Die Fahrenholzschen Organe der Dipnoi und Brachiopterygii

Summary

• 1. The skin, mainly the mucus cells, the superficial neuromasts, the taste buds, and the organs of Fahrenholz were studied by light microscopy in all recent genera of the Dipnoi and the Brachiopterygii.

• 2. The Dipnoi have one type of large mucus cell in the epidermis. The Brachiopterygii show two different types of mucus cells: large so-called “club-cells” and small granular-cells. All mucus cells secrete their contents onto the surface of the skin.

• 3. Taste buds are confined to the mouth region and in the Brachiopterygii, are extremely numerous on the upper side of the tip of the tongue. Sensory organs which differ from common taste buds were found in great number in the skin of Lepidosiren, and less numerous in the skin of Protopterus.

• 4. Crypt-like so-called “organs of Fahrenholz” were found in the skin of the head of Calamoichthys calabaricus. They are confined to the head region in Calamoichthys and Polypterus delhezi and are very numerous on the upper side of the snout. Similar organs of Fahrenholz occur in all three genera of the Dipnoi. In the lungfish they are distributed all over the body, with the exception of the unpaired fins. However, they are most numerous in the head region.

• 5. The organs of Fahrenholz in the Dipnoi are always sunken in the dermal layer of the skin; those in the Brachiopterygii never are. In their basal portions, the organs of Fahrenholz have a one-layered sensory epithelium which rests on a layer of supporting cells. Long, narrow wall-cells form the upper part of the crypt. The organs of Fahrenholz lack mucus cells. However, in their cavity they contain mucus derived from the epidermal mucus cells. A cilium was found in the sensory cells and upper wall-cells of only the Brachiopterygii.

• 6. The organs of Fahrenholz in the Brachiopterygii are surrounded by mantle cells and thus shielded from the ordinary epidermal cells. Also, they are always separated from each other. The organs of Fahrenholz in the Dipnoi lack mantle cells. They occur in groups in Neoceratodus, and sometimes are situated so close to each other in Lepidosiren that they can share a common upper part and a single external opening.

• 7. No basic differences were found between the organs of Fahrenholz of different sized Dipnoi. Only the size of the organ, the size of the cells and nuclei, the number of cells concerned, and the length/width ratio of the organ varied.

• 8. The organs of Fahrenholz in the Brachiopterygii and the Dipnoi are innervated. The silver-impregnation of the neurofibrillae (Bodian-Ziesmer) showed that free nerve endings formed fine fibrous networks which were especially dense around the organs of Fahrenholz.

• 9. The function and the significance of the organs of Fahrenholz are completely unknown. They are discussed in connection with the special mode of life of the Brachiopterygii and the Dipnoi.

Zusammenfassung

• 1. Die Haut aller rezenten Gattungen der Dipnoi und der Brachiopterygii, insbesondere die Schleimzellen, Neuromasten der Epidermis, Geschmacksknospen und die Fahrenholzschen Organe wurden lichtmikroskopisch untersucht.

• 2. Die Dipnoi besitzen einen Typ großer Schleimzellen in der Epidermis, die Brachiopterygii zwei verschiedene Typen, nämlich große, sog. „Kolbenzellen“ und kleinere Becherzellen. Alle Schleimzellen entleeren ihren Inhalt an der Hautoberfläche.

• 3. Bei den Brachiopterygii sind die Geschmacksknospen auf die Mundhöhle beschränkt und auf der Oberseite der Zungenspitze besonders häufig. In der Haut der Dipnoi wurden, bei Lepidosiren oft, bei Protopterus selten, Sinnesorgane gefunden, die von den üblichen Geschmacksknospen abweichen.

• 4. In der Kopfhaut von Calamoichthys calabaricus wurden kryptenförmige, sog. „Fahrenholzsche Organe“ entdeckt. Sie sind bei Calamoichthys und Polypterus delhezi auf die Kopfregion beschränkt. An der Schnauzenoberseite sind sie besonders zahlreich. Ähnliche Fahrenholzsche Organe sind bei allen drei Gattungen der Dipnoi auf der Kopfregion besonders häufig, aber auch am übrigen Körper, mit Ausnahme der unpaaren Flossen, verbreitet.

• 5. Die Fahrenholzschen Organe der Brachiopterygii sind nie, die der Dipnoi immer in die Cutis eingesenkt. Sie enthalten in ihrem basalen Teil ein einschichtiges Sinnesepithel, das auf Stützzellen ruht. Der distale Teil der Krypte wird von schmalen Wandzellen ausgekleidet. Schleimzellen fehlen in den Fahrenholzschen Organen. Der Schleim, den die Fahrenholzschen Organe in ihrem Lumen enthalten, entstammt den Schleimzellen der Epidermis. Nur bei den Brachiopterygii konnte für die Sinneszellen ein Cilium nachgewiesen werden, wie auch für die Wandzellen.

• 6. Die Fahrenholzschen Organe der Brachiopterygii werden von flachen Mantelzellen umgeben und gegen die übrige Epidermis abgeschirmt. Sie stehen immer einzeln. Eine Bedeckung durch Mantelzellen fehlt den Fahrenholzschen Organen der Dipnoi. Sie sind bei Neoceratodus in Gruppen und bei Lepidosiren manchmal so dicht beisammen, daß zwei Organe mit einem gemeinsamen distalen Teil ausmünden können.

• 7. Zwischen den Fahrenholzschen Organen verschieden großer Dipnoi bestehen keine grundlegenden Unterschiede. Die Verschiedenheiten betreffen nur die Größe der Organe, der Zellen und der Zellkerne, sowie die Zahl der beteiligten Zellen und das Verhältnis Tiefe: Breite des Organs.

• 8. Die Fahrenholzschen Organe der Brachiopterygii und der Dipnoi werden innerviert. Freie Nervenendungen bilden feine Fasernetze, die um die Organe herum besonders dicht sind, wie die Silberimprägnierung der Neurofibrillen nach Bodian-Ziesmer zeigt.

• 9. Funktion und Bedeutung der Fahrenholzschen Organe sind völlig unbekannt. Sie werden in Zusammenhang mit der besonderen Lebensweise der Brachiopterygii und Dipnoi diskutiert.