title: The embryonic development of the phylactolaemate bryozoan Plumatella casmiana
Creators: name: Bibermair, Julian
Publisher: name: :none
Year: 2020

description: Bryozoen sind eine Gruppe kolonialer, sessiler Filtrierer innerhalb der Lophotrochozoa, die vorwiegend in marinen Lebensräumen vorkommen. Alle Bryozoen sind hermaphroditisch und besitzen demnach sowohl ein Ovar, welches sich an der Körperwand formt, also auch Hoden, die meist entlang eines peritonealen Gewebsstranges auftreten. Phylactolaemata stellen eine Gruppe reiner Süßwasser-Bryozoen dar, die aus rund 80 Arten besteht. Die sexuelle Reproduktion jener Gruppe beinhaltet Brutpflege in einem Brutsack, der aus einer Invagination der Körperwand hervorgeht. Detaillierte Studien über die sexuelle Entwicklung der Phylactolaematen gehen auf das späte 19. bzw. frühe 20. Jahrhundert zurück. Einige Aspekte, wie etwa der Transfer der Oozyte in den Brutsack oder auch die Plazentation wurden in der Vergangenheit widersprüchlich beschrieben und verlangen daher nach einer erneuten Untersuchung. Diese Studie untersucht die Embryogenese der Süßwasser-Art Plumatella casmiana anhand von 3D-Rekonstruktionen basierend auf Schnittserien und Elektronenmikroskopie. Frühe Embryonen entwickeln sich in eine einschichtige Blastula mit zentralem Hohlraum. Innerseitig setzt sich ein Mesoderm via Delamination ab . In der Gattung Plumatella entstehen nacheinander zwei voll funktionsfähige Polypide durch Ingression und Proliferation des Ektoderms und des Mesoderms. Das Resultat der sexuellen Entwicklung ist eine bewimperte „Mantellarve“, die zwei Zooide, also eine Gründerkolonie, beherbergt. Im Laufe der Entwicklung ist der Embryo durch unterschiedliche „Plazentazellen“ zeitweilig in Kontakt mit dem mütterlichen Zooid. Ultrastruktur-Daten zeigen, dass diese „Plazentazellen“ den Embryo nicht zwingend mit Nährstoffen versorgen. Zytologische Befunde, wie etwa die Anzahl und Häufigkeit von Mitochondrien, deuten dennoch auf eine extra-embryonale Nährstoffversorgung hin. Dies geschieht vermutlich, indem der Brutsack Nährstoffe von dem Coelom des Mutterzooids in sein Lumen transferiert, wo sie vom Embryo absorbiert werden (Histotrophie). Insgesamt bestätigt diese Studie den allgemeinen Entwicklungsablauf von Plumatella. Die 3D-Rekonstruktion erlaubt eine elaboriertere Darstellung der verschiedenen Entwicklungsstadien. Außerdem geht aus dieser Studie hervor, dass Histotrophie und weniger wahrscheinlich Placentotrophie erfolgt. Folglich sollten die „Plazentazellen“ viel mehr als primäre und sekundäre Kontaktzellen angesprochen werden.
description: Bryozoans are a chiefly marine group of colonial sessile filter feeders within the Lophotrochozoa. All bryozoans are hermaphrodites, with an ovary developing from the body wall and testes often forming on peritoneal strands. In the exclusively freshwater inhabiting phylactolaemates, reproduction involves brooding in form of an invagination of the body wall, the embryo sac. Detailed studies on the sexual development of phylactolaemates date back to the late 19th and early 20th century and many aspects of development such as oocyte transfer and placentation need a reinvestigation owing to previous contradictive findings. This study focuses on the embryogenesis of the fresh-water species Plumatella casmiana by using serial-section 3D-reconstruction techniques and transmission electron microscopy. Early embryos develop into a single-layered blastula that forms a small central cavity. Subsequently, a mesodermal layer delaminates inside the blastula, following a gradient along the longitudinal axis from aboral to oral. In Plumatella two polypides form successively via ingression and proliferation of both tissues, resulting in a ciliated “mantle larva” that houses two zooids. The embryo temporarily forms two different contacts to the maternal tissues. Ultrastructural details show that ‘placental’ cells do not necessarily provide extra embryonic nutrition. Furthermore, cytological features indicate that the embryo is nourished as the brood sac takes up nutrients from the maternal coelom and releases them into its internal lumen. Overall, this study confirms the general process of sexual development in plumatellids and shows small differences e.g. the timing of bud formation. Moreover, the modern methods and better preservation in the present study reveal the delaminating process of mesoderm formation and allow a sophisticated visualisation of developmental stages. Eventually, the present study shows, that ‘placental cells’ form differently from previous descriptions. Furthermore, a different way of matrotrophy (histotrophy) and hence revision of ‘placental cells’ is suggested. Consequently, independently formed ‘placental cells’ should rather be referred to as primary and secondary contact cells.