Embryologie der astigmaten Milbe Sancassania berlesei

Forschungsprojekt P 14691Embryologie der astigmaten Milbe Sancassania berleseiManfred Günther WALZL09.10.2000 Die Milben stellen das artenreichste Taxon der Spinnentiere dar. Sie spielen sowohl aus biologisch-ökologischer als auch aus medizinischer und wirtschaftlicher Sicht eine bedeutende Rolle. Dennoch sind unsere Kenntnisse über ihre Embryonalentwicklung nur bruchstückhaft. Die bisher durchgeftihrten embryologischen Untersuchungen konzentrieren sich vor allem auf Ixodida und Mesostigmata. Das vorliegende Projekt wendet sich der bezüglich der Embryogenese wenig untersuchten Milbenordnung der Astigmata zu. Mit dem vorliegenden Projekt soll ein Beitrag geleistet werden zu einem besseren Verständnis der Organisation des Astigmata-Embryos. Damit wird einerseits die Verringerung des angesprochenen Wissensdefizits geboten. Andererseits wird der Vergleich der Organisation des Astigmata-Embryos mit jener der Embryonen anderer Milben bzw. Arthropoda allgemein vertieft. Zudem wird zu einem besseren Verständnis der systematischen Position der Astigmata innerhalb der Milben beigetragen. Besondere Beachtung gilt dem Furchungsmodus, der Entodermentwicklung, dem "Schicksal" des vierten Gangbeinpaares und Problemen in Zusammenhang mit der Keimstreifenentwicklung. Die bisherige Literatur zu dem anstehenden Thema ist nicht frei von methodischen Unsicherheiten. Sie erwachsen aus den angewendeten lichtmikroskopischen Verfahren und der zu geringen Anzahl von -untersuchten Entwicklungsstadien. Um diese Unsicherheiten zu verrneiden, wird die Embryonalentwicklung von Sancassania berlesei MICHAEL, 1903 - dem Untersuchungstier - von der befruchteten Eizelle bis zur schlüpfreifen Larve lückenlos und mittels transmissions- und rasterelektonenmikroskopischen Techniken analysiert.

Obwohl die artenreichste Spinnentiergruppe Acari(Milben) aus biologisch-ökologischer als auch aus gesundheitlich-medizinischer und wirtschaftlicher Sicht eine bedeutende Rolle spielen, ist die Embryogenese vor allem aufgrund der Undurchdringlichkeit der Eischale für Fixierflüssigkeiten nur schwer bearbeitbar und daher unzureichend bekannt. Die bisher durchgeführten embryologischen Untersuchungen konzentrieren sich vor allem auf die größeren Zecken und Raubmilben, wobei eine beachtenswerte Plastizität der Embryo-genese zutage tritt. Die kleineren, durch Massenvermehrungen großen wirtschaftlichen Schaden anrichtenden, Vorratsmilben sind bisher nur mit lichtoptischen Techniken untersucht worden. Daher wurden die bisherigen, einander widersprechenden, Ergebnisse am Beispiel der leicht züchtbaren astigmaten Vorratsmilbe Sancassania berlesei mit elektronenmikroskopischen Techniken überprüft und die im Muttertier ablaufende Frühentwicklung im Detail geklärt. Dazu wurde für die Raster- und Transmissions-elektronemikroskopie eine Technik entwickelt, die es ermöglichte, die undurchdringliche Eischale abzulösen, und die etwa 80m langen Embryonen für die weitere elektronenmikroskopische Untersuchung zugänglich zu machen. Durch die Behandlung der Eier mit dem Haushaltsreinigungs-und Bleichmittel Danchlor (=Natrium-hyperchloridlösung) und der Verwendung eines neu entwickelten Serienschnittdiamanten gelang die Anfertigung von Ultra- und Semidünnschnittserien, die digital fotografiert und mit Hilfe eines Computers 3-dimensional rekonstruiert wurden. Die Auswertung brachte bisher folgende Ergebnisse: Die Befruchtung erfolgt im Ovar des Muttertieres und die Frühentwicklung im ans Ovar anschließenden, in 3 markante Teile untergliederten, Oviduct. Wobei im 1. Oviductabschnitt die Meiose und die damit verbundene Abschnürung der Polkörperchen abläuft. Im 2. Oviductabschnitt wird Nährmaterial über die Oviductwandung in Form von Dotterschollen ins Ei eingelagert. Im 3. und längsten Oviductabschnitt beginnt die Bildung des Embryos mit synchron ablaufenden holoblastischen Furchungen über ein 2-, 4-, 8-, 16-Zellstadium. Nach den ersten 3 Furchungsgteilungen wird die Furchung asynchron und das Dottermaterial wird ungleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt. Innen bleiben wenige große dotterhältige Zellen, die umgeben sind von einer Zellschicht aus kleinen, abgerundeten dotterfreien Zellen. Aus den kleinen, dotterfreien Zellen entsteht, nachdem das Ei vom Weibchen abgelegt wurde, durch Abflachung und Polarisierung der Zellen der geschlossene Zellverband des Blastoderms. Durch die Entwicklung einer neuen Bearbeitungs-technik für Embryonen ist es uns somit gelungen den bisher umstritten gewesenen Furchungsverlauf zu klären, sodaß eine holoblastische Furchung für astigmate Milben außer Zweifel steht.