence of two serotonin-like immunoreactive apical neurons and the presence of a complex FMRFamide-like immunoreactive nervous system. Together with previous findings on Micrura alaskensis, the results of the present study confirm the presence of serotonin-like immunoreactive structures in the apical region in pilidiophoran Nemertea and are discussed together with the evolution of the larval nervous system in Lophotrochozoa.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Pilidiophora Neurogenese Apikalorgan Serotonin FMRFamid
Autor*innen
Sabine Hindinger
Haupttitel (Englisch)
Neurogenesis in Lineus albocinctus (Lophotrochozoa, Nemertea, Pilidiophora) as inferred by immunocytochemistry and confocal laserscanning microscopy
Paralleltitel (Deutsch)
Die Neurogenese von Lineus albocinctus (Lophotrochozoa, Nemertea, Pilidiophora) untersucht mit immunocytochemischen Methoden und Konfokal Laserscanning Mikroskopie
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
65, V S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Andreas Wanninger
AC Nummer
AC10497802
Utheses ID
20349
Studienkennzahl
UA | 439 | | |