Nous avons montré dans les deux premiers mémoires de cette série que la centrifugation aux stades blastula et jeune gastrula peut provoquer une activation de redoblaste-, c’est à dire que sans aucune intervention d’un inducteur éventuel, l’ectoblaste constitue des tissus nerveux et neuroïdes, de la chorde, des somites, du pronéphros. Le caractère autonome de cette activité a pu être démontré par des expériences d’explantations (Pasteels, 1953a, p. 15) ou de greffes, soit homoplastiques (Pasteels, 1953a, p. 16), soit hétéroplastiques (Pasteels, 1953a, p. 17).

La sensibilité de l’ectoblaste vis-à-vis de la centrifugation varie cependant suivant les espèces, et pour la même espèce, suivant l’âge du développement (Pasteels, 1953b).

C’est ainsi que chez des espèces peu sensibles comme l’Axolotl ou Ambly-stoma punctatum, ou encore à des stades peu sensibles chez Rana temporaria ou Xenopus laevis, l’activation de l’ectoblaste ne dépasse pas un stade subliminal. Dans ce cas, elle ne peut s’exprimer de façon autonome, c’est-à-dire après isolement et culture in vitro, mais lorsque cet ectoblaste sensibilisé se met au contact d’un inducteur normal, ses prestations dépassent celles du développement normal, et il se forme ainsi des vésicules neurales surnuméraires, ou des fragments de chorde inclus dans le névraxe (Pasteels, 1953a, p. 18, 1953b, pp. 128 et 129). Sur ce point, nous n’aurons à revenir que dans nos conclusions générales.

Il n’en est pas de même pour la véritable activation autonome, réalisée aux stades sensibles (blastula avancée et jeune gastrula chez la Grenouille, blastula chez le Xénope, jeune gastrula chez le Pleurodèle). Nous avons vu (Pasteels, 1953a, p. 18) que l’isolement de l’ectoblaste activé, et sa culture in vitro ne mène qu’à l’obtention de tissus neuraux, chordaux, mésoblastiques, et non à la formation de véritables organes, encore moins de systèmes axiaux. Ceux-ci dépendent de l’axe primaire de l’hôte, soit qu’ils soient laissés en place dans l’embryon centrifugé, ou qu’ils aient été greffés dans un hôte normal.

Dans ces conditions, on obtient des axes secondaires, à caractère exclusivement chordencéphalique et tronco-caudal, dont les constituants sont mal équilibrés; c’est tantôt la chorde, tantôt le mésoblaste, plus souvent le névraxe qui se trouvent en excès. Les monstres qui en résultent sont très semblables à ceux qui sont obtenus sous l’effet d’un inducteur hétérogène, par exemple du rein de Cobaye, tué par l’alcool, dans les expériences de Toivonen (1940).

Comme dans ces cas d’inductions hétérogènes, 1’ ‘embryon secondaire’ se met en relation avec les ébauches primaires de l’embryon et il en résulte ainsi une interaction morphogénétique entre les deux systèmes. Nous avons déjà analysé l’influence de l’‘hôte’ sur les ébauches secondaires (cf. Pasteels, 1953a, p. 18). Reste à considérer la relation inverse: l’influence morphogénétique des complexes issus de l’ectoblaste isolé sur les organes primaires de l’embryon. C’est ce que nous envisagerons dans cette troisième partie.

Les effets de l’ectoblaste activé de Rana temporaria greffé sur la gastrula normale de Triturus helveticus

Il s’agit d’expériences dont le type a été décrit à la page 17 (Fig. 9) de notre premier mémoire (Pasteels, 1953a). L’ectoblaste de Rana a été prélevé immédiatement après la centrifugation et greffé sur la région ventro-animale de jeunes gastrulas de Triton.

1. Exp. 1949 VIII-5. La greffe est placée dans la voûte du blastocoele, un peu ventralement par rapport au pôle animal. L’embryon est fixé six jours après l’opération: on y voit sur la région abdominale gauche une grosse enclave de tissu fortement pigmenté de Rana, et immédiatement à son contact un appendice caudiforme, à pigmentation claire, caractéristique du Triton (Fig. 1a). Sur coupes (Fig. 1b et le) on aperçoit que le tissu greffé de Grenouille a édifié un rhombencéphale, un otocyste, de la chorde, des somites, ainsi que, au contact de la masse vitelline de Triton, un proctodaeum. Les tissus ambiants de l’hôte (Triton) se sont incorporés de diverses façons dans ce petit système secondaire. En divers points du rhombencéphale, des cellules de l’hôte se sont jointes au tissu de Grenouille; il en résulte notamment un petit rhombencéphale accessoire, constitué par du tissu de Triton, accompagné par un petit otocyste et qui se prolonge par une moelle dans la saillie caudiforme. Celle-ci contient en outre un prolongement de la chorde de Rana. Les tissus de Triton ont constitué également un petit amas de somites. Enfin, au contact de ce système axial accessoire en chimère, s’est creusée dans la masse vitelline de l’hôte une cavité digestive assez vaste, mais sans poches branchiales. Conclusion: il s’agit visiblement dans ce cas d’une induction assimilatrice exercée par le greffon sur l’ectoblaste, peut-être le mésoblaste et l’endoblaste de l’hôte.

FIG. 1.

Greffe d’ectoblaste centrifuge de Rana temporaria sur une gastrula normale de Trituras helvéticas, (a) Vue de l’embryon in toto au moment de la fixation. (b) et (c) Deux coupes successives passant par la greffe; les tissus de Rana sont indiqués par un pointillé épais, c. d. U, cavité digestive secondaire; ch. R., chorde de Rana; myél. R., myélencéphale de Rana-, myél. TR., myélen-céphale de Triton; névr. TR., névraxe de Triton; ot. R., otocyste de Rana; ot. TR., otocyste de Triton; pr. R., pronéphros de Rana; som. TR., somite de Triton.

FIG. 1.

Greffe d’ectoblaste centrifuge de Rana temporaria sur une gastrula normale de Trituras helvéticas, (a) Vue de l’embryon in toto au moment de la fixation. (b) et (c) Deux coupes successives passant par la greffe; les tissus de Rana sont indiqués par un pointillé épais, c. d. U, cavité digestive secondaire; ch. R., chorde de Rana; myél. R., myélencéphale de Rana-, myél. TR., myélen-céphale de Triton; névr. TR., névraxe de Triton; ot. R., otocyste de Rana; ot. TR., otocyste de Triton; pr. R., pronéphros de Rana; som. TR., somite de Triton.

2. Exp. 1949 VIII-11. L’opération est analogue à la précédente. L’embryon est fixé au 6e jour et montre une saillie dans la région cardiaque. Sur coupes (Fig. 2b et 2c) on voit que la greffe de Rana a produit une masse dans laquelle un tissu nerveux de caractère spino-chordencéphalique se mêle à du tissu chordal; on y trouve aussi un peu de myoblaste. L’hôte a réagi (Fig. 2 a et b) en constituant une expansion surnuméraire du diencéphale qui se prolonge jusqu’à la partie ventrale de la tête, et vient s’y mettre en contact avec l’explantat. Commentaires: ce cas explique la communication fréquente entre le cerveau primaire et l’ébauche secondaire. Il s’agit d’un ‘effet de pont’, visible également sur la Fig. 9, p. 17 de notre premier mémoire (Pasteels, 1953a). Il y a eu, dans Yectoblaste de l’hôte, une élévation du potentiel morphogénétique, produisant une extension du champ d’induction primaire jusqu’au contact du tissu greffé. Nous retiendrons le caractère peu spécifique de la réaction: le tissu greffé est spinal et chordencéphalique et il s’est produit une extension du diencéphale primaire.

FIG. 2c.

Greffe d’ectoblaste centrifugé de Rana temporaria sur une gastrula normale de Trituras helveticus. a, b, c. Trois coupes successives. Ch. R., chorde de Rana; Di. Tr., diencéphale (en excès) de Triton; Myobl. R., myoblastes de Rana; Nerv. R., névraxe de Rana.

FIG. 2c.

Greffe d’ectoblaste centrifugé de Rana temporaria sur une gastrula normale de Trituras helveticus. a, b, c. Trois coupes successives. Ch. R., chorde de Rana; Di. Tr., diencéphale (en excès) de Triton; Myobl. R., myoblastes de Rana; Nerv. R., névraxe de Rana.

3. Exp. 1949 VIII-8. La greffe est analogue à celle des expériences précédentes: un fragment de voûte blastocoelienne d’un œuf de Rana fraîchement centrifugé est placé près du pôle animal d’une gastrula de Triton, ventralement et un peu à droite (Fig. 3a). Le lendemain, l’hôte montre une plaque médullaire normale et le fragment implanté se voit en surface, sur le côté droit de la tête; il n’existe à ce stade aucune connexion entre le tissu greffé et la plaque médullaire de l’hôte, qui est toujours normale (Fig. 3b). Le surlendemain cependant la gouttière médullaire de l’hôte envoie un prolongement qui rejoint la greffe; celleci s’est étirée et partiellement enfouie sous les tissus de l’hôte (Fig. 3c). Le quatrième jour (Fig. 3d) la greffe s’est considérablement allongée dans le sens de l’axe céphalo-caudal de l’hôte, et la tête de l’hôte est nettement déviée vers la droite, au contact du greffon. L’embryon est fixé à ce stade. Sur coupes on constate que le greffon de Rana n’a constitué qu’une vaste glande adhésive, du mésenchyme, et une masse neuroïde pleine, encore pédiculisée à l’épiderme. Cependant le diencéphale de l’hôte, l’œil y compris, sont nettement hypertrophiés au contact du greffon. Commentaires: il s’agit de nouveau d’un ‘effet de pont’ et d’autant plus remarquable que l’hyperinduction du diencéphale de l’hôte est produite par le voisinage d’une greffe qui n’a produit que de la crête neurale, du tissu neuroïde et de la glande adhésive.

FIG. 3.

Greffe d’ectoblaste centrifugé de Rana temporaria sur une gastrula normale de Trituras helveticus. (a) Immédiatement après l’opération, (b), (c), (d), stades successifs jusqu’au moment de la fixation.

FIG. 3.

Greffe d’ectoblaste centrifugé de Rana temporaria sur une gastrula normale de Trituras helveticus. (a) Immédiatement après l’opération, (b), (c), (d), stades successifs jusqu’au moment de la fixation.

L’ensemble des résultats de ces expériences de greffe d’ectoblaste de jeunes gastrulas centrifugées de Rana au sein de l’ectoblaste ventral de gastrulas normales de Triton est résumé sur le tableau 1. En conclusion: l’ectoblaste activé de Rana, transporté au sein de l’ectoblaste normal de Triton peut produire des réactions de la part de cet hôte. Ces réactions sont de deux ordres: (a) une induction assimilatrice entraînant les tissus de Triton à participer à l’élaboration de l’embryon secondaire; (b) un ‘effet de pont’: l’extrémité antérieure de la gouttière médullaire envoie un diverticule au contact du greffon. Cet effet de pont n’est pas spécifique: des greffes ayant une évolution chordencéphalique et tróncale, ou même simplement neuroïde peuvent induire une hypertrophie du diencéphale de l’hôte.

TABLE 1.

Résultats de greffes d’ectoblaste présomptif de jeunes gastrulas centrifugées de Rana sur des gastrulas normales de Triton

Résultats de greffes d’ectoblaste présomptif de jeunes gastrulas centrifugées de Rana sur des gastrulas normales de Triton
Résultats de greffes d’ectoblaste présomptif de jeunes gastrulas centrifugées de Rana sur des gastrulas normales de Triton

Bien que la greffe xénoplastique constitue une condition de choix pour élucider les répercussions qu’exercent les organes secondaires sur la morphogenèse de l’hôte, il n’en est pas moins vrai que l’examen direct, sans autre expérimentation, des embryons résultant des séries centrifugées, permet souvent de dégager ces mêmes influences.

En effet, les éventuels organes mésoblastiques que la centrifugation produit par activation de l’ectoblaste diffèrent du mésoblaste vrai, c’est-à-dire du mésoblaste primaire, par une teneur moindre en plaquettes vitellines. Par exemple, en présence de tubes pronéphritiques au niveau de la paroi ventrale, il est possible, par la teneur des cellules en plaquettes, de décider s’il s’agit de dérivés de l’ectoblaste centrifugé, ou bien du mésoblaste ventral dont le potentiel morphogénétique a été élevé au contact des organes dorsaux issus de la centrifugation.

A titre d’illustration, nous présentons sur la Planche le détail du pronéphros d’un embryon dont la vue d’ensemble a été figurée dans notre second mémoire (Pasteels, 1953b; Planche 2, fig. D). On peut y voir que le même pronéphros se compose de deux sortes de cellules: les unes, peu chargées de plaquettes sont d’origine ectoblastique, tandis que d’autres cellules possèdent la même charge en vitellus que le mésoblaste ventral dont elles dérivent.

Une telle analyse permet de déceler deux ordres de réactions de l’‘hôte’ vis-àvis du complexe d’organes issu de l’ectoblaste centrifugé: (a) une élévation du potentiel morphogénétique du mésoblaste ventral qui constitue ainsi du pronéphros et des tubes urétéraux; (b) un effet sur l’endoblaste: au contact de l’embryon primaire, la masse vitelline peut se pédiculiser, puis une partie des cellules endoblastiques peuvent se détacher de la masse principale, pour s’incorporer à l’embryon primaire. Corrélativement, il se creuse une lumière secondaire.

Ces effets sont contrôlés par deux facteurs: (a) le potentiel morphogénétique des complexes secondaires; (b) leur localisation dans l’embryon primaire.

(a) Nous savons que le potentiel morphogénétique du complexe organique issu de la centrifugation dépend du stade auquel l’œuf a été centrifugé (cf. Pasteéis, IIe partie, 1953b, p. 126). Nous donnons ici (Tableau 2) un résumé récapitulatif des résultats obtenus dans deux lots de la même ponte de Rana temporaria, l’un centrifugé au stade de la blastula avancée, l’autre au stade du blastopore en petite faucille; n’ayant retenu pour cette comparaison que les embryons dont les ébauches secondaires sont placées au contact de la région abdominale.

TABLE 2.

Comparaison des prestations de ïectoblaste centrifugé et des réactions de l’hôte dans deux lots de la même ponte de Rana temporaria, centrifugés à des stades différents

Comparaison des prestations de ïectoblaste centrifugé et des réactions de l’hôte dans deux lots de la même ponte de Rana temporaria, centrifugés à des stades différents
Comparaison des prestations de ïectoblaste centrifugé et des réactions de l’hôte dans deux lots de la même ponte de Rana temporaria, centrifugés à des stades différents

Les prestations des deux séries sont très différentes. Les 14 embryons du 1er lot montrent un rhombencéphale secondaire, et sauf dans un cas douteux, une moelle, accompagnée de crête neurale. La chorde est présente dans 7 cas, et en petite quantité, dans deux autres; il y a des somites dans tous les cas sauf un. Dans tous les cas, le mésoblaste ventral de l’hôte constitue des tubes néphritiques, sous forme de pronéphros, au contact de l’ébauche secondaire; tandis que l’endoblaste se pédiculise dans cinq cas.

Dans le second lot, centrifugé au stade du blastopore en croissant, les prestations de l’ectoblaste sont médiocres (cf. Pasteels, 1953b, p. 132): jamais de myélencéphale ni de chorde, de la moelle dans deux cas douteux seulement, et une seule fois (plus un cas douteux) des somites. Les seules réactions apparaissant régulièrement sont les dérivés de la crête neurale (mésenchyme de nageoire et neuroblastes épars) ainsi qu’un proctodaeum. Aussi les réactions de l’hôte sontelles minimes: aucun effet sur l’endoblaste, tandis que le mésoblaste ventral ne forme des tubes néphritiques que dans 4 cas sur 16.

La qualité de ces tubes néphritiques est différente d’ailleurs dans les deux séries: dans le lot centrifugé au stade de la blastula avancée, la forte élévation du potentiel morphogénétique suscite la formation de pronéphros à partir du mésoblaste ventral; tandis que dans le lot centrifugé au stade du blastopore en faucille, on ne voit apparaître que des tubes simples, non circonvolués, sans néphrostomes, ayant plutôt l’apparence d’un uretère primaire.

Notons enfin que cette élévation de potentiel morphogénétique du mésoblaste ventral peut être suscitée par un ‘inducteur’ non spécifique.

Lorsque le mésoblaste ventral entre en contact avec la chorde et les somites et constitue du pronéphros, il s’agit d’un effet Yamada. Mais la même élévation du potentiel morphogénétique peut s’observer, en l’absence de dérivés chordomésoblastiques, au contact d’un rhombencéphale (cas 7 du Tableau 2 A), OU même au contact de simples dérivés de la crête neurale, ou d’un proctodaeum (cas 8,12, et 15 du Tableau 2 B). Donc l’élévation du potentiel morphogénétique du mésoblaste ventral au niveau néphritique peut résulter non seulement du contact avec du mésoblaste dorsal, mais aussi du contact avec des dérivés neuraux ou ganglionnaires.

(b) La position des complexes organiques secondaires par rapport à l’embryon primaire joue également un grand rôle quant à la nature des réactions de l’hôte. Des complexes organiques secondaires de nature tout à fait similaires (chordencéphaliques et spino-caudaux) peuvent se mettre en contact avec l’endoblaste à des niveaux divers: lorsque le contact s’opère au niveau du pharynx, c’est une paroi dorsale de pharynx qui est induite; tandis que c’est un intestin secondaire qui apparaît au niveau de la masse abdominale.

De même pour les tubes néphritiques: des pronéphros secondaires n’apparaissent que dans la zone s’étendant depuis l’extrémité postérieure du pharynx jusqu’aux limites postérieures du pronéphros normal. Une élévation de potentiel morphogénétique en arrière de cette zone, se traduit toujours par l’apparition de petits tubes uniques, et non circonvolués, qui ont plutôt le caractère d’un uretère.

Il en résulte que la formation d’un pronéphros à partir du mésoblaste ventral de l’hôte, au contact d’un complexe organique secondaire, dépend de deux conditions: (1) il faut que le complexe organique soit placé dans une zone de l’abdomen qui, bien que ventrale, corresponde à l’emplacement du pronéphros normal par rapport à l’axe céphalo-caudal; (2) il faut que l’ectoblaste activé ait été porté à un potentiel morphogénétique suffisant pour constituer de la chorde et des somites. Si une de ces conditions n’est pas remplie, l’élévation du potentiel morphogénétique du mésoblaste ventral ne se traduit que par la formation d’un tube urétéral.

Nous avons vu (Pasteels, 1953b, p. 138) que l’œuf du Pleurodèle est moins sensible que celui de la Grenouille. C’est en centrifugeant les œufs au début de la gastrulation que l’on obtient l’effet le plus accusé: mais les complexes organisés résultant de l’activation de l’ectoblaste ne constituent que des queues secondaires, contenant des dérivés de la crête neurale, souvent une masse musculaire, mais jamais de chorde ni de névraxe. Lorsque ces ‘queues’ sont localisées au niveau de la masse abdominale de l’hôte, elles s’accompagnent d’un proctodaeum.

Dans ces cas également il est possible de retrouver une influence de ces complexes caudaux, issus de l’activation de l’ectoblaste, sur l’endoblaste et le mésoblaste latéro-ventral de l’‘hôte’.

L’effet sur l’endoblaste est le même que chez la Grenouille: pédiculisation d’une partie de la masse vitelline, formation d’une activité secondaire qui s’abouche dans le proctodaeum. Nous ne nous y arrêterons pas davantage.

En revanche, l’influence sur le mésoblaste latéral mérite d’être considéré plus attentivement, et nous en verrons sur les Fig. 4 et 5 deux exemples. La Fig. 4 nous présente la reconstruction d’un segment de tronc postérieur vu à 45° par l’avant et la droite. Le complexe secondaire est constitué par deux masses musculaires, quelques ganglions (plus du mésenchyme de nageoire qui n’est pas représenté sur la reconstruction) et un vaste proctodaeum. Au contact de celui-ci, une partie de la masse vitelline s’est pédiculisée et creusée d’une lumière secondaire. Partant de l’uretère primaire de F‘hôte’, nous voyons deux diverticules urétéraux qui se rapprochent en Y et viennent s’aboucher dans le proctodaeum secondaire. L’examen histologique précise que ces diverticules urétéraux possèdent la densité des plaquettes vitellines caractéristiques du mésoblaste et ne sont donc pas formés à partir de l’ectoblaste activé.

FIG. 4.

Reconstruction graphique de la partie postérieure du tronc d’un embryon de Pleurodeles centrifugé au début de la gastrulation. La pièce est vue à 45° par l’avant et la droite. GGl. II, ganglions secondaires; INT. II, intestin secondaire; MU. II, muscles secondaires; PR. II, proctodaeum secondaire; UR. I, uretère primaire; UR. II, uretère secondaire.

FIG. 4.

Reconstruction graphique de la partie postérieure du tronc d’un embryon de Pleurodeles centrifugé au début de la gastrulation. La pièce est vue à 45° par l’avant et la droite. GGl. II, ganglions secondaires; INT. II, intestin secondaire; MU. II, muscles secondaires; PR. II, proctodaeum secondaire; UR. I, uretère primaire; UR. II, uretère secondaire.

Il en est de même dans le cas reconstruit sur la Fig. 5. Ici le complexe secondaire, placé sur la partie postérieure du flanc gauche, se composait d’une grosse masse de cellules musculaires, de mésenchyme de nageoire, et d’un proctodaeum. Si l’endoblaste n’a pas réagi dans ce cas, il n’en est pas de même du mésoblaste latéro-ventral. Ici aussi, il s’établit un diverticule de l’uretère, allant rejoindre le proctodaeum secondaire.

FIG. 5.

Reconstruction graphique de la partie postérieure du tronc (à partir de l’anus) d’un embryon de Pleurodeles centrifugé au début de la gastrulation. La pièce est vue à 45° par l’arrière et la droite. MU. II, muscles secondaires; PR. II, proctodaeum secondaire; UR. I, uretère primaire; UR. II, uretère secondaire.

FIG. 5.

Reconstruction graphique de la partie postérieure du tronc (à partir de l’anus) d’un embryon de Pleurodeles centrifugé au début de la gastrulation. La pièce est vue à 45° par l’arrière et la droite. MU. II, muscles secondaires; PR. II, proctodaeum secondaire; UR. I, uretère primaire; UR. II, uretère secondaire.

Cette connexion entre l’uretère primaire et le proctodaeum secondaire est susceptible de deux interprétations: ou bien il s’agit d’une véritable métaplasie du mésoblaste latéro-ventral (destiné à constituer des lames latérales) situé entre l’uretère et le proctodaeum; ou bien le proctodaeum exercerait une véritable attraction sur l’uretère. Il est vraisemblable que les deux mécanismes interviennent simultanément: car l’augmentation du matériel urétéral est manifeste; d’autre part, Mlle Bijtel (1948), a démontré par des déplacements du proctodaeum sur de jeunes larves avant la migration de l’uretère vers le cloaque, l’existence effective de cette attraction.

  1. L’ectoblaste présomptif de jeunes gastrulas centrifugées de Rana temporaria a été greffé au sein de l’ectoblaste ventral de gastrulas normales de Triturus helveticus. Au contact de la greffe, les tissus de l’hôte peuvent présenter deux ordres de réactions: (a) une induction assimilatrice entraînant l’ectoblaste et le mésoblaste de Triton à participer à l’édification de l’embryon secondaire, lequel est élaboré pour sa plus grande part par la greffe; (b) une connexion s’établissant dans l’ectoblaste de l’hôte entre la plaque médullaire primaire et les tissus du greffon (‘effet de pont’). Ce dernier effet n’est pas spécifique: des greffes ayant une évolution chordencéphalique et tróncale, ou même simplement neuroïde, peuvent provoquer une hypertrophie du diencéphale de l’hôte.

  2. Dans des embryons centrifugés de Rana temporaria, l’embryon secondaire, issu de l’ectoblaste activé, peut produire des modifications de l’endoblaste et du mésoblaste ventral primaire: l’endoblaste se pédiculise au contact des organes axiaux secondaires et une lumière digestive secondaire peut se creuser au sein de la masse endoblastique attirée vers l’embryon secondaire; le potentiel morphogénétique du mésoblaste ventral peut être élevé au niveau néphritique. Ces tubes néphritiques peuvent être soit du pronéphros, soit des uretères primaires.

  3. La constitution du pronéphros à partir du mésoblaste ventral, répond à deux conditions: (a) la localisation par rapport à l’axe céphalo-caudal, (b) le potentiel morphogénétique des ébauches secondaires. Si celles-ci ne sont constituées que par des masses neuroïdes, ou par des dérivés de crête neurale, elles ne peuvent, de toute façon, qu’induire la formation d’uretères; si elles sont constituées de névraxe, de chorde, de somites elles peuvent induire la formation de pronéphros, mais uniquement dans le mésoblaste ventral compris depuis le pharynx postérieur jusqu’à la limite postérieure du pronéphros normal.

  4. Le mésoblaste ventral peut être élevé au niveau néphritique, non seulement au contact de chordomésoblaste, mais aussi au contact de formations purement neurales. Il s’agit de nouveau d’une réaction non spécifique.

  5. La centrifugation de jeunes gastrulas de Pleurodèles provoque la formation d’ébauches secondaires se composant d’amas myoblastiques, de ganglions, de queues accessoires. Lorsque ces ébauches se trouvent au contact de la masse vitelline primaire, elles s’accompagnent d’un proctodaeum: il s’établit une ou plusieurs dérivations faisant communiquer l’uretère primaire avec cet amas secondaire.

IV. Discussion générale et conclusions

Les modalités de réaction de l’ectoblaste peuvent être considérées sous trois angles différents: (a) Ses réponses à l’inducteur normal, dans le cours normal du développement. (b) Ses prestations sous l’influence d’un inducteur hétérogène. (c) Ses modalités de réaction, en l’absence d’inducteur, vis-à-vis d’agents chimiques ou physiques (activation autonome).

(a) La séquence dorso-ventrale: névraxe, crête neurale, épiderme s’établit sous l’influence de facteurs quantitatifs, d’un gradient dorso-ventral du potentiel morphogénétique du chordomésoblaste inducteur (Dalcq & Pasteels, 1938; Raven & Kloos, 1945).

Par rapport à l’axe céphalo-caudal, on distingue actuellement deux modalités tranchées: l’induction acrencéphalique (‘archencéphalique’ suivant Lehmann, 1938) et l’induction chordencéphalique et spino-caudale (cf. Lehmann, 1938; Dalcq, 1950). C’est précisément un des problèmes les plus difficiles de l’embryologie actuelle, que de déterminer en quelle mesure ces deux types d’induction relèvent de différences qualitatives ou quantitatives (cf. Dalcq, 1950; Toivonen, 1950; T. Yamada, 1950; Nieuwkoop et al., 1952).

Retenons également, qu’il existe dans le développement normal, mais dans une mesure limitée, une induction mésoblastogène: les somites caudaux, issus de la partie postérieure de la plaque médullaire chez les Urodèles sont réellement induits par la partie la plus caudale du chordomésoblaste (Spofford, 1948).

(b) L’induction hétérogène, c’est-à-dire à partir de fragments de tissus adultes, découverte par Holtfreter (1934), a fait l’objet d’études nombreuses et systématiques (Chuang, 1940; Toivonen, 1940,1950,1953; Yamada, 1950; Kuusi, 1953). On peut affirmer que dans cette modalité d’induction, les prestations de l’ectoblaste dépassent celles du développement normal. Sous l’effet d’inducteurs hétérogènes divers, ou plus ou moins dénaturés, on retrouve la distinction entre les inductions acrencéphalique et chordencéphalo-spinale. Mais dans ce cas l’induction spinale s’accompagne toujours d’une induction mésoblastogène très considérable, constituant à partir de l’ectoblaste, de la chorde, des somites non seulement caudaux, mais troncaux. De telles manifestations sont étrangères au cours du développement normal, où comme nous l’avons vu, l’inducteur ne provoque la formation que de somites caudaux, et jamais de la chorde.

Ainsi, Vinduction hétérogène décèle des possibilités de réaction qui ne sont pas exprimées dans le cours normal du développement.

De plus il apparaît que la dénaturation d’un inducteur spinal par la chaleur (Chuang, 1940), par des agents dénaturants des protéines (Kuusi, 1953), fait disparaître l’induction spinale (y compris les réactions mésoblastogènes) et fait corrélativement apparaître une induction acrencéphalique. Ces résultats sont susceptibles de deux interprétations. (1) Les deux inducteurs, qualitativement différents, étaient présents avant la dénaturation, mais l’inducteur acrencéphalique était masqué par l’action spinale prépondérante; celle-ci résulte d’un facteur plus labile, détruit par la dénaturation, ce qui permet l’expression du facteur acrencéphalique, plus résistant. Cette thèse est défendue par Toivonen. (2) Sous l’effet de la dénaturation, l’inducteur spinal est transformé en inducteur acrencéphalique. Il est à remarquer que malgré le travail considérable qui a été réalisé dans cette direction, nous ne disposons pas d’arguments cruciaux permettant de départager ces deux hypothèses.

(c) Il y a quinze ans, il était universellement admis que l’induction était absolument indispensable pour permettre toute prestation morphogénétique de la part de l’ectoblaste. Aussi fut-ce une grande surprise, de voir que l’ectoblaste peut être activé, par des agents chimiques ou physiques, en l’absence d’inducteur. Ce furent d’abord en 1939 Beatty, de Jong & Zielinski qui montrèrent que la culture dans des solutions très diluées de colorants basiques permet dans un ectoblaste dilué, l’évolution neurale.1 Puis ce fut Barth (1941) qui découvrit que l’ectoblaste cultivé en solution saline était, dans certains cas, capable de produire des structures neurales indépendamment de tout inducteur. Ce phénomène fut alors analysé par Holtfreter (1945, 1947) qui mit en évidence l’influence de la ‘subcytolyse’: des conditions de culture défavorables, trop acides, trop alcalines, en l’absence de Calcium, provoquent également une évolution neurale dans un ectoblaste isolé. Cependant Holtfreter insista sur une conclusion importante: cette neuralisation autonome ne mène qu’à des structures acrencéphaliques, et jamais chordencéphaliques ni spinales. Dans le même ordre d’idées, citons le travail de Yamada (1950) qui soumet à l’action de l’ammoniaque, l’ectoblaste et la zone marginale ventrale de jeunes gastrulas de Triturus pyrrhogaster, l’ectoblaste traité par l’ammoniaque a formé des organes exclusivement acrencéphaliques, tandis que la zone marginale ventrale, traitée de la même façon constituait des organes dorsaux: chorde, somites et névraxe. Nous ne pouvons songer à discuter ici la théorie du double potentiel développé sur ces bases expérimentales,2 mais nous retiendrons le fait qu’un agent susceptible d’élever le potentiel morphogénétique (au sens de Dalcq & Pasteels) du chordomésoblaste ventral, est en même temps un activateur cérébrogène.

Le fait nouveau qu’apportent nos expériences de centrifugation, c’est une modalité chordencéphalo-troncale de l’activation autonome. L’effet de la centri-fugation sur l’ectoblaste de la jeune gastrula de Rana se superpose exactement à celui d’une induction hétérogène à action ‘spinale’, comme celle du rein de Cobaye (Toivonen, 1940); l’identité est complète car, de même que dans l’induction hétérogène, l’ectoblaste ne constitue pas seulement des organes neuraux, mais aussi une abondance de complexes chordo-mésoblastiques.

Conclusions

  1. Les facteurs responsables de toutes les réalisations acrencéphaliques, chordencéphaliques, spinales, neurogènes et mésoblastogènes sont présents au sein de l’ectoblaste. Ces facteurs sont toutefois inefficaces dans le cours normal du développement. L’action de la précytolyse produit une augmentation de la basophilie (J. Brachet, 1950), vraisemblablement corrélative à une augmentation de la synthèse des protéines. L’action de la centrifugation — d’ailleurs modérée — entraîne vraisemblablement de nouveaux contacts entre des particules cytoplasmiques; comme a commencé à le montrer une recherche faite en collaboration avec J. Brachet, les régions sensibilisées de l’ectoblaste deviennent intensément basophiles et apparaissent même plus riches en granules ribonucléiques que n’importe quelle partie du germe normal, au même stade.

  2. Les deux réactions principales: acrencéphalique et spinale (celle-ci avec son complément mésoblastique) sont deux caractéristiques de l’activation autonome. L’ectoblaste activé peut répondre de deux façons, en l’absence de tout inducteur. Sous l’action de la subcytolyse, il répond: acrencéphale; sous l’action de la centrifugation: chordencéphale, moelle, chorde et somites. Comme nous le verrons d’ailleurs, les modalités de cette dernière réponse sont modulées d’après le stade atteint par l’ectoblaste au moment où il est centrifugé.

Le problème de la spécificité de la réaction inductrice, acrencéphalique ou tróncale, neurale ou mésoblastogène est posé actuellement dans toute son acuité. On peut procéder, comme le font Toivonen (1950, 1953) et Kuusi (1953) à des extractions à partir de tissus adultes dont on connaît l’action inductrice hétérogène, en espérant pouvoir isoler ainsi des substances inductrices spécifiques. Nous ne nierons pas l’intérêt de ces tentatives. Mais nous serions tenté d’y faire une objection d’ordre méthodologique: trop d’attention a été portée jusqu’ici sur l’inducteur, et trop peu sur le réacteur. Lorsque nous voyons le réacteur répondre de façon différente à diverses ‘excitations’ chimiques ou physiques, il devient évident que le secret de la spécificité acrencéphalique ou tróncale se trouve au moins en partie dans le réacteur. Dans ces conditions, il devient extrêmement difficile d’affirmer que tel extrait de tissu adulte, ayant une action inductrice déterminée est identique ou même similaire à l’inducteur normal. Il est en effet possible que divers agents, totalement différents, éveillent un même mécanisme dans le réacteur et y provoquent ainsi des réactions identiques. La comparaison faite par Holtfreter (1948) avec le mécanisme de la parthénogénèse mérite d’être retenue.

2. ÂGE DE L’ECTOBLASTE ET RÉACTIVITÉ A LA CENTRIFUGATION

Dans un travail récent, Gallera (1952) a réétudié les réactions de l’ectoblaste vieillissant vis-à-vis d’un inducteur céphalique, et complété ainsi les résultats déjà anciens de Holtfreter (1933) montrant qu’au fur et à mesure qu’un ectoblaste perd sa compétence, ses réponses envers un même inducteur deviennent différentes. Nous sommes ainsi bien informés sur l’évolution de la compétence aux stades tardifs où celle-ci tend à disparaître, mais jusqu’ici nous ignorions tout de variations éventuelles dans la réactivité de l’ectoblaste des stades plus jeunes.

Cette variabilité nous est apparue, et très grande, surtout chez les espèces qui, comme Rana temporaria et Xenopus laevis, se sont montrées les plus sensibles aux effets de la centrifugation.

Notons d’abord que la période de sensibilité à la centrifugation est entièrement différente de celle de la compétence aux effets de l’inducteur normal: elle est beaucoup plus précoce: les effets de la centrifugation apparaissent dès le stade blastula et disparaissent entièrement au stade de blastopore en faucille. Une remarque à ce propos: qu’en est-il de l’autre mode d’activation autonome, celui qui est réalisé par la subcytolyse? Pour autant que nous soyons bien informés, il nous semble que toutes les expériences dans lesquelles un fragment d’ectoblaste a été isolé et placé dans des conditions subléthales, ont été effectuées sur des gastrulas jeunes à une période qui correspond précisément au maximum de réactibilité à la centrifugation. Il ne serait pas sans intérêt de reprendre ces expériences d’activation par subcytolyse, sur des ectoblastes plus âgés.

Au fur et à mesure que l’ectoblaste vieillit, depuis la jeune blastula jusqu’à la jeune gastrula, sa réactibilité vis-à-vis de la centrifugation évolue, non seulement de façon quantitative, mais aussi qualitative. Reprenons l’exemple de la Grenouille. Dans la blastula jeune, les réactions ne sont que subliminales: c’est-à-dire qu’elles ne peuvent s’exprimer dans un ectoblaste isolé mais dépassent les prestations normales sous l’effet de l’organisateur primaire; elles forment alors un surcroît de vésicules neurales, et aussi des nodules de chorde au sein du névraxe. (Nous reviendrons sur ce point au n° 4 de cette discussion.) Dans la blastula moyenne, ces manifestations d’hyperinduction apparaissent encore mais s’accompagnent d’ébauches secondaires. Dès ce moment, l’activation de l’ectoblaste a dépassé le seuil et ses effets peuvent se manifester indépendamment du champ d’induction primaire; cependant à ces stades encore précoces, ces embryons secondaires se composent essentiellement de névraxe et de chorde, rarement de somites (cf. les graphiques de la Fig. 2, p. 134, Pasteels, 1953b). Le tableau change encore, lorsque la centrifugation s’opère au stade de la toute jeune gastrula. Quantitativement, le nombre de réactions s’accroît; mais on y trouve également un changement qualitatif: la réaction neurale est au moins tout aussi vive, même plus élevée, cependant la réaction chordale a sensiblement décru, tandis que la réaction somitique est nettement augmentée. Vient enfin la phase terminale, celle du blastopore en faucille: les proportions de névraxe ont décru sensiblement, la réaction chordale a complètement disparu, la réaction somitique est devenue rare; en revanche des otocystes isolés, ainsi que les dérivés de la crête neurale sont plus fréquents.

Conclusion. Depuis le stade jeune blastula jusqu’à la gastrulation la réaction de l’ectoblaste est en constante évolution; la qualité de la réponse morphogénétique vis-à-vis d’un même agent activant (en l’occurrence la centrifugation) dépend du stade atteint par l’ectoblaste au moment où il a été activé.

3. L’ACTION DE LA CENTRIFUGATION SUR LE CHORDOMÉSOBLASTE

Après centrifugation de la blastula jeune de Rana temporaria et de Xenopus laevis, il est apparu dans un nombre de cas variant de 17 à 26 pour cent, une chordalisation de la plaque préchordale. De tels embryons, nous l’avons vu (Pasteéis, 1953b, p. 142) montrent dès les premières coupes de la tête, une chorde très dilatée. Il s’agit d’une véritable troncalisation partielle de la tête, avec réduction du pouvoir inducteur cérébrogène. Dans ses formes extrêmes, cette chordalisation entraîne la disparition des organes olfactifs et oculaires et de toute structure prosencéphalique, le ‘cerveau’ étant constitué par un gros massif plein, tandis que le rhombencéphale, très réduit, ne montre pas de cavité ventriculaire. Cette microcéphalie, d’un type inédit, est différente de la microcéphalie par hypomorphose (résultant par exemple de l’action du LiCl ou de températures supramaximales). Dans l’hypomorphose la microcéphalie, correspondant à un abaissement du potentiel morphogénétique, ne s’accompagne jamais d’une dilatation de la chorde, mais souvent, au contraire, d’une réduction de la chorde.

Le mécanisme de cette anomalie inédite peut se comprendre à la lueur des travaux de K. Okada et ses collaborateurs (Okada & Takaya, 1942; Okada & Hama, 1943,1944) qui ont montré que la partie de l’organisateur située immédiatement au-dessus de la lèvre blastoporale dorsale (donc le futur organisateur céphalique), prélevé au début de la gastrulation et mis dans la possibilité d’induire dès ce stade, agit comme un organisateur troncal; lorsque ce même fragment d’organisateur est prélevé après son invagination, ou lorsqu’il est maintenu en culture pendant une vingtaine d’heures, il acquiert ses propriétés bien connues d’organisateur céphalique. Ainsi, il s’opère dans le chordomésoblaste inducteur une maturation progressive qui transforme la zone située au-dessus de la lèvre blastoporale dorsale et qui la mène du niveau troncal au niveau céphalique.

Il semble donc que sous l’effet d’une centrifugation préalable (aux stades de la blastula moyenne ou jeune) cette maturation ait été inhibée.

4. INDUCTION NEUROGÈNE ET MÉSOBLASTOGÈNE

Nous avons vu comment les greffes hétérogènes de tissus adultes provoquent une induction mésoblastogène beaucoup plus abondante qu’au cours du développement normal (où cette induction ne porte que sur les somites caudaux). Tout récemment Toivonen (1953), reprenant une thèse déjà défendue par Chuang (1940) conclut que les inductions neurogènes et mésoblastogènes sont vraisemblablement dues à des substances spécifiques différentes. L’argumentation de Toivonen est basée sur les résultats des greffes hétérogènes où l’inducteur était constitué par de la moelle osseuse, soit fixé par l’alcool, soit traité par la chaleur. Nous avons vu plus haut, que l’argumentation basée sur l’action des inducteurs hétérogènes n’est pas nécessairement décisive puisque des agents non spécifiques peuvent déclancher des réactions spécifiques au sein de l’ectoblaste.

Nous voudrions insister ici une fois de plus (cf. Pasteels, 1951) sur la parenté entre les réactions neurale et chordomésoblastique. Rappelons rapidement les arguments déjà développés antérieurement: l’induction ‘rétrograde’ de Raven (1938) dans laquelle un fragment de plaque neurale greffé sur la face ventrale d’un embryon, exerce une action sur le feuillet moyen et fait surgir des organes axiaux au sein du mésoblaste ventral sous-jacent; la neuralisation d’un fragment de chordomésoblaste (Dalcq & Lallier, 1948; Töndury, 1948) lorsque, à la suite d’un incident opératoire, ce fragment se trouve bloqué dans la masse vitelline.

Les résultats de la centrifugation apportent des arguments puissants en faveur d’une parenté très proche des réactions neurogène et chordogène, entre lesquelles n’existent peut-être que des différences d’ordre quantitatif. Soulignons les très nombreux cas de réactions mixtes où cellules nerveuses et chordales étaient associées inextricablement dans les mêmes limites d’un seul et même organe. De plus rappelons les résultats de la sensibilisation subliminale. Chez la grenouille, la centrifugation de la jeune blastula sensibilise l’ectoblaste, qui cependant n’est pas capable de réagir en dehors du champ d’induction normal. Mais sous l’influence de l’inducteur normal (neurogène) cet ectoblaste sensibilisé donne non seulement des vésicules neurales supplémentaires, mais aussi des amas de chorde, inclus dans le névraxe. Cette hypothèse, que la réaction chordale résulterait d’une induction plus ‘forte’ que la réaction neurale, mériterait d’être vérifiée par voie expérimentale.

5. SUBSTANCES MORPHOGÉNÉTIQUES SPÉCIFIQUES OU POTENTIEL MORPHOGÉNÉTIQUE

La valeur explicative de ‘substances spécifiques’ dans les inductions ou les corrélations morphogénétiques reste médiocre — à moins qu’on n’adopte la solution commode, mais peu satisfaisante, des ‘potentialités’. A côté de l’induction assimilatrice, que de cas où la réponse morphogénétique montre un défaut de spécificité. Rappelons-en des exemples nouveaux que nous avons eu l’occasion de rencontrer au cours de cette analyse: la formation de pronéphros aux dépens du mésoblaste ventral, au contact d’un rhombencéphale, ou de simples dérivés de la crête neurale; l’augmentation du diencéphale d’un hôte au contact d’une greffe chordencéphalique. Dans le cadre d’une conception morphogénétique à base quantitative, comme celle du potentiel morphogénétique (Dalcq & Pasteels, 1937, 1938, 1954), de telles corrélations trouvent une interprétation aisée.

  1. Une comparaison est faite entre l’induction normale, l’induction par greffes hétérogènes, la neuralisation autonome par subcytolyse, et l’activation par centrifugation. Nous concluons: que les facteurs responsables de réalisations acrencéphaliques, chordencéphaliques, spinales, neurogènes et mésoblastogènes sont présents au sein de l’ectoblaste, mais inefficaces dans le développement normal; que les deux réalisations principales: acrencéphalique et spinale (celle-ci étant accompagnée de la réaction mésoblastogène) dépendent au moins autant de l’ectoblaste réacteur que de l’inducteur éventuel. La recherche éventuelle d’inducteurs spécifiques normaux par l’analyse des inducteurs provenant de tissus ou d’extraits de tissus adultes est soumise à certaines critiques d’ordre méthodologique. Nous insistons sur le rôle du réacteur dans les manifestations spécifiques de l’induction.

  2. La période de sensibilité de l’ectoblaste à la centrifugation, s’étendant de la jeune blastula à la jeune gastrula, ne correspond pas à la période de compétence — beaucoup plus tardive — envers l’inducteur normal. De plus, durant cette période de sensibilité, la réaction de l’ectoblaste est en évolution progressive mais constante: la qualité de la réponse morphogénétique vis-à-vis d’un même agent activant varie suivant l’âge de l’ectoblaste.

  3. Au stade blastula jeune et moyenne, chez la Grenouille et le Xénope, la centrifugation produit une chordalisation de la plaque préchordale. A la lueur des conclusions d’Okada et ses collaborateurs, il est admis que la centrifugation agit en inhibant la ‘maturation’ du futur organisateur céphalique.

  4. Nous insistons sur la très grande parenté entre l’induction neurogène et mésoblastogène. Certains de nos résultats peuvent s’interpréter comme si l’induction chordogène représentait une modalité d’induction quantitativement plus élevée que l’induction neurogène.

  5. Des inductions et des corrélations morphogénétiques non spécifiques, dont nous donnons de nouveaux exemples, se laissent mieux interpréter dans le cadre théorique quantitatif du potentiel morphogénétique que dans celui d’éventuelles substances spécifiques.

(Part I, Pasteels, 1953a; Part II, Pasteels, 1953b)

PART I. Mechanism of formation of secondary organs from the ectoblast

  1. Centrifugation of the amphibian blastula or gastrula at an acceleration of 460 g. for from 1 to 10 minutes causes the collapse of the blastocoele roof. In further development of such embryos one of two things may happen:

    • (a) If centrifugation is carried out at an insensitive stage (such as that with a crescent-shaped blastopore in the frog) the roof of the blastocoele loses its folds and development is normal.

    • (b) If the eggs have been centrifuged at a sensitive stage (advanced blastulae or very young gastrulae in Rana or Xenopus) the cells of the collapsed blastocoele roof form a coherent mass which persists, and within which a morphogenetic process takes place.

  2. At neurulation this mass of animal cells, to be found on the flank or the abdomen of the embryo, splits into two layers. The outer forms neural structures, the inner chorda-mesodermal ones. The formation of small secondary medullary plates can be seen externally. These generally follow the orientation of the primary medullary plate and fuse with it in their cephalic region.

  3. The most differentiated secondary embryos (obtained by centrifuging very young gastrulae of Rana temporaria) are constituted as follows. The nervous system consists generally of a rhombencephalon and a spinal cord. In front it emerges from the primary brain with which it is fused. Notochord, somites, and sometimes nephric tubules are also found. These formations often end in a caudal structure. The tendency towards the formation of an embryonic axis is, however, incomplete and always disharmonious,, there being no normal correlation between the extent of the neural structures and that of the underlying chorda-mesoderm or between the notochord and the somites which generally accompany it.

  4. This morphogenetic effect is a result of a direct activation of the ectoblast cells. For this there are two experimental proofs:

    • (a) Presumptive ectoblast taken immediately after centrifugation and cultivated in vitro gives rise to neuro-chorda-mesoblastic complexes.

    • (b) Secondary axes are formed after grafting such ectoblast to the ventral part of a normal gastrula, either as homoplastic (Xenopus to Xenopus) or a heteroplastic (frog to newt) graft.

  5. Tissue complexes obtained from expiants remain amorphous and do not produce true organs or embryonic axes. Experiments with the grafts mentioned above show that:

    • (a) it is the primary field of organization of the embryo which gives them an axial arrangement with cephalo-caudal polarity;

    • (b) the confluence of the primary brain and the secondary ‘brain’ is due to a secondary elevation of the morphogenetic potential of the territories lying between the two systems.

  6. Besides these major manifestations lesser effects may be obtained, e.g. after centrifuging the young blastula of the frog or the young gastrula of the axolotl. In these cases supplementary cerebral vesicles or neuro-sensory complexes, always associated with the primary brain, may be formed. In the frog these anomalies are accompanied by intracerebral chordal nodules.

This ‘subliminal sensitization’ is incapable of showing its effects after explantation. The additional action of the normal organizer is necessary for these manifestations and this is shown by a comparison between grafts of centrifuged ectoblast of the axolotl placed ventrally with those placed in presumptive neural territory.

PART II. Sensitivity at different stages and in different species

  1. A comparative study of sensitivity to centrifugation in samples taken at successive stages from eggs of Rana temporaria laid at the same time shows that the anomalies could only be obtained during a fairly short period of development. This period extends from the 17th to the 25th hour of development at 20° C., i.e. from the mid-blastula to the gastrula with a small crescent-shaped blastopore. The reaction is maximal at about the 21st hour (very young gastrula stage).

  2. There are differences, sometimes considerable, in the sensitivity of different batches of Rana temporaria eggs. This is shown both in the percentage of anomalies obtained and, to a lesser extent, in the nature of the reaction.

  3. It is, however, possible to draw certain general conclusions from a comparison of the results obtained with different batches of Rana temporaria eggs:

    • (a) Two types of reaction may be distinguished: (i) The formation of supplementary neural vesicles and chordal masses embedded in the nervous system. These are due to the combined action of a ‘subliminal sensitivization’ and the influence of the normal inductor, (ii) The production of ectopic and incomplete embryonic axes by an ‘autonomous activation’ of the ectoblast. The time limits for obtaining this second reaction are far more precise than for the first.

    • (b) The chordal nodules embedded in the brain or spinal cord as a result of subliminal sensitivization are only to be found after centrifugation of early stages (early and mid-blastulae), whilst the supplementary neural vesicles can be seen as often after centrifugation of late as of early stages.

    • (c) The secondary axes resulting from autonomous activation always contain a neural anlage, often but not necessarily associated with chorda-meso-blast. The frequency of appearance of different mesoblastic organs varies both absolutely and relatively with the stage of treatment. In absolute numbers the notochord is more often found than somites, and these more often than pronephric tubules; while in relative numbers the maxima of frequency of appearance of notochord, somites, and pronephros respectively succeed each other as the age at treatment is increased.

  4. The results obtained with Xenopus laevis closely resemble those obtained with the frog, but the period of sensitivity falls earlier.

  5. In Pleurodeles the ectoblast seems to be less sensitive to centrifugation. The secondary axes are exclusively caudal in nature. The period of sensitivity occurs later.

  6. The reactions of Ambystoma punctatum resemble those of Pleurodeles but the period of sensitivity (blastula) is precocious.

  7. The axolotl is sensitive from the young blastula to the young gastrula stage, and there is no quantitative difference in the reactions obtained between these stages. Anomalies occur only in a proportion of the eggs treated and consist solely of supplementary neural vesicles. Thus one of the manifestations of subliminal sensitization here occurs to the exclusion of the other (the formation of chordal inclusion).

  8. The eggs of Discoglossus show only a very slight sensitivity, and those of three newts (Trituras vulgaris, T. helvéticas, and T. alpestris) are not sensitive to centrifugation.

  9. The eventual qualitative differences between the reactions do not depend upon the duration or acceleration of the centrifugation but only upon the stage of development at which the egg has been centrifuged.

  10. In the frog and in Xenopus there occurs, in a certain number of cases and only after early centrifugation (of the blastula), a hitherto undescribed anomaly. This is characterized by the chordalization of the pre-chordal plate combined with defects in the quantity and quality of cerebral induction.

  11. In the frog centrifugation of the blastula—and the effect is specific for this stage—brings about the formation of excess of notochord by three different processes: the chordalization of the pre-chordal plate, the appearance of chordal nodules embedded in the brain or spinal cord, and a chordal preponderance in the secondary axis.

PART III. Interaction between primary and secondary structures

  1. Presumptive ectoblast from young centrifuged gastrulae of Rana temporaria was grafted into the ventral ectoblast of normal gastrulae of Triturus helveticus. The tissues of the host in contact with the graft may show two kinds of reaction:

    • (a) An assimilative induction in which the ectoblast and mesoblast of the newt participate in the construction of the secondary embryo which is mainly formed from the graft.

    • (b) The establishment of a connexion in the ectoblast of the host between the primary medullary plate and the tissues of the graft (bridge effect). The latter effect is not specific: grafts with a chordencephalic and truncal, or even simply neuroid, development can produce a hypertrophy of the host diencephalon.

  2. In centrifuged embryos of Rana temporaria the secondary embryo that arises from activated ectoblast may cause modifications of the endoblast and of the primary ventral mesoblast. A part of the endoblast detaches itself from the main yolk mass in contact with the secondary axial organs and in it a secondary digestive cavity may be hollowed out. The morphogenetic potential of the ventral mesoblast may be raised to the nephritic level, and there may then be formed either true pronephric tubule or only pronephric ducts.

  3. The formation of the pronephros from ventral mesoblast depends upon two factors:

    • (a) Position in respect of the cephalo-caudal axis.

    • (b) The morphogenetic potential of the secondary anlagen. If these are formed only of neuroid masses or of derivatives of the neural crest, only ducts are formed. If, on the other hand, they consist of neural tube, notochord, and somites, they can cause the formation of pronephros, though only in the ventral mesoblast between the limits of the posterior pharynx and the posterior end of the normal pronephros.

  4. The ventral mesoblast may be raised to the nephric level by contact not only with the chorda-mesoblast but also with purely neural formations. This is again a case of non-specific reaction.

  5. Centrifugation of young gastrulae of Pleurodeles provokes the formation of secondary systems made up of accumulation of myoblasts, spinal ganglia, and accessory tails. When these systems lie in the belly region of the primary embryo they also have a proctodaeum. One or more connexions then arise between the pronephric duct and this secondary proctodaeum, and these connexions are formed from the ventro-lateral mesoblast.

PART IV. General conclusions

  1. Normal induction is compared with (a) induction by heterogeneous grafts, (b) autonomous neuralization by subcytolysis, and (c) activation by centrifugation. We conclude that the factors responsible for acrencephalic, chordencephalic, or spinal differentiations and also for neural or mesoblastic inductions are present within the ectoblast but are ineffective in normal development. We further conclude that the two principal differentiations—acrencephalic and spinal (the latter being accompanied by the mesoblastogenic reaction)—depend at least as much upon the reacting ectoblast as upon the inductor. We make certain criticisms, of a methodological nature, of the quest for normal specific inductors by means of extracts of adult tissues. We stress the part played by the reactor in specific manifestations of induction.

  2. The period of sensitivity of the ectoblast, which extends from the young blastula to the young gastrula, does not correspond with the period of competence to the normal inductor. Further, the reaction of the ectoblast changes progressively throughout this period of sensitivity. The nature of the morphogenetic reaction provoked by the same activating agent varies with the age of the ectoblast.

  3. Centrifugation of young or mid-blastulae of frog or Xenopus produces a chordalization of the pre-chordal plate. In the light of the conclusions of Okada and his co-workers it is suggested that centrifugation acts by inhibiting the maturation of the future cephalic organizer.

  4. We stress the close relationship between neurogenic and mesoblastogenic induction. Some of our results may be taken as indicating that chordogenic induction represents a form of induction quantitatively higher than neural induction.

  5. The interpretation of non-specific inductions and morphogenetic correlations, of which new examples are given, enters more easily into the picture made by the quantitative theory of morphogenetic potential than into that of specific substances.

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Résultat de la centrifugation d’une jeune gastrula de Rana, (a) Coupe au niveau du rhomben-céphale; dans la région ventrale on voit un complexe secondaire se composant de moelle, de somites, d’un peu de chorde, et de pronéphros. (b) Même coupe, le pronéphros secondaire à plus fort grossissement; on y remarquera deux sortes de cellules, les unes claires pauvres en plaquettes, les autres fortement chargées de plaquettes. Ces cellules vitellines sont indiquées en hachures sur le décalque de la Fig. b ’.

Résultat de la centrifugation d’une jeune gastrula de Rana, (a) Coupe au niveau du rhomben-céphale; dans la région ventrale on voit un complexe secondaire se composant de moelle, de somites, d’un peu de chorde, et de pronéphros. (b) Même coupe, le pronéphros secondaire à plus fort grossissement; on y remarquera deux sortes de cellules, les unes claires pauvres en plaquettes, les autres fortement chargées de plaquettes. Ces cellules vitellines sont indiquées en hachures sur le décalque de la Fig. b ’.

1

Holtfreter (1945, 1947) a attribué la neuralisation sous l’effet des colorants basiques à une action cytolytique de ces conditions de culture. Il n’en est rien. Nous avons nous-même répété les expériences de Beatty, De Jong, & Zielinski sur Rana temporaria, et avons pu confirmer entièrement leurs conclusions, en l’absence de toute tendance à la cytolyse (résultats restés inédits).

2

Cf. Dalcq & Pasteels, revue d’ensemble en préparation.