Summary
The pygidial glands of Dytiscus secrete an emulsion containing p-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzoate, benzoic acid, and a glycoproteid (Schildknecht, 1970). Their lobes are composed of two different types of secretory cells, channel cells (which surround a channel, draining the secretory cell, as well as the collecting channel), and of tracheoblasts. The chitinous draining channel ends in the form of either a racemous or a bulbous swelling consisting of a massive inner and a spongy outer wall layer in a cavity of the secretory cell. The number of “racemous” and “bulbous” cells is nearly the same. The central cavity is surrounded by microvilli which are stiffened by microfibrils in a hexagonal packing. After freeze etching the convex surface of the microvilli reveals more membrane particles than their concave surface. Both cell types have an extended smooth surfaced tubular endoplasmic reticulum; the amount of free ribosomes and of granular cisternae is low. In the racemous cells the Golgi apparatus is better developed than in the bulbous cells. In the racemous cells the central cavity contains a fine-fluffy substance, in the bulbous cells a dense osmiophilic material. The mode of secretion, the participation of various kinds of vesicles and other cell organelles in this process, and the differences between the two types of secretory cells are discussed. It is assumed that the main components of the secretion are released in the eccrine way.
Zusammenfassung
Die Pygidialdrüsen von Dytiscus sezernieren eine Emulsion, die p-Hydroxybenzaldehyd, p-Hydroxybenzoesäuremethylester, Benzoesäure und ein Glycoproteid enthält. Ihre Loben sind aus zwei verschiedenen Arten von Drüsenzellen aufgebaut, den Kanalzellen, die die Einzelkanäle und den Sammelkanal umgeben, und den Tracheoblasten. Die chitinigen Einzelkanäle enden mit einer traubigen oder blasigen Anschwellung, die aus einer massiven inneren und einer schwammigen äußeren Wandschicht besteht, in einer Höhle der sekretorischen Zellen. Die Zahl der „Blasen“ - und „Trauben“-Zellen ist etwa gleich. Die zentrale Höhle ist von Mikrovilli umgeben, die durch Mikrofibrillen in hexagonaler Packung ausgesteift werden. Wie die Untersuchung nach Gefrierätzung zeigt, ist die konvexe Seite der Mikrovilli-Membran dichter mit Partikeln besetzt als die konkave Seite. Beide Zelltypen haben ein ausgedehntes tubuläres glattes endoplasmatisches Reticulum; freie Ribosomen und granuläre Zisternen sind selten. In den Traubenzellen ist der Golgi-Apparat besser als in den Blasenzellen entwickelt. Die zentrale Höhle der Traubenzellen enthält eine fein-flockige Substanz, die der Blasenzellen ein dichtes osmiophiles Material. Die Sekretionsmechanismen, die Beteiligung verschiedener Typen von Vesikeln und anderer Zellorganellen an der Sekretion und die Unterschiede zwischen den beiden Drüsenzelltypen werden diskutiert. Es wird angenommen, daß die Hauptkomponenten des Sekretes eccrin ausgeschieden werden.
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Literatur
Berry, J.: The fine structure of the collateral glands of Hyalophora cecropia (Lepidoptera). J. Morph. 125, 259–280 (1968).
Crossley, A. A., Waterhouse, D. F.: The ultrastructure of a pheromone-secreting gland in the male scorpion-fly Harpobittacus australis (Bittaeidae: Mecoptera). Tissue & Cell 1, 273–294 (1969).
Dierckx, F.: Étude comparée des glandes pygidiennes chez les Carabides et les Dytiscides. Cellule 16, 63–176 (1899).
Eisner, T., McHenry, F., Salpeter, M. M.: Defense mechanisms of Arthropods. XV. Morphology of the quinone-producing glands of a tenebrionid beetle (Eleodes longicollis Lec.). J. Morph. 115, 355–400 (1964).
Fawcett, D. W.: An atlas of fine structure. The cell. Its organelles and inclusions. Philadelphia and London: Saunders 1966.
Filshie, B. K., Waterhouse, D. F.: The fine structure of the lateral scent glands of the green vegetable bug, Nezara viridula (Hemiptera, Pentatomidae). J. Microscopie 7, 231–244 (1968).
Forsyth, D. J.: The structure of the defence glands in the Dytiscidae, Noteridae, Haliplidae and Gyrinidae (Coleoptera). Trans. roy. ent. Soc. London 120, 159–181 (1968).
Halberstadt, K.: Ein Beitrag zur Ultrastruktur und zum Funktionszyklus der Pharynxdrüse der Honigbiene (Apis mellifica L.). Cytobiol. 2, 341–358 (1970).
Hemstedt, H.: Zum Feinbau der Koshewnikowschen Drüse bei der Honigbiene Apis mellifica (Insecta, Hymenoptera). Z. Morph. Tiere 66, 51–72 (1969).
Korschelt, E.: Bearbeitung einheimischer Tiere. 1. Monographie: Der Gelbrandkäfer. Leipzig: Engelmann 1923.
Kuhn, C.: Zur Feinstruktur der Pygidialdrüsen bei Adephagen. Diss. Fak. Biol., Univ. Heidelberg, in Vorbereitung (1972).
Neutra, M., Leblond, C. P.: The Golgi apparatus. Sci. Amer. 220 (2), 100–107 (1969).
Perrelet, A., Bauer, H., Fryder, V.: Facture faces of an insect rhabdome. J. Microscopie 13, 97–106 (1972).
Plattner, H., Salpeter, M., Carrel, J. E., Eisner, T.: Struktur und Funktion des Drüsenepithels der postabdominalen Tergite von Blatta orientalis. Z. Zellforsch. 125, 45–87 (1972).
Quennedey, A.: Les glandes de Gilson des larves de Phryganea varia Fab. (Insecta, Trichoptera). Étude histochimique et ultrastructurale. J. Microscopie 8, 479–496 (1969).
Schildknecht, H.: Die Wehrchemie von Land- und Wasserkäfern. Angew. Chem. 82, 17–25 (1970).
Schildknecht, H., Bühner, R.: Über ein Glykoproteid in den Pygidialwehrblasen des Gelbrandkäfers. Z. Naturforsch. 23b, 1209–1213 (1968).
Schildknecht, H., Weis, H.: Zur Kenntnis der Pygidialblasensubstanzen vom Gelbrandkäfer (Dytiscus marginalis L.). XIII. Mitteilung über Insektenabwehrstoffe. Z. Naturforsch. 17b, 448–452 (1962).
Schnepf, E.: Tubuläres endoplasmatisches Reticulum in Drüsen mit lipophilen Ausscheidungen von Ficus, Ledum und Salvia. Biochem. Physiol. Pfl. 163, 113–125 (1972).
Schnepf, E., Wenneis, W., Schildknecht, H.: Über Arthropoden-Abwehrstoffe XLI. Zur Explosionschemie der Bombardierkäfer (Coleoptera, Carabidae). IV. Zur Feinstruktur der Pygidialwehrdrüsen des Bombardierkäfers (Brachynus crepitans L.). Z. Zellforsch. 96, 582–599 (1969).
Stein, G.: Über den Feinbau der Mandibeldrüse von Hummelmännchen. Z. Zellforsch. 57, 719–736 (1962).
Stein, G.: Über den Feinbau der Duftdrüsen von Heteropteren. Die hintere larvale Abdominaldrüse der Baumwollwanze Dysdercus intermedius Dist. (Insecta, Heteroptera). Z. Morph. Tiere 65, 374–391 (1969).
Stein, G., Schumacher, R.: Über den Feinbau der Duftdrüsen von Baumwollwanzen (Dysdercus intermedius Dist., Pyrrhocoridae). Z. Naturforsch. 24b, 148–149 (1969).
Stein, G., Walker, S.: Über den Feinbau der Duftdrüsen des Rückenschwimmers Notonecta glauca L. (Notonectidae). Z. Naturforsch. 25b, 562 (1970).
Tschinkel, W. R.: Phenols and quinones from the defensive secretions of the tenebrionid beetle, Zophobas rugipes. J. Insect Physiol. 15, 191–200 (1969).
Weber, H.: Lehrbuch der Entomologie. Jena: Fischer 1933.
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LVII. Mitteilung: H. Schildknecht, P. Kunzelmann, D. Krauß und C. Kuhn: Über die Chemie der Spinnwebe, I. Naturwiss. 59, 98–99 (1972).
Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Sachbeihilfen.
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Kuhn, C., Schnepf, E. & Schildknecht, H. Über Arthropoden-Abwehrstoffe. LVIII Zur Feinstruktur der Pygidialdrüsen des Gelbrandkäfers (Dytiscus marginalis L., Dytiscidae, Coleoptera). Z.Zellforsch 132, 563–576 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00306642
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