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Zeitschrift fiir Zollforschung 86, 603--615 (1968) Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Ei der Ratte wiihrend der Befruchtung* H. J. MEttKER und E. KSHLER II. Anatomisches Institut (Prof. Dr. W. Scnw~z) und Pharmakologisches Institut (Prof. Dr. H. H]~RKEN) der Freien Universitat Berlin Eingegangen am 11. Dezember 1967 Summary. Eggs collected from the oviduct of rats 7--11 hrs after mating have been investigated electronmicroscopically. In two of about 50 eggs we observed in one plane of section the site of perforation through the zona pellucida as well as the penetration of the head of spermium into the cytoplasm of egg. The zona is disintegrated at a circumscript area and a channel is formed. This tube is closed again during the development and is no longer detectable when the egg reaches the two cell stage. The spermium penetrates the egg mem- brane at a distance of 15~20 ~ from the zona channel. Following the perforation the fila- ments of the zona increase in thickness and aggregate to bundles (zona reaction). Those parts of the spermium which can be localized in the perivitelline space are devoid of a continuous cell membrane. Also the membrane of the acrosomc and the nuclear membrane of the sperm are no longer detectable at this stage. Surrounding the penetrating sperm many vesicular structures appear in the perivitelline space. In this process of penetration of the sperm head the cell membrane of the egg is broken down to vesicular subunits. Therefore a period exists in which the egg cell is not surrounded by a continuous cell membrane. The functional significance of the zona pellucida during these events is discussed. Zusammen/assung. Aus den Tuben von Ratten wurden 7--11 Std nach der Begattung Eier gewonnen und elektronenmikroskopisch untersucht. Bei 2 Eizellen konnten in einer Schnittebene sowohl die Perforationsstelle in der Zona pellucida als auch der Spermienkopf w/~hrend der Penetration in das Eicytoplasma dargestellt werden. Die Zona pellucida wird an umschriebener Stelle aufgelSst und durchwandert. Es bleibt eine rShrenfSrmige 0ffnung zuriick, die sich abet bald wieder schliellt. Der Spermienkopf dringt in einer Entfernung yon 15--20 ~ yon dieser Stelle in das Eicytoplasma ein. Nach der Perforation vergrSbcrt sieh die Struktur der Zona pellucida. Die Filamente treten dabei deutlicher hervor und lagern sich zu kleinen Biindeln zusammen (Zonareaktion). Die im perivitellinen Raum angeschnittenen Teile des Mittelstfickes und proximalen Schwanztei]es der Spermien zeigen keine kontinuier- liche Membranbegrenzung. Hier und in der Umgebung des eindringenden Spermienkopfes kommen zahlreiche Vesikel vor. Acrosomen- oder Kernmembranen lassen sich um den Spermienkopf nicht mehr nachweisen. An der Stelle des Spermieneintritts zerfiillt die Eizell- membran vesikul~r. Sic verliert also zeitweise ihrc Kontinuit~t. Die Bedeutung der Zona pellucida ffir diese Befruchtungsvorg/inge wird diskutiert. Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den El- und Samenzellen von S/~ugetieren withrend und nach der Befruchtung liegen erst in geringer Zahl vor (Lit. s. STEGNm~, 1967). Zahlreiche technische Schwierigkeiten erschweren die Bearbeitung dieses Materials. Die lfickenlose Darstellung der Befruchtungsvor- g/inge ist deshalb nur an Eiern maritimer Wirbelloser gelungen (CoLwrN et al., * Mit Unterstiitzung durch die Deutsche Fomchungsgemeinschaft.

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Ei der Ratte während der Befruchtung

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Zeitschrift fiir Zollforschung 86, 603--615 (1968)

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Ei der Ratte wiihrend der Befruchtung*

H. J . MEttKER u n d E . KSHLER

II . Anatomisches Insti tut (Prof. Dr. W. S c n w ~ z ) und Pharmakologisches Insti tut (Prof. Dr. H. H]~RKEN) der Freien Universitat Berlin

Eingegangen am 11. Dezember 1967

Summary. Eggs collected from the oviduct of rats 7--11 hrs after mating have been investigated electronmicroscopically. In two of about 50 eggs we observed in one plane of section the site of perforation through the zona pellucida as well as the penetration of the head of spermium into the cytoplasm of egg. The zona is disintegrated at a circumscript area and a channel is formed. This tube is closed again during the development and is no longer detectable when the egg reaches the two cell stage. The spermium penetrates the egg mem- brane at a distance of 15~20 ~ from the zona channel. Following the perforation the fila- ments of the zona increase in thickness and aggregate to bundles (zona reaction). Those parts of the spermium which can be localized in the perivitelline space are devoid of a continuous cell membrane. Also the membrane of the acrosomc and the nuclear membrane of the sperm are no longer detectable at this stage. Surrounding the penetrating sperm many vesicular structures appear in the perivitelline space. In this process of penetration of the sperm head the cell membrane of the egg is broken down to vesicular subunits. Therefore a period exists in which the egg cell is not surrounded by a continuous cell membrane. The functional significance of the zona pellucida during these events is discussed.

Zusammen/assung. Aus den Tuben von Ratten wurden 7--11 Std nach der Begattung Eier gewonnen und elektronenmikroskopisch untersucht. Bei 2 Eizellen konnten in einer Schnittebene sowohl die Perforationsstelle in der Zona pellucida als auch der Spermienkopf w/~hrend der Penetration in das Eicytoplasma dargestellt werden. Die Zona pellucida wird an umschriebener Stelle aufgelSst und durchwandert. Es bleibt eine rShrenfSrmige 0ffnung zuriick, die sich abet bald wieder schliellt. Der Spermienkopf dringt in einer Entfernung yon 15--20 ~ yon dieser Stelle in das Eicytoplasma ein. Nach der Perforation vergrSbcrt sieh die Struktur der Zona pellucida. Die Filamente treten dabei deutlicher hervor und lagern sich zu kleinen Biindeln zusammen (Zonareaktion). Die im perivitellinen Raum angeschnittenen Teile des Mittelstfickes und proximalen Schwanztei]es der Spermien zeigen keine kontinuier- liche Membranbegrenzung. Hier und in der Umgebung des eindringenden Spermienkopfes kommen zahlreiche Vesikel vor. Acrosomen- oder Kernmembranen lassen sich um den Spermienkopf nicht mehr nachweisen. An der Stelle des Spermieneintritts zerfiillt die Eizell- membran vesikul~r. Sic verliert also zeitweise ihrc Kontinuit~t. Die Bedeutung der Zona pellucida ffir diese Befruchtungsvorg/inge wird diskutiert.

E l e k t r o n e n m i k r o s k o p i s c h e U n t e r s u c h u n g e n an d e n El- u n d S a m e n z e l l e n v o n

S/~ugetieren wi th rend u n d n a c h der B e f r u c h t u n g l iegen ers t in ge r inge r Zah l v o r (Lit . s. STEGNm~, 1967). Zah l re i che t e chn i s che Schwie r i gke i t en e r s chweren die

B e a r b e i t u n g dieses Mater ia l s . Die l f ickenlose D a r s t e l l u n g der B e f r u c h t u n g s v o r -

g/ inge i s t desha lb n u r an E i e r n m a r i t i m e r Wi rbe l lo se r ge lungen (CoLwrN e t al. ,

* Mit Unterstiitzung durch die Deutsche Fomchungsgemeinschaft.

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1963, 1963a; FRANKLIN, 1965). In Analogie zu diesen Befunden zeigen nach den bisher vorliegenden Untersuehungen auch die Spermien einzelner S~ugetiere in der Zona pellucida eine acrosomale Reaktion, wobei durch einen vesikul~ren Zerfall der Zell- und Acrosomenmembran der Inhal t des Aerosoms freigesetzt wird (AusTIN, 1965; AUSTIN et al., 1958; BARI~OS et al., 1967; l~0ss]~, 1967). Die Zona pellucida wird dann nur an der Perforationsstelle dureh die aerosomalen Enzyme aufgelSst (AusTIN, 1963, 1965; DICKMANN, 1964; MAZANEK et al., 1963; ~r et al., 1960; HADEK, 1963). Beim Eindringen der Spermien in das Ei zerfallen offenbar die begrenzenden Membranen beider Zellen am Beriihrungs- punkt (IZQUIERDO et al., 1962). Durch die Vereinigung der Membran des Spermien- mittelstiiekes mit der Eizellmembran wird schlieBlich die Kontinuit~t der Mem- branhfille wieder hergestellt (AusTIN, 1965; IZQUIERDO et al., 1962; SZOLLOST et al., 1961). Eine Aufnahme durch phagoeytotische Vesikulationsvorg~nge (PIKo et al., 1964; TYL]~n, 1961) konnte dagegen nicht naehgewiesen werden.

Die Best~tigung dieser Einzelbefunde an anderen Si~ugetierarten und die Dar- stellung von vielen Befruchtungsstadien bei einer Tierart fehlen noch. AuBerdem existieren ffir zahlreiche liehtmikroskopische Beobachtungen noeh keine elektronen- mikroskopischen Aquivalente. Erinnert sei z.B. an die sog. Zonareaktion, die bei verschiedenen Tierarten nach der Befruehtung eintritt. Dabei sollen die mechani- sehen Eigenschaften der Zona pellucida so veriindert werden, da~ ein Eindringen weiterer Spermien erschwert wird (AvsTn% 1965; MINTZ, 1965). In dieser Arbeit werden deshalb einige elektronenmikroskopische Befunde besproehen, die an Ei- und Samenzellen w~hrend der Befruehtung erhoben werden konnten.

Material und Methode Rattenweibchen verschiedener St~mme, deren Zyklusphase durch Abstrich bestimmt

wurde, wurden im ProSstrus am Abend BScken zugesetzt. Das verwertete Material stammt von spermienpositiven Tieren, die am folgenden Vormittag zwischen 9 und 12 Uhr getStet wurden. Naeh dem Einffihren einer stumpfen Kaniile in das freie Ende der herauspr~parierten Tube erfolgte die Ausspiilung mit physiologischer KochsalzlSsung auf einem Uhrgl~sehen 1. Die Eier wurden dann in eine l%ige OsO4-LSsung (Miehaelispuffer pH 7,2 mit Saccharose- zusatz) oder in eine 2%ige GlutaraldehydlSsung (Phosphatpuffer pH 7,2) umpipettiert, nach einer halben Stunde in einen Agartropfen eingeschlossen und erneut 1 Std in OsO 4 fixiert. Einbettung: Vestopal. Kontrastierung: Uranylacetat und Bleizitrat. Aufnahmen: Siemens Elmiskop I.

Befunde

Die Eizellen der Rat te sind in dem untersuchten Zeitraum noch von einer Follikelzellwolke umgeben. Diese Zellen enthalten eine gro~e Zahl elektronen- dichter, lysosomen~hnlicher Einsehlfisse und Vesikel und haften nur noch locker an der Zona pellucida oder an Nachbarzellen (Abb. 1 und 2). Sehr selten lassen sich Follikelzellfortsiitze in der Zona pellucida nachweisen. Weite Interzellular- r~ume, die stellenweise locker verteilt feinfilament~res Material enthalten, liegen zwischen den Follikelzellen. An den wenigen Beriihrungsstellen kommen keine Desmosomen oder Zonulae oceludentes vor.

1 Fiir die Hilfe bei der Einarbeitung in die Teehnik der Eigewinnung und fiir viele An- regungen auf diesem Gebiet danken wir Herrn Prof. LUDWIG (Basel).

Das Eider Ratte w~hrend der Befruchtung 605

Abb. 1. t~bersiehtsaufnahme einer Ra~teneizelle (o) aus der Tube, 7--11 Std nach der Begat- tung, mit einem Spermienkopf im perivitellinen Spalt (~) und einer gleichm~Big diehten

kontinuierlichen Zona pellucida (ZP). F Follikelzellen. Vergr. 1 : 2500

Die etwa 3- -4 ~ dicke Zona pellueida ist noch sehr dicht und umschlieBt kontinuierlich die Eizellen. Auf l~bersichtsvergr6Berungen erscheint sie fast homogen (Abb. 1). Nur mit sehr hoher Aufl6sung gelingt es, in dfinnen Schnitten zarte Filamente darzustellen, die dfinner als 40 A und v611ig unregelm/~Big mit- einander verwoben sind. Nach der Perforation vergr6bert sich die Struktur der Zona pellucida zunehmend. Zun/ichst treten die feinen Fflamente deutlicher her- vor und werden dicker. SchlieBlich lagern sich mehrere dieser Filamente zu kleinen parallel verlaufenden Biindeln zusammen, zwischen denen kleine, optisch leere Hohlr/iume entstehen (Abb. 4). I m weiteren Verlauf, etwa im 8-Zellen-

606 H.J. MERKER und E. KOHLER:

Abb. 2. Tell einer Ratteneizelle (o) mit Zona pellucida (ZP) und umgebenden Follikelzellen (F). Zahlreiche dunkle Einschlfisse ( • ). Vergr. 1 : 7500

stadium, 16st sich in vielen F~llen diese grobe Gliederung wieder auf und Auf- lockerungsvorg~nge werden sichtbar. H~ufig liegen im Maschenwerk der Zona- Filamente einze]ne Vesikel, die sich wahrscheinlich beim Zuriickziehen der Eizell- und Follikelzellforts~tze aus der Zona abgeschniirt haben und hier haften ge- blieben sind.

In zwei Eizellen gelang in einem Schnitt die Darstellung sowohl der Perfora- tionsstelle in der Zona pellucida als auch des Spermienkopfes w~hrend der Pene- tration durch die Eizellmembran (Abb. 3). Der Perforationskanal durch die Zona

Das E i d e r Rat te w~hrend der Befruehtung 607

Abb. 3. Eizelle der Rat te mit der Perforationsstelle (*) in der Zona pellucida (ZP) und dem penetrierenden Spermienkopf (+-). F FollikeIzellen, 0 Eizelle. Vergr. 1 : 7000

608 H . J . MERKER und E. K 6 ~ :

Abb. 4a- -c . Zona pellueida, a W~hrend der Perforation (Vergr. 1:30000); b nach der Per- foration (Vergr. 1:42000) und c im 2-Zellenstadium (Vergr. 1:30000). Bei { ~) kleine Bl~schen

in der Zona. C Cytopl~sma der Eizelle

Das Eider Ratte w~hrend der Befruchtung 609

pellucida ist relativ scharf begrenzt und verjfingt sich in beiden Fgllen deutlich yon aul]en (2 ~) nach innen (0,3 ~). Er durchsetzt in einem Winkel yon ungef~ihr 45 ~ zum Radius die Zona in Richtung auf den Spermienkopf bin, der 15--20 yon dieser Stelle entfernt liegt. In der Schnittebene zwischen Perforations- und Penetrationsstelle lassen sich keine Spermientefle nachweisen. In tieferen Schnitten jedoch liegen im Raum zwischen der Eizellmembran und Zona pellucida zahl- reiche Anschnitte des Spermienmittelstfickes. Die Zahl der Schrgg- und Quer- schnitte dutch den proximalen Tefl des Schwanzes, kenntlich an den zirkulgr verlaufenden i~uBeren Fibrillen bei fehlender Mitochondrienhfille, ist sehr viel geringer (Abb. 5). Das Spermium scheint also im perivitellinen Spalt, der aller- dings zu diesem Zeitpunkt noch nicht deutlich erweitert ist, frei beweglich zu sein. Auffiillig ist das Fehlen einer kontinuierlichen Zellmembran um die im peri- vitellinen Spalt gelegenen Teile der Spermien, obwohl die fibrigen Membran- systeme und auch die Membran der Eizelle gut erhalten sind. H~ufig finden sich an diesen Stellen zahlreiche Vesikel unterschiedlicher Gr61]e.

Von den beiden SpermienkSpfen, die sich im Stadium der Penetration in der Eizelle befanden, wurde einer mehr flach und l~ngs (Spermium 1), der andere schr~g getroffen (Spermium 2). Spermium 1 : Hier l~Bt sich in mehreren Schnitten weder eine Zellmembran zwischen Eizelle nnd Spermienkopf noch eine Membran- begrenzung um den Spermienkopf oder Reste der Acrosomenmembran nach- weisen (Abb. 6). Im Cytoplasma der Eizelle liegen in diesem Bereich eine Ffille kleiner Bl~schen. Zwischen Spermienkopf und Zona pellucida kommen diese Blhschen ebenfalls vor. Jedoch linden sich hier auch noch schmale membran- begrenzte Cytoplasmainseln. In Schnitten, die mehr zum Rand des Spermien- kopfes hin liegen, sind diese Cytoplasmainseln bereits zu einer kontinuierlichen Platte zusammengeflossen, die mit dem Eizellcytoplasma in Verbindung steht (Abb. 6). Hier liegen also Teile des Spermienkopfes schon fast intrazellulgr. Der distale Tefl des Spermienkopfes befindet sich dagegen noch auBerhalb der Eizell- membran.

Die Penetration von Spermium 2 ist schon welter fortgeschritten (Abb. 7). Der Spermienkopf ist mit dem grSI~ten Tell bereits in das Cytoplasma der Eizelle eingedrungen. Nur ein kleiner distaler Abschnitt ragt noch frei in den perivitellinen Spalt hinein. Die Membran der Eizelle zeigt in der Umgebung der Penetrations- stelle einen kontinuierlichen Verlauf. Sie endet offenbar an der Berfihrungsstelle mit dem Spermienkopf, da sich um diesen selbst weder im Eizellcytoplasma noch am frei herausragenden Abschnitt eine Membranbegrenzung nachweisen liil]t. Auch die angeschnittenen Teile des Hals- und Mittelstfickes sind nicht mehr yon einer Membran umgeben. Eine Einbeziehung der Spermienmembran in die Mem- branbegrenzung der Eizelle kann also nicht dargestellt werden. Dagegen kommen, iihnlich wie bei Spermium 1, zahlreiche Vesikel im perivitellinen Spalt und im benachbarten Eizellcytoplasma in der Umgebung der Spermienanschnitte vor. Bei st~rkerer VergrSl3erung lassen sich in den Randpartien des aui~erordentlich dichten Spermienzellkopfes kleine Filamente yon 50--100 A Dicke nachweisen, die eine kurze Strecke in das anliegende Eizellcytoplasma hineinragen und dort frei enden. Von hier aus lockert sich dann das Spermienchromatin wghrend der Umbildung zum m/~nnlichen Vorkern zunehmend auf.

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Abb. 5a--e . Teile des proximalen Schwanzteiles (a, b und c) sowie des Mittelstiickes (d und e) im peritellinen Spalt. O Eizelle, P S perivitelliner Spalt, Z P Zona pellucida. Vergr. a 1 : 8000,

b 1:18000, c 1:40000, d 1:30000, e 1:24000

Das E ide r l~atte w/~hrend der Befruchtung 611

Abb. 6a und b. Spermienkopf (Spermium 1) ohne deutliche Membranbegrenzung zum Eizell- eytoplasma Q) und zum perivitellinen Spalt (*) hin. Zahlreiche Vesikel in der Umgebung ( • ). Plattenartige Cytoplasmainseln zwischen Spermienkopf und Zona pellucida (*). Vergr. 1:25 000

612 H . J . MERKER und E. K()HLER:

Abb. 7 a u. b. Spermienkopf ( • ) w~hrend der Penetration in das Eizellcytoplasma (Spermium 2). Eizellmembran im Quer- (~) und Schr~gschnitt (*). Zahlreiche Vesikel in der Umgebung. a Schnitt durch den Halsteil (H), b Schnitt durch das Mittelstiick (M). Vergr. 1:35000

Das Eider Ratte w~hrend der Befruchtung 613

Diskussion

Zur Befruchttmg mu~ das Spermium 1. die Follikelzellschicht, 2. die Zona pellucida und 3. die Eizellmembran fiberwinden. Bei verschiedenen S~ugetier- arten ist die Packung der Follikelzellen im Lumen der Tube noch so dicht, dal3 cine Durchwanderung trotz der Motilit~t der Spermien nur durch eine gleich- zeitige Wirkung lytischer Enzyme gelingt (Lit. s. AUSTIN, 1965, 1965a; ROssE, 1967). Bei tier Ratte allerdings kommen in diesem Zeitraum zwischen den Follikel- zellen weite Interzcllularri~ume vor und die Zahl der Zellkontakte ist gering. Auf- grund dieser Bilder kann angenommen werden, daI~ die Spermien bei der Ratte aUein durch ihre Eigenbeweglichkeit die Zona pellucida erreichen kSnnen. Die einzelnen Biindel aus feblen Filamenten (Mukopolysaccharid-Proteinf~den?) zwischen den Follikelzellen iiben keine Barrierenfunktion aus, da sie in grol~en Bezirken v611ig fehlen. Sie bewirken eher den lockeren Zusammenhalt dieses Zell- verbandes.

Das elektronenmikroskopische Bild der Zona pellucida und ihr Vcrhalten bei mikromanipulatorischen Eingriffcn sprechen dagegen fiir eine betr~chtliche Festigkeit dieser Hfille. Ihre Perforation gelingt deshalb nur durch Mitwirkung lytischer Enzyme, die ws der Spermiogenese im Acrosom gestapelt werden. Bei der Beriihrung der Zona zcrfallen dann die Membranen der Spermien und des Acrosoms vesikul/ir. Die acrosomalen Enzyme werden dabci freigesetzt und 16sen in einem eng umschriebenen Bezirk die Zona auf (AUSTIN, 1963, 1965; AUSTIN et al., 1958; BARROS et al., 1967; MOnlCA~D et al., 1960). Nach dem Eindringen des Spcrmiums l ~ t sich an dieser Stelle elektronenmikroskopisch ein scharf begrenzter Kanal darstellen (DIcKMANN, 1965; HADES, 1963; MAZANI~K et al., 1963). Die Perforationsstelle schlieBt sich dann yon innen her alhni~hlich wieder. In den Zonae yon Zweizellstadien sind solche 0ffnungen deshalb nicht mehr nach- weisbar. Gleichzeitig ver~ndert sich ]cdoeh ihr Aufbau. Die Filamente werden dicker und lagern sich zu kleinen parallel verlaufenden Biindeln zusammen. Auf diesen Vorgang kSnnen die Anderungen der mechanischen Eigenschaften der Zona pellucida nach der Befruchtung zuriickgeffihrt werden. Diese Zonareaktion (AusTIN, 1965, 1965a; MINTZ, 1965; SZOLLOSI, 1961) soll das Eindringen weiterer Spermien erschweren. Die dabei ablaufenden Strukturveri~nderungen weisen auf eine Polymerisation der fi~digen Mukopolysaccharid-Proteinkomplexe hin. (~ber die ausl6senden Ursachen lassen sich aufgrund der elektronenmikroskopischen Befunde allein kaum Aussagen machen. Eine Beteiligung der corticalen Granula, die nach der Befruchtung ausgestol~en werden, oder der peritvllinen Fliissigkeit, kann vermutet werden (AusTIN, 1956, 1965; SZOLLOSI, 1962; STEG~ER, 1967).

Nach der DurchstoI~ung der Zona pellucida dringt das Spermium nicht sofort in das Eizellcytoplasma ein. Die Perforationsstelle liegt 15--20 ~ vom penetrieren- den Spermienkopf entfernt. Serienschnitte zeigen das Mittelstfick und proximale Teile des Schwanzes in groi~er Entfernung yon Perforations- und Penetrations- stelle. Diese Befunde sprechen fiir eine aktive Bcweglichkeit der Spernfien auch im perivitellinen Spalt. Eine rotierende Bewegung der Eizelle in der Zonahfille, die bei vitalmikroskopischer Betrachtung h~ufig gesehen wird, mui~ jedoch eben- falls berficksichtigt werden.

40a Z. Zellforsch., Bd. 86

614 H . J . MERKER und E. KOHLER:

Beim Eindr ingen des Spermienkopfes in die Eizelle spielen endocyto t i sche oder phagocyto t i sche Vorgi~nge keine Rolle (SzoLLOSI et al., 1961). Auch acro- somale Tubuli , die sich z .B. bei mar inen Wirbel losen aus der inneren Acrosomen- m e m b r a n entwickeln und erste K o n t a k t e zwischen den Membranen der Eizelle und des Sperminms herstel len, wurden bei S/~ugetieren bisher n icht mi t Sicherhei t beobachte t . Hier durchst6Bt das Spermium auch n icht radi/ ir die Zona und dr ing t auch n icht in dieser R ich tung in die Eizelle ein. Es l iegt v ie lmehr flach zwischen E ize l lmembran und Zona pel lucida und scheint auch in dieser Posi t ion in die Eizelle aufgenommen zu werden. Bei der R a t t e weist die groBe Zahl vesikul/ irer S t ruk tu ren im Cytop lasma der Eizelle und im per ivi te l l inen Spa l t eher auf einen vesikul/ iren Zerfall der E ize l lmembran an dieser Stelle hin. Der Spermienkopf senkt sich dann offenbar nack t in diesen frei l iegenden Cytop lasmabez i rk ein, da sich zu diesem Ze i tpunk t keine Membranbegrenzung mehr nachweisen l~Bt. Nach bisheriger Auffassung (SzoLLOSI, 1961; SZOLLOSI et al., 1961; AUSTIN, 1965; IZQUIERDO et al., 1962) verschmelzen j e t z t die E ize l lmembranen in der Nachbar - schaf t dieses Loches mi t den Membranen des Spermienmit te l s t i ickes und stellen so die Kontinui t i~t der Membranbegrenzung wieder her (Membranmosaik) . Jedoch konnte eine Membrankont inu i t / i t mi t dem noch im per ivi te l l inen Spa l t l iegenden Spermienmi t te l s t i i ck bisher noch n icht sicher mi t gu te r Pr i ipa ra t ions techn ik nach- gewiesen werden. I n unseren Bi ldern li~6t sich um das Spermienmi t te l s t i i ck keine kont inuier l iche Ze l lmembran mehr darstel len. Dieser Befund kann natf ir l ich pr/i- pa ra t ionsbed ing t sein. Allerdings s ind alle anderen Membransys t eme gu t e rha l ten und die Bi lder s t ammen yon verschiedenen Einbe t tungsre ihen . Soll ten aber die Membranen der Spermien im per ivi te l l inen R a u m tats/ ichl ich zugrundegehen oder mindes tens empfindl icher werden, muB angenommen werden, dab sie n icht in die E ize l lmembran e ingebaut werden und dab die Kont inu i t / i t der E ize l lmembran zeitweise ver loren geht . D a m i t gewinnt die s ta rke Ausbi ldung der Zona pel lucida bei diesen Eiern an t~edeutung. Sie m/i6te diese Vorg/~nge dann nach au6en absichern. Auch die No twend igke i t einer r / iumlichen Dis tanz zwischen Perfora- t ions- und Pene t ra t ionss te l le erscheint sinnvoll.

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Priv.-Doz. Dr. H. J. MERKER II. Anatomisches Insti tut 1 Berlin-Dahlem, KSnigin-Luise-Str. 15

40b Z. Zellforsch., Bd. 86