Spermatozeugmen und Paarungsverhalten bei Tripedalia cystophora (Cubomedusae)

Abstract

New observations on the complete life cycle of Tripedalia cystophora Conant have revealed that—because of the radialsymmetrically constructed body of the polyp and its complete metamorphosis into one medusa—the “Cubozoa” are unique in their development, systematics and evolution. the same is true for the sexual biology of their medusae. It has long been known that the female T. cystophora are larviparous; fertilized eggs develop within the gastral pockets into free-swimming planulae. How do spermatozoa approach the eggs inside the female? In laboratory cultures, young medusae could be raised to maturity. Rearing experiments and observations yielded surprising results, revealing a situation which is new for Cnidaria. In T. cystophora, ripe medusae of both sexes can be identified easily by the different colour and structure of the gonads. In the gonads of the ripe male, numerous spermatozoa are joined to form spermatozeugmata of a simple type. Numerous spermatozeugmata form big globular bodies (spermatophores), which develop in small grooves on the inside surface of the stomach. The spermatophores are transferred directly from the male to the female during successive steps of special mating behaviour. The observations confirm that Cubomedusae have reached the peak of medusan specialization.

Zusammenfassung

• 1. Durch die erfolgreiche Aufzucht der Polypengeneration von Tripedalia cystophora Conant war es in früheren Untersuchungen erstmals gelungen, den vollständigen Lebenszyklus einer Cubomeduse aufzuklären. Danach kann die bisherige systematische Einordnung dieser Gruppe in die Klasse Scyphozoa nicht länger aufrecht erhalten werden. Die “Cubozoa” stellen vielmehr auf Grund ihrer Entwicklungsgeschichte und der Morphologie und Anatomie ihrer Polypengeneration eine selbständige Gruppe dar, die evolutionistisch zwischen den Scyphozoen und Hydrozoen steht.

• 2. Durch die Aufzucht der Jungmedusen bis zur Geschlechtsreife war es möglich, Beobachtungen über die Fortpflanzungsbiologie von T. cystophora zu machen, deren Resultate für den Stamm Cnidaria und seine Medusenformen neu sind.

• 3. Die reifen männlichen und weiblichen Medusen sind durch die Farbe und Beschaffenheit der Gonaden auch äußerlich leicht zu unterscheiden.

• 4. Die Erschwerung der Besamung der Eier in den Gastraltaschen des Weibchens, die mit der bekannten Erscheinung der Larvipaire gegeben ist, wird dadurch ausgeglichen, daß eine direkte Übertragung der Spermatozoen durch die Bildung von Spermatozeugmen und Spermatophoren stattfindet.

• 5. Die Spermatozeugmen werden in den peripheren Abschnitten der Gonaden gebildet und stellen einen einfachen Typ ohne äußerlich erkennbare Trägerzellen dar.

• 6. In grubenartigen Einsenkungen des Magens am Eingang zu den Gastraltaschen werden die Spermatozeugmen zu größeren kugeligen Gebilden vereinigt.

• 7. Die Spermatophorennatur dieser Gebilde wird durch das besondere Paarungsverhalten bestätigt, bei dem Männchen und Weibchen sich mit je einem Tentakel verhaken. Bei dieser Paarbildung heftet das Männchen die aus dem Magen durch ejakulationsähnliche Kontraktionen des Mundrohres ausgestoßene Spermatophore an einen Tentakel des Weibchens an.

• 8. Die Schlußphase des Übertragungsvorganges konnte noch nicht beobachtet werden. Vermutet wird, daß das Weibchen die Spermatophore in den Mund und anschließend in den Magen aufnimmt, wo die Spermatozeugmen und aus diesen die Spermatozoen frei werden können.

• 9. Die Beobachtungen über die Fortpflanzungsbiologie von T. cystophora bestätigen, daß die Cubomedusen den Höhepunkt der Entwicklung bei Medusen darstellen.