Abstract
The ultrastructural features, characterizing the different types of spermatogonia and spermatocytes in the blue fox, have been studied within and near the reproductive season, and also in the summer and autumn.
Two distinct types of spermatogonia — A and Β — are described. The A-spermatogonia often have a prominent nucleolus and numerous cytoplasmic organelles including characteristic whorls of AER. Large vacuoles containing electron dense particles are sometimes observed. In the B-spermatogonia the chromatin forms condensed areas of varying size, and the nucleolus is usually absent. The number of cytoplasmic organelles is generally small.
Ultrastructural characteristics are further used to distinguish between the different stages in the prophase of the primary spermatocytes. In leptotene the nucleus contains a thread-like chromatin with electron dense peripheral areas. Towards the end of the stage the mitochondria display dilated cristae, and aggregations of a granular material can be observed in the intermitochondrial matrix. Zytogene is characterized by the appearance of syniaptinemal complexes in the nucleus, and of the chromatoid body and piles of annulate lamellae in the juxtanuclear cytoplasm. In pachytene the chromosomes become apparent as aggregations of condensed chromatin associated with the synaptinemal complexes. The Golgi complex is more prominent than in the previous stages, and the number of the other cytoplasmic organelles is increasing. In the last stages of the prophase (diplotene and diakenesis) the chromosomes become still more electron dense, the nucleolus appears as a very prominent structure, and there is a marked vesiculation of the cytoplasm.
The secondary spermatocytes have a characteristic nucleus with a somewhat irregular outline and larger peripheral areas of condensed chromatin. In the cytoplasm a double Golgi complex is frequently observed.
In the summer and autumn spermatocytes in zygotene seem to represent the most advanced form of spermatogenic cells.
Keywords: spermatogonia, spermatocytes, fine structure, blue fox
Sammendrag
De forskjeilige typer av spermatogonier og spermatocytter hos blårev er undersøkt ved elektronmikroskopi. Undersøkelsesmaterialet besto av testikkelvev skaffet tilveie ved kastrasjon av kjønnsmodne rever – dels like før, under og like etter avlssesongen (mars – april) – dels utover sommeren og høsten.
Av spermatogoniene, som alltid ligger nær inntil basalmembranen av epitelet, ble det funnet to distinkt f orskj eilige typer. Type A-sper- matogoniene hadde tilnærmet rund kjerne med små partier av for- tettet kromatin og en stor velutviklet nucleolus. I Cytoplasma, som var relativt rikt på organeller, kunne en av og til iaktta koncentriske dan- nelser bestående av AER. Videre ble det forholdsvis ofte observert større og mindre vakuoler, dels intracellulært, dels intercellulært melloni spermatogoniet og den tilgrensende Sertoli-celle. Type B-sperma- togoniene hadde avlang kjerne av noe varierende størrelse, med større kromatinfortetninger og en lite framtredende nucleolus. Det var relativt sparsomi med cytoplasmatiske organeller.
De primære spermatocytter ble oft est funnet i meiotisk profase, og på grunnlag av en del ultrastrukturelle karakteristika kunne denne også hos blårev inndeles i flere klart definerte stadier. I leptotene var kromatinet trådaktig med fortetninger ut mot kjernemembranen. Mot slutten av stadiet kunne en iaktta dilaterte cristae i mitochondri- ene. Mellom disse ble det ofte observert ansamlinger av granulær elek- tron-tett substans. I zygotene opptrådte såkalte synaptinemal-kom- plekser i kjernen, og i cytoplasma kunne en tett inntil kjernemembranen påvise det s.k. kromatoidlegeme og dessuten tydelige lamell- strukturer (cytoplasmic annulate lamellae). I pachytene kom kromo- somene tydelig fram som markante kromatin-fortetninger knyttet til synaptinemal-kompleksene, og i cytoplasma som nå hadde tiltatt sterkt i omfang fant en et velutviklet Golgi-kompleks foruten tallrike andre cytoplasmatiske organeller. I de siste stadier av profasen (di- plotene og diakinesis) økte kromosomenes elektrontetthet ytterligere, nucleolus ble vanligvis svært framtredende, og cytoplasma var gjerne sterkt vesiculert.
De sekundære spermatocytter viste en karakteristisk, ofte noe uregelmessig kjerne med større perifere partier av fortettet kromatin. I cytoplasma kunne en ofte se to, tilsynelatende atskilte Golgi-kom- plekser.
Samtlige av de omtalte celletyper kunne påvises fra midten av januar til slutten av mai. Fra og med midten av juni syntes Spermatogenesen å stoppe opp relativt tidlig i profasen av først meiotiske deling, idet en nå ikke kunne registrere mer avanserte celletyper enn primære spermatocytter i zygotene.
Full Text
The Full Text of this article is available as a PDF (2.0 MB).
References
- Andersen, K.: Ultrastructural studies of blue fox spermatozoa. Acta vet. scand. 1974, 15, 620–630. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
- Andersen K. Zbl. Vet-Med. Reihe A. 1978. Fine structure of developing spermatids used as a basis for staging of the spermateleosis in the blue fox (Alopex lagopus) [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- Bishop, M.W. & A. Walton: Spermatogenesis and the structure of mammalian spermatozoa. In Marshall’s Physiology of Reproduction, ed. Parkes. Longmans, London 1960, vol. 1:2, 1–129.
- Clermont, Y.: Spermatogenesis in man. A study of spermatogonial population. Fertil. and Steril. 1966, 17, 705–721. [PubMed]
- Comings, D.E. & T.A. Okada: The chromatoid body in mouse spermatogenesis: Evidence that it may be formed by extrusion of nucleolar components. J. Ultrastruct. Res. 1972, 39, 15–23. [DOI] [PubMed]
- Dgm M, Fawcett DW. Further observations on the spermatogonia, spermatocytes and spermatids connected by intercellular bridges in mammalian testis. Biol. Reprod. 1971;4:195. doi: 10.1093/biolreprod/4.2.195. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- Fawcett, D. W.: Observation on cell differentiation and organelle continuity in spermatogenesis. Proc. Int. Symp. Spermatozoon, Edinburgh}, ed. Beatty and Gluecksohn-Waelsch 1972, p. 37–68.
- Fawcett, D. W., E.M. Eddy & D. M. Phillips: Observations on the fine structure and relationship of the chromatoid body in mammalian spermatogenesis. Biol. Reprod. 1970, 2, 129–153. [DOI] [PubMed]
- Gardner, P. J. & E. Holyoke: Fine structure of the seminiferous tubule of the Swiss mouse. I. The limitting membrane, Sertoli cell, spermatogonia and spermatocytes. Anat. Rec. 1964, 150, 391–404. [DOI] [PubMed]
- Kierszenbaum, A.L. & L. L. Tres: Nucleolar and perichromosomal RNA synthesis during meiotic prophase in the mouse testis. J. Cell Biol. 1974, 60, 39–53. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
- Merkow, L. & J. Leighton: Increased numbers of annulate lamellae in the myocardium of chick embryos incubated at abnormal temperatures. J. Cell Biol. 1966, 28, 127–137. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
- Millonig G. Advantages of a phosphate buffer for OsO4 solutions in fixation. J. appl. Phys. 1961;32:1637. [Google Scholar]
- Mirre, C. & A. Stahl: Ultrastructural study of nucleolar organizers in the quail oocyte during meiotic prophase. I. J. Ultrastruct. Res. 1976, 56, 186–201. [DOI] [PubMed]
- Monesi, V.: Synthetic activity during spermatogenesis in the mouse. Exp. Cell Res. 1965, 39, 197–224. [DOI] [PubMed]
- Moses, M. J.: Chromosomal structure in crayfish spermatocytes. J. biophys. biochem. Cytol. 1956, 2, 215–218. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
- Nicander, L. & P. Plöen: Fine structure of spermatogonia and primary spermatocytes in rabbits. Z. Zellforsch. 1969, 99, 221–234. [DOI] [PubMed]
- Norberg, H. S.: The follicular oocyte and its granulosa cells in domestic pig. Z. Zellforsch. 1972, 131, 497–517. [DOI] [PubMed]
- Norberg, H. S.: Ultrastructure of pig tubal ova. The unfertilized and pronuclear stage. Z. Zellforsch. 1973, 141, 103–122. [DOI] [PubMed]
- Ortavant, R., M. Courot & M. T. Hochereau: Spermatogenesis and morphology of the spermatozoon. In Reproduction in Domestic Animals, ed. H. H. Cole and P. T.. Cupps. Sec. Ed. Acad. Press, New York and London 1969, 251–276.
- Reynolds, E. S.: The use of lead citrate at high pH as an electronopaque stain in electron microscopy. J. Cell Biol. 1963, 17, 208–212. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
- Roosen-Runge, E. C.: The process of spermatogenesis in mammals. Biol. Rev. 1962, 37, 343–377. [DOI] [PubMed]
- Schulz, H.: Elektronenmikroskopische Untersuchungen eines Mammakarzinoms der Ratte. (Electron microscopy of a mammary carcinoma in rat). Oncologia (Basel). 1957, 10, 307–329. [PubMed]
- Söderström, K. O. & M. Parvinen: Incorporation of 3H uridine by the chromatoid body during rat spermatogenesis. J. Cell Biol. 1976, 70, 239–246. [DOI] [PMC free article] [PubMed]
- Zamboni L. Fine Morphology of Mammalian Fertilization. New York, Evanston, San Francisco, London: Harper & Row.; 1971. [Google Scholar]
- Zamboni, L. & L. Mastroianni: Electron microscopic studies on rabbit ova. II. The penetrated tubal ovum. J. Ultrastruct. Res. 1966, 14, 118–132.
- Zamboni, L., D. R. Mishell, J. Bell & M. Bacca: Fine structure of the human ovum in the pronuclear stage. J. Cell Biol. 1966, 30, 579–600. [DOI] [PMC free article] [PubMed]