Comparison of early stages of gonad development in selected bird species

Gonady są narządami kluczowymi dla rozwoju płciowego i rozmnażania osobnika. Ich prawidłowy rozwój gwarantuje produkcję gamet w życiu dorosłym. Rozwój gonad ptaków charakteryzuje się wyjątkową cechą – asymetrią, widoczną zwłaszcza w układzie rozrodczym samic. Dotychczas wśród ptaków gonadogenezę szczegółowo opisano u kury domowej, niemniej jednak skupiano się na bardziej zaawansowanych stadiach rozwojowych pomijając najwcze-śniejsze etapy gonadogenezy. W niniejszej pracy przedstawiono zmiany zachodzące w strukturze gonad czterech gatunków ptaków (kura domowa, kaczka domowa, gołąb domowy, zeberka zwyczajna), począwszy od najwcześniejszego etapu formowania się grzebieni płciowych. Okazało się, że wyraźna asymetria gonad obecna jest od samego początku wyodrębniania się grzebieni płciowych. Lewy grzebień płciowy jest grubszy niż prawy i zasiedlają go liczniejsze komórki prapłciowe. Komórki te są szczególnie liczne u zeberki. Gonady niezróżnicowane są zbudowane z kory, powstającej ze zgrubionego nabłonka celomatycznego, oraz z rdzenia, który formuje się w wyniku skupiania się komórek mezenchymy. W pracy opisano relacje zawiązków gonad z sąsiednimi strukturami oraz zaproponowano możliwe oddziaływania indukcyjne między nabłonkiem celomatycznym, mezenchymą, śródbłonkiem żyły głównej oraz ciałkiem nerkowym. Wyniki badań pomogły opisać także proces płciowego różnicowania się jąder i jajników u tych czterech gatunków ptaków. W związku z zasiedleniem zawiązka lewej gonady u zeberki przez wyjątkowo liczne komórki germinalne, struktura gonad u tego gatunku okazała się odmienna niż u pozostałych. Nie odnaleziono podziału na korę i rdzeń w rozwijającej się lewej gonadzie zeberki. Praca ta ukazała więc pewną różnorodność w rozwoju gonad różnych gatunków ptaków. Różnorodność ta dotyczy także nabłonka pokrywającego powierzchnię jąder. U kur i kaczek nabłonek jądra lewego jest wyraźnie grubszy niż nabłonek jądra prawego. U gołębi asymetria nabłonka powierzchniowego jąder jest nieznaczna, natomiast u zeberek jest nieobecna. Badania te ujawniły znaczną ilość niewyjaśnionych kwestii dotyczących mechanizmów kształtowania się struktury gonad. Pozwoliło to na postawienie szeregu hipotez, które wyznaczają ścieżki dla dalszych badań nad rozwojem gonad.

Gonads are key organs for an individual's sexual development and reproduction. Their development guarantees the production of gametes in adulthood. The development of bird gonads is characterized by a unique feature - asymmetry, especially visible in the reproductive system of females. So far in birds, gonadogenesis has been described in detail in chicken, but the studies have focused on the more advanced developmental stages, neglecting the earliest stages of gonadogenesis. This paper presents changes in the structure of the gonads in four bird species (chicken, duck, pigeon, and zebra finch), starting from the earliest stage of genital ridge formation. It appeared that a distinct asymmetry of both gonads is present from the very beginning of the formation of the genital ridges. The left genital ridge is thicker than the right one and is invaded by more numerous primordial germ cells. These cells are especially numerous in zebra finch. The undifferentiated gonads consist of the cortex, which is formed from the thickened celomic epithelium, and the medulla, which is formed by the aggregation of mesenchymal cells. The paper describes the relationship of gonadal anlage with adjacent structures and proposes possible induction interactions between the celomic epithelium, mesenchyma, endothelium of vena cava and the renal corpuscle. The results of the study also helped to describe the process of sexual differentiation into the testes and ovaries in these four bird species. Due to the colonization of the left gonad in the zebra finch by exceptionally numerous germ cells, the structure of the gonads in this species appeared different than in the others. The division into the cortex and medulla was not found in the developing left zebra finch gonad. This work therefore showed some diversity in the development of the gonads of different bird species. A diversity also was noted in the epithelium covering the surface of the testes. In chickens and ducks, the epithelium of the left testis is significantly thicker than that of the right testis. In pigeons, the asymmetry of the testes surface epithelium is slight, but absent in zebra finches. These studies revealed a large number of unclear questions about the mechanisms of formation of the gonad structure. This allowed to propose a number of hypotheses that mark the paths for further research on the development of gonads.