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Ultrastructure of Follicle Cells and Yolk Uptake of Oocytes in Vitellogenic Follicles of the Cotton Bug Dysdercus intermedius (Heteroptera: Pyrrhocoridae) and the Honey Bee Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae)

[U1trastruktur der Follikelepithelzellen und Dotteraufnahme der Oocyten in vitellogenen Follikeln der Baumwollwanze Dysdercus intermedius (Heteroptera : Pyrrhocoridae) und der Honigbiene Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae)]

Fleig, Richard

Entomologia Generalis Volume 25 Number 2 (2001), p. 121 - 129

27 references

published: Mar 1, 2001

DOI: 10.1127/entom.gen/25/2001/121

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Abstract

Vitellogenic follicles of two insect species have been investigated in the electron microscope and with fluorescence technique. In the cotton bug Dysdercus intermedius (Distant 1902) broad intercellular spaces are present between the follicle cells, and these keep close contact among each other with a thick protuberance towards each neighbour. Long protrusions of the follicle cells reach through the broad perivitelline space and touch the surface of the oocyte. Between the microvilli on the surface of the oocyte an electron-dense material is found, which is taken up into the oocyte by endocytosis on the membrane of the microvilli, in between of them, and in infoldings of the oocyte membrane; in the interior of the oocyte this material is accumulated in big yolk spheres. In the honey bee Apis mellifera (Linnaeus 1758) only pore-like canals are found in the triangular corners formed by three follicle cells. Inside the cells these canals are associated with Factin filaments. Apically the follicle cells protrude numerous, finger-like protrusions deep into the oocyte, which are densely filled with F-actin filaments. Endocytosis is seen on the surface of the oocyte between the short microvilli and along the surface pockets enclosing the follicle cell fingers. The two exampels show that in insects very different structures and mechanisms exist which may improve yolk uptake.

Kurzfassung

Es werden vitellogene Follikel von zwei Insektenarten im Elektronenmikroskop und mit Fluoreszenstechnik vorgestellt. Bei der Baumwollwanze Dysdercus intermedius (Distant 1902) sind breite Interzellularspalten zwischen den Follikelepithelzellen zu finden, die nur von dicken Auswüchsen der Zellen unterbrochen werden, über die alle Zellen eng miteinander verbunden bleiben und ineinander verzahnt sind. An der Apikalseite bilden die Follikelepithelzellen lange, stelzenförmige Fortsätze aus, die durch den perivitelinen Raum bis an die Oocyte reichen. Zwischen den verhältnismäßig großen Mikrovilli auf der Oocytenoberfläche findet man im Elektronenmikroskop eine dicke Schicht amorpher, elektronendichter Substanz, die per Endocytose in die Oocyte aufgenommen und dort in große Dotterschollen eingelagert wird. Bei der Honigbiene Apis mellifera (Linnaeus 1758) dagegen ist das Follikelepithel fast lückenlos dicht. Nur in den Ecken, wo drei Zellen zusammenstoßen, sind kleine, porenähnliche Öffnungen zu finden. Auf mittlerer Zellhöhe befinden sich in den drei eine Pore bildenden Zellen ein Ring aus F-Aktin um die Pore sowie Fasern aus F-Aktin, die von diesem Ring aus innen an den Zellwänden entlang laufen und an diesen etwa in der Mitte zwischen zwei Ecken inserieren. Entlang ihrer Apikalseite haben die Follikelepithelzellen zahlreiche, fingerförmige Ausstülpungen ausgebildet, die weit in die Oocyte hineinragen. Sie sind mit F-Aktinfasern gefüllt. Zwischen den Mikrovilli an der Oocytenoberfläche, vor allem aber auch an den Teilen der Oocytenmembran, die die fingerförmigen Ausstülpungen der Follikelepithelzellen umgeben, wird Dotter per Endocytose aufgenommen. Diese beiden Beispiele zeigen, daß bei Insekten offensichtlich sehr unterschiedliche Zellstrukturen und Mechanismen zu erwarten sind, mit denen im vitellogenen Follikel das Problem gelöst wird, Dotterprotein sehr effizient und gegen das Konzentrationsgefälle in die Oocyte einzulagern.

Keywords

Dysdercus intermedius (Distant 1902)Apis mellifera (Linnaeus 1758)vitellogenesisendocytosiselectron microscopy