Karyotypvariation und Heterochromatinmuster bei Igeln (Erinaceus und Hemiechinus)

Abstract

The chromosome variations found in the two European forms of Erinaceus have been studied by the use of ³H-Thymidine autoradiography in karyotype analyses and of meiotic preparations. The observations in Erinaceus are compared with the results of two forms of Hemiechinus. — The Western and the Eastern European hedgehogs (Erinaceus) have 48 chromosomes. Marked karyotypic differences corroborate the view that they represent different species, i.e. E. europaeus and E. roumanicus. Both possess large amounts of late labelling autosomal heterochromatin which corresponds to heteropyknotic non-pairing segments in meiosis and to large chromocenters in the interphase nuclei. — Obviously, the prominent variations of the chromosomes in E. europaeus and E. roumanicus concern the heterochromatic autosomal segments which probably represent genetically inactivated material. It is proposed that the gross karyotypic differences result from translocations, and possibly pericentric inversions, of heterochromatin and, therefore, are of lesser genetic importance. The genetically more effective changes in speciation, however, must mainly be caused by minor rearrangements or gene mutations. — H. auritus and H. megalotis have identical karyotypes (also with 48 chromosomes) and similar DNA-replication patterns. Larger heterochromatic segments are absent from mitotic and meiotic chromosomes. The lack of karyotype differences is in line with biometric data leading to consider H. megalotis as a subspecies of H. auritus. — It is conceivable that heterochromatinization as cytologic mechanism of karyotype evolution is not restricted to the European hedgehogs (Erinaceus). Other mammalian species displaying similar features must, however, be found in order to prove a more general importance of this principle.

Zusammenfassung

Die Vermutung, daß die Insektivoren in besonderem Maße Strukturvariationen der Chromosomen im Prozeß der Evolution der Arten widerspiegeln, war Ausgangspunkt dieser Arbeit.

Die Chromosomenuntersuchungen bei Erinaceus europaeus (Westigel) und E. roumanicus (Ostigel) sowie bei Hemiechinus auritus und H. megalous zeigten, daß alle vier Formen die gleiche Chromosomenzahl von 48 besitzen.

H. auritus und H. megalotis haben einen identischen Karyotyp und das gleiche DNS-Replikationsmuster. Der Befund kann als Beleg für die Annahme gelten, daß beide einer gemeinsamen Art zugehören und H. megalotis nur eine Großform von H. auritus darstellt.

Beide Arten der europäischen Igel (Erinaceus) besitzen, anders als Hemiechinus, große, spät replizierende und in der Meiose heteropyknotische Segmente, die als autosomales Heterochromatin aufgefaßt werden. Die sehr auffälligen Unterschiede der Karyotypen betreffen überwiegend diese heterochromatischen Segmente des Genoms, die möglicherweise besonders günstige Voraussetzungen für strukturelle Umschichtungen im Laufe der Evolution boten.

Vermutlich stellt das autosomale Heterochromatin einen genetisch inaktiven Anteil des Chromosomenkomplements dar. Seine Umlagerung im Laufe der Evolution ließ in cytologischer Hinsicht grobe Variationen des Genoms zu, ohne daß der genetisch aktive euchromatische Bestandteil des Genoms in gleichem Ausmaße betroffen wurde. Die beiden europäischen Igelarten sind dafür ein deutliches Beispiel.