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The short life of the Hoyle organ in cephalopods
formation, differentiation and degradation by programmed cell death
Norbert Cyran
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Dr.-Studium der Naturwissenschaften Zoologie (Stzw)
Betreuer*in
Waltraud Klepal
DOI
10.25365/thesis.48385
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24579.76689.101378-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der Schlüpfvorgang aus dem Ei kann entweder durch Ausdehnung des Körpers und Kollaps
der Eischalen erfolgen oder die Tiere verwenden mechanische Vorrichtungen (Eizähne oder
spezielle Dornen) bzw. choriolytische Enzyme aus speziellen Schlüpfdrüsen. Bei den meisten
untersuchten Cephalopoden ist eine derartige Drüse, das Hoyle Organ (HO), am hinteren
Ende des Mantels zu finden. Das Organ ist als waagrechte Linie bei Oktopoden und als
ankerförmige Struktur bei Dekapoden erkennbar. Es wird während der späten
Embryonalentwicklung angelegt, synthetisiert Enzyme zum Auflösen der Eihüllen und wird
nach dem Schlüpfen innerhalb weniger Tage abgebaut. Die intrazellulären Vorgänge während
dieses Abbauprozesses sind bei Cephalopoden nur wenig untersucht, das unmittelbare
Einsetzen nach dem Schlüpfen jedenfalls spricht für einen programmierten Zelltod. Diese
Studie umfasst neun Arten der Ordnungen Sepiida, Sepiolida, Teuthida and Octopoda. Ziele
dieser Studie sind vergleichende morphologische Untersuchungen des HO in Korrelation mit
der Dicke der jeweiligen Eihülle und dem Schlüpfverhalten, die Charakterisierung der Stadien
der Drüsenentwicklung und -reifung sowie die zellulären Vorgänge während des
Organabbaus. Bei allen untersuchten Dekapoden konnte die Existenz eines ankerförmigen
HO bestätigt werden, aber nur eine der untersuchten Oktopodenarten besitzt eine
linienförmige Drüse, während bei den beiden anderen Arten keine entsprechenden Zellen
nachgewiesen werden konnten. Der Abbau des HO erfolgt mittels programmiertem Zelltod
(nekrotisch oder autophagisch) und ist innerhalb von ein bis zwei Tagen abgeschlossen. Die
Ergebnisse bestätigen weitgehend eine Korrelation zwischen Eigröße, Schalendicke und
Dimension des HO. Die rasche Rückbildung der Drüse erfolgt offensichtlich mit Hilfe von
genetisch gesteuerten Zelltod-Mechanismen, obwohl eine klare Zuordnung wegen der
überlappenden morphologischen Merkmale nicht immer möglich ist. Künftige
molekularbiologische Analysen hinsichtlich spezifischer Zelltod-Mediator-Proteine und
Genexpressionsmuster sind erforderlich, um das Verständnis für die Komplexität und
Variabilität von Zelltod-Mechanismen bei Cephalopoden zu vertiefen.
Abstract
(Englisch)
Animals release from their eggs by means of mechanical tools (egg teeth, hatching spine),
body expansion or by chemical support of choriolytic enzymes synthesized in a hatching
gland. Most observed cephalopods possess an appropriate gland on their posterior mantle
pole, referred to as Hoyle organ (HO). It differs structurally between the octopods (line-
shaped) and cuttlefishes and squids (anchor-shaped). The HO develops during late embryonic
stages, synthesizes enzymes to weaken the egg shell and degrades after hatching within a few
days. The degeneration process of the HO is far from being resolved but the rapid cellular
degradation indicates a programmed cell death strategy. This study comprises nine coleoid
species of the order Sepiida, Sepiolida, Teuthida and Octopoda. Main objectives are 1.) a
comparison of the HO morphology in correlation with the respective egg encapsulation design
and the hatching and pre-hatching behavior; 2.) to characterize and specify the HO
development, maturation and degradative cell alterations after hatching. While all investigated
decapodiform species have an anchor-shaped HO, only in one octopodiform species a
hatching gland could be observed, whereas the other two lack this structure. The HO
degradation is accomplished within 2 days by a type of necrotic cell death or autophagic cell
death. The results mainly confirm a correlation between egg encapsulation and dimension of
the gland. Contribution of triggered cell death mechanisms appear to be obvious for the
observed species. However, a clear definition of cell death mode is difficult at this stage, since
those processes are quite complex, dynamic and show overlapping characteristics. Future
characterization of specific mediator proteins and gene expression pattern will help to point
out the diversity of cell death strategies in cephalopods and fully understand the process of
HO degradation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
cephalopoda embryonic development programmed cell death
Schlagwörter
(Deutsch)
Cephalopoden Embryonalentwicklung programmierter Zelltod
Autor*innen
Norbert Cyran
Haupttitel (Englisch)
The short life of the Hoyle organ in cephalopods
Hauptuntertitel (Englisch)
formation, differentiation and degradation by programmed cell death
Paralleltitel (Deutsch)
Bildung, Differenzierung und Abbau des Schlüpforgans bei Cephalopoden
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
98 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Bill Kier ,
Mike Vecchione
Klassifikationen
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie ,
42 Biologie > 42.73 Mollusca
AC Nummer
AC14483279
Utheses ID
42747
Studienkennzahl
UA | 091 | 439 | |