FOR THE PEOPLE FOR EDVCATION FOR SCIENCE LIBRARY OF THE AMERICAN MUSEUM OF NATURAL HISTORY ARCHIV VJ'&t FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ERSTER BAND MIT 21 TAFELN, J84 TEXTFIGUREN, 12 KURVEN UND ZAHLREICHEN TABELLEN AUSGEGEBEN AM 2J. JULI 1908 LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1905 yfo* ofart Inhalt des ersten Bandes. Erstes Heft. Ausgegeben am 11. Februar 1908 Seite Richard Hertwig, Über neue Probleme der Zellenlehre. (Mit 9 Fig. und Tabellen im Text.) 1 G. Tischler, Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. (Mit 120 Fig. im Text.) 33 A. und K. E. Schreiner, Zur Spermienbildung der Myxinoiden. (Über die Entwicklung der männlichen Geschlechtszellen von Myxine glutinosa L. III.) (Mit Taf. I— VI u. 26 Fig. im Text.) 152 Richard Goldschmidt, Über das Verhalten des Chromatins bei der Ei- 1 ~~reifung und Befruchtung des Dicrocoelium lanceatum Stil, et Hass. (Distomum lanceolatum). (Mit Taf. VII.) 232 Zweites und drittes Heft. Ausgegeben am 26. Mai 1908 Methodi Popoff, Experimentelle Zellstudien. (Mit 18 Textfig. , 12 Kurven u. zahlreichen Tabellen.) . 245 M. G. Sykes, Nuclear Division in Funkia. (With plates VIII — IX and 1 figure in the text.) 381 J. Duesberg, Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. (Avec planche X et 1 figure.) 399 Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien. (Mit Taf. XI — XV u. 2 Fig. im Text.) 450 Bücherbesprechung: M. Heidenhain, Plasma und Zelle (A. Gurwitsch.) 515 IV Viertes Heft. Ansgegeben am 21. Juli 1908 Seite M. G. Sykes, Note on thc number of the Somatic chromosomes in Funkia. With platc XVI.) 525 Honoke Lams, Lcs Divisions des Spermatocytes chez la Fourmi (Campouotus herculeanus L.). (Avec planche XVII.) 528 Alfred Kühn, Die Entwicklung der Keimzellen in den parthenogenetischen Generationen der Cladoceren Daphnia pulex De Geer und Polyphe- mus pediculus De Geer. (Mit Taf. XVIII — XXI u. 6 Fig. im Text.) 538 Vladislav Rvzicka, Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins 587 R. Fick, Zur Konjugation der Chromosomen 604 Friede. Meves, Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen! (Mit 1 Fig. im Text.) 612 R. Goldschmidt, Ist eine parallele Chromosomenkonjugation bewiesen? . . 620 Über neue Probleme der Zellenlehre. Von Richard Hertwig. Mit 9 Textfiguren und Tabellen. Die Biologie verdankt dem verflossenen Jahrhundert zwei Theorien, welche wie keine andern alle vom Leben handelnden Wissenschaften gewaltig gefördert haben. Es sind das die Descendenztheorie und die Zellentheorie. Beide Theorien haben das Gemeinsame, daß ihre ersten Anfänge in vergangene Jahrhunderte zurückgreifen; sie unter- scheiden sich in ihrem weiteren Entwicklungsgang. Bei der Descen- denztheorie trat immer mehr ihr hypothetischer Charakter hervor, je mehr Zoologie, Botanik und Paläontologie sich im Bestreben ver- einigten, sie auf eine gesicherte Basis zu stellen. Immer mehr brach sich die Überzeugung Bahn, daß für die sichere Begründung der Theorie es notwendig sei, eine Summe von fundamental wichtigen Vorfragen zur Entscheidung zu bringen, Vorfragen, welche allein schon Probleme von einschneidendster Bedeutung darstellen: ich nenne als solche nur die Probleme der Variabilität und der Ver- erbung, der Übertragung der erworbenen Eigenschaften auf die Nach- kommenschaft, des Einflusses und der Wirkungsweise der Existenz- bedingungen usw. Ganz anders die Zellentheorie! Man kann sagen, sie ist jetzt keine Theorie mehr, sondern eine fest und sicher begründete Lehre, die sich immer mehr mit einem reichen Inhalt von klaren Vorstellungen erfüllt hat. Früher einer der vielen Zweige der biologischen Forschung, ist sie jetzt zu einer centralen Wissenschaft geworden, zu welcher die übrigen Forschungsrichtungen, Morphologie und Entwicklungs- geschichte, Physiologie und Pathologie, Botanik und Zoologie zurück- führen, je mehr sich ihre Probleme vertiefen. Auch jene oben ge- nannten großen Vorfragen der Descendenzlehre sind in letzter Instanz cellulare Probleme. Archiv f. Zellforschung. I. 1 2 Richard Hertwig Der gewaltigste Fortschritt aber, welchen die Zellenlehre gemacht hat, betrifft die Methode der Forschung. Lange Zeit über eine rein deskriptive Wissenschaft, versucht die Zellenlehre in der Neuzeit den exakten Wissenschaften, Physik und Chemie, nachzueifern, die Er- scheinungen nicht nur zu beschreiben, sondern ursächlich zu be- greifen, einerseits auf dem Wege des Experiments, andrerseits durch die Anwendung exakter Meßmethoden. Auf diese neueste Phase der Zellenlehre möchte ich in diesem Aufsatz eiugehen. Da es bei dem ganz außerordentlichen Umfang, welchen die Zellenlehre in der Neuzeit gewonnen hat, mir begreif- licherweise nicht möglich ist, allen die Zellforschung beschäftigenden Fragen gerecht zu werden, werde ich mich auf Probleme beschränken, welche mich in letzter Zeit ganz besonders beschäftigt haben. Bei meinen Auseinandersetzungen werde ich au dem wohl von den meisten Biologen vertretenen Satz festhalten, daß die Zelle die morphologische und physiologische Einheit des tierischen und pflanz- lichen Körpers ist. Bekanntlich hat es nicht an Bestrebungen ge- fehlt, welche in noch kleineren Gebilden, den Granula, oder ander- weitigen kleinsten Teilchen die eigentlichen Lebensherde haben er- blicken wollen; diese Bestrebungen haben aber bisher nur zu Miß- erfolgen geführt und unsrer Erkenntnis der Lebeusprozesse keine Förderung gebracht. Ähnliches scheint mir von der entgegengesetzten Richtung zu gelten, welche zur Erklärung der Lebensvorgänge ein von den Zellen unabhängiges, nicht aus ihrem Gesamtwirken resul- tierendes, sondern über ihnen stehendes und sie beherrschendes Organisationsprinzip annimmt. Ein derartiges Prinzip könnte immer nur ein vitalistisches sein. Wie alle vitalistischen Vorstellungen stützt sich auch diese Vorstellung auf die Unvollkommenheit unsres Wissens, daß viele Erscheinungen des Gesamtorgauismus zurzeit noch nicht aus den Erscheinungen des Zellenlebens erklärt werden können. Daraus folgt aber nicht, daß das auch in Zukunft so sein wird. Noch ist der Zeitpunkt nicht gekommen, um mit Erfolg die Fragestellung in Angriff zu nehmen, wie eine Zelle von der andern in ihren Lebens- erseheiuungen beeinflußt wird und ob nicht aus derartigen wechsel- seitigen Beeinflussungen die wunderbare Harmonie des Gesamtlebens resultiert, welche vielen ein über die Zellenlehre hinausgehendes vitalistisches Prinzip zu erfordern scheint. Wie hätte auch eine der- artige Forschung Aussicht auf Erfolg zu einer Zeit, in welcher wir erst anfangen, vom Leben der Einzelzelle ein tieferes Verständnis zu ge- winnen, indem wir die Wechselwirkungen ihrer Teile untersuchen. Über neue Probleme dev Zellenlehre. 3 Es ist noch nicht lange her, daß sich die Biologen damit begnügten, den Kern als das Organ der Vererbung, das Protoplasma als den Träger der Funktion zu bezeichnen, ohne daß es möglich gewesen wäre, wenigstens die erstere Vorstellung ernsthafter zu begründen. Derartige Schlagworte sind für den Biologen ebenso ungenügend wie für den Chemiker die Unterscheidung von Säuren und Basen. Wie der Chemiker die Art der Wechselwirkung von Säuren und Basen genauer untersucht und nach Maß und Gewicht bestimmt, so muß auch der Biologe für den Wirkungsanteil von Kern und Protoplasma exakte Maßstäbe gewinnen. Und wie der Chemiker die qualitative Beschaffenheit, seiner Verbind ungeu auf ihre Zusammensetzung aus Elementen und auf die Qualitäten der letzteren zurüekzuführen sucht, so muß auch der Biologe eine qualitative Analyse der Zellbestandteile anstreben. Bei dem derzeitigen Zustand der organischen Chemie der Eiweißkörper, bei ihrem Unvermögen, die Konstitution derselben im toten Zustand des Materials zu erforschen, geschweige denn sie als lebendige Teile zu verstehen, kann eine derartige Analyse nur eine biologische sein, eine Analyse der Eigenschaften, welche als Anlagen in den Zellbestandteilen enthalten sind und im Laufe ihrer Ent- wicklung in die Erscheinung treten. Die Möglichkeit, das Dunkel zu lichten, welches die intracellu- laren Lebensvorgänge umhüllt, wurde durch zwei außerordentlich bedeutsame Errungenschaften der Biologie herbeigeführt. Durch- schneidungsversuche an Protozoen ergaben, daß, wenn man diese Tiere in kernhaltige und kernlose Stücke zerlegt, die kernhaltigen Teilstücke vollkommene Lebensfähigkeit besitzen; sie vermögen die verlorengegangenen Teile zu regenerieren, alle normalen Lebens- funktionen zu erfüllen, vor allem zu assimilieren, zu wachsen und sich fortzupflanzen. Kernlose Teilstücke dagegen verlieren sofort oder wenigstens nach einiger Zeit die Fähigkeit zu assimilieren; sie sind daher unfähig zu regenerieren, zu wachsen und sich fort- zupflanzen; sie sind noch lange Zeit reizbar und bewegungsfähig, aber auch diese Funktionen hören schließlich auf, weil der zu ihnen nötige Vorrat von Energie wohl aufgebraucht, beim Mangel des Kernes aber nicht ersetzt werden kann. Wie die Organismen im allgemeinen, so können wir auch die einzelligen Tiere und schließlich alle lebenden Zellen als Maschinen betrachten, welche Arbeit leisten, d. h. contractil sind und zu dieser Arbeitsleistung durch äußere Ein- wirkungen veranlaßt werden können, d. h. reizbar sind; aber sie sind zugleich Gebilde, welche die den Maschinen nicht zukommende 1* 4 Richard Hertwig Fähigkeit haben, sich selbst in der ihnen zukommenden Eigenart wieder aufzubauen, wenn sie sich durch Arbeit verbraucht haben, und welche diesen Aufbau auch unabhängig von der Arbeitsleistung im Interesse der Vermehrung bewirken. Diese bildnerische Tätig- keit der Zelle ist es, welche in allen ihren Phasen unter dem Ein- flüsse des Kernes erfolgt. Mit dieser auf sicheren Beobachtungen basierenden Auffassung steht in vollster Übereinstimmung die zweite wichtige Erkenntnis, daß das Wesen der Befruchtung in der Vereinigung zweier Kerne besteht, welche man bei den höheren Tieren und Pflanzen meistens als Ei- und Samenkern unterscheidet, nicht weil sie selbst sexuell differenziert sind, sondern weil sie aus sexuell differenzierten Zellen stammen. Eine Reihe vielfach augefochtener, nach meiner Meinung aber zwingender Überlegungen hat aus dieser Tatsache die Konse- quenz gezogen, daß die Kerne Träger der Vererbung sind, daß sie die Eigenschaften von Vater und Mutter, d. h. den Bauplan, nach welchem der neue Organismus sich aufbauen wird, auf das Kind übertragen. Das ist dasselbe Resultat, zu welchem uns die Durch- schneiduugsexperimente von Protozoen geführt haben. Wir können uns das Leben eines Organismus als eine Summe aufeinanderfolgender Erregungs- und Bewegungszustänae vorstellen, deren Verlauf und Charakter von der Architektonik des Substrats abhängen, au welchem sich dieselben abspielen. Die Art, in welcher die Architektur des Substrats sich aufbaut, erhält und fortbildet, wird vom Kerne beein- flußt; sie ist das Produkt der gemeinsamen Tätigkeit von Kern und Protoplasma. Wenn wir nun den Versuch machen, einen Einblick in die Wechselwirkungen von Kern und Protoplasma zu gewinnen, so wollen wir von dem Satze ausgehen, daß, wie bei allen physikalischen und chemischen Vorgängen, so auch bei den Lebensprozessen, ein gewisses Massenverhältnis der wirksamen Teile gewahrt sein muß. Und so muß auch bei den Lebensprozessen der Zelle ein bestimmtes Massenverhält- nis von Protoplasma und Kernsubstanz vorhanden sein, ein Verhältnis, für welches ich den Kamen »Kernplasma-Relation« eingeführt habe. Es ist eine alte Erfahrung, daß im allgemeinen kleine Zellen kleine Kerne, große Zellen große Kerne besitzen. Es wird ein Leichtes sein, aus der biologischen Literatur Stellen zu zitieren, in denen in mehr oder minder bestimmter Form Uber diese Korrelation von Kern- uud Zellgröße gesprochen wird. Das Neue, welches in der Lehre von der Kernplasma-Relation gegeben ist, ist der Gedanke, Über neue Probleme der Zellenlehre. 5 daß das Massenverhältnis von Kern zu Protoplasma, der Quotient ^ d. h. Masse der Kernsubstanz dividiert durch Masse des Protoplasma, ein gesetzmäßig regulierter Faktor ist, dessen Größe für alle vom Kerne beeinflußten Lebensvorgänge der Zelle, für Assimilation und organisierende Tätigkeit, für Wachstum und Teilung, von funda- mentaler Bedeutung ist. Ich wurde zu dieser Auffassung geführt, als ich sah, daß Protozoen bei fortgesetzter Kultur eine Zunahme ihrer Kernsubstanz erfahren, daß dann ihre Vermehrung verlangsamt, ihre Teilungsgröße, die Größe, bei welcher die Zweiteilung eintritt, gesteigert wird, daß eine übermäßige Vermehrung der Kernsubstanz schließlich zu tiefgreifenden Störungen des Lebensprozesses führt, welche den Tod zur Folge haben können, wenn es den Tieren nicht gelingt, durch Resorption von Kernmaterial normale Zustände wieder- herzustellen. Welchen bedeutsamen Einfluß die Masse an Kern- substanz auf das Leben der Protozoen ausübt, wurde weiterhin durch die Beobachtung bewiesen, daß die Größe der Cysten der Infusorien und die Zahl und Größe der Cysten bei Actinosphaerium ganz er- hebliche Unterschiede zeigten, je nachdem sie von Tieren gebildet wurden, die reich oder arm an Kernsubstanz waren. Für die Lehre von der Kernplasma-Relation sind von großer Bedeutung die Untersuchungen Gerasimoffs an Spirogyren und die Untersuchungen Boveris an Seeigel-Eiern gewesen. Gerasi- moff ist es geglückt, die Teilung von Spirogyrenzellen in der Art zu beeinflussen, daß eine der beiden Tochterzellen das gesamte für die Tochterkerne bestimmte Kernmaterial erhielt, die andre infolge- dessen bei der Verteilung des Kernmaterials leer ausging. Erstere hatte somit das Doppelte von Kernmaterial einer gewöhnlichen Zelle; sie wuchs zu außergewöhnlicher Größe heran, ehe sie sich von neuem teilte; ihre Abkömmlinge behielten den durch die Kernverdoppelung eingeleiteten Riesenwuchs der Zelle bei. Gerasimoff konnte daraus den Schluß ziehen, daß die Kerngröße die Zellgröße bestimmt. Boyeri endlich verglich die Furchungsstadien hemikaryotischer, amphikaryotischer und diplokaryotischer Seeigel-Eier untereinander. Amphikaryotisch nennt er normal befruchtete Eier, welche beiderlei Kerne, sowohl Ei- wie Samenkern und demgemäß die normale Chromosomenzahl 36 enthalten; hemikaryotisch sind dagegen Eier, welche nur einen der beiden Geschlechtskerne und demgemäß auch nur die halbe Chromosomenzahl enthalten, entweder den weiblichen — das trifft für künstliche Parthenogenesis zu — oder den rnänn- 6 Richard Hertwig liehen — das ist der Fall bei der sogenannten Merogonie, der Be- fruchtung von Eiern, welche den Eikern verloren haben Diplo- karyotisch endlich sind Eier, bei denen eine Verdoppelung der Chromosoraenzahl des normal befruchteten Eies eingetreten ist. Dies kann dadurch herbeigeführt werden, daß die erste Furchung unter- drückt wird, nachdem die Chromosomen sich geteilt haben und die Kernsubstanz somit den mit jeder Teilung verbundenen Zuwachs auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Masse schon erfahren hat. Die durch die Teilung auf die doppelte Zahl vermehrten Chromosomen fließen daun wieder in einen Kern zusammen. Wenn nun das Ei sich er- holt und weiter entwickelt, besitzt es zur Zeit der Zweiteilung doppelt so viele Chromosomen, d. h. doppelt so viel Kernsubstanz wie ein normales in Zweiteilung begriffenes befruchtetes Ei. Unterwirft man die drei besprochenen Versuchsreihen einer genauen Unter- suchung und vergleicht dabei korrespondierende Entwicklungsstadieu, d. h. Stadien, welche den gleichen Zustand morphogenetischer Ent- wicklung aufweisen, ganz ohne Rücksicht auf die Zahl der voraus- gegaugenen Teilungen (z. B. Blastulae bei Beginn der Mesencliym- bildung, beginnende Gastrulae, Plutei usw.), so stellt sich heraus, daß auf gleichem Stadium die Kerne eines hemikaryotischen Eies halb so viele Chromosomen haben als die Kerne eines amphikaryotischen und diese wieder halb so viele wie die Kerne eines diplokaryotischen. Es stellt sich ferner heraus, daß dasselbe Verhältnis auch für die Größen der Zellen gilt. Die Zellgrößen eines hemikaryotischen, amphi- karyotischen und diplokaryotischen Eies verhalten sich ebenfalls zu einander wie 1:2:4. Veränderungen der Chromosomenzahlen und der durch sie bedingten Kerngrößen haben somit zu entsprechenden Veränderungen der Zellgrößeu geführt '). Diese Korrelation von Kern- größe und Zellgröße ist besonders auffallend in den Fällen, in welchen die zu Anfang der Entwicklung vorhandene Masse der Ei- 1 Was die Kerngrüße aulangt, so wird dieselbe bei den bläschenförmigen Kernen der vielzelligen Organismen und vieler Protozoen nicht nur von dem Gehalt an spezifischer Kernsubstanz (Chromatin) bestimmt, sondern auch von der Anwesenheit aceessoriseher Bestandteile, vor allem von Flüssigkeit (dem Kernsaft). Boveri fand nun. daß nicht der Keruinhalt, sondern die Kernober- fläche proportional der Chromosomeuzahl zunimmt. Daraus würde sich ergeben, daß Kerne mit vielen Chromosomen unverhältnismäßig mehr Flüssigkeit auf- nehmen als Kerne mit wenig Chromosomen. Ein Kern mit der vierfachen Chromosomenzahl würde im ruhenden Zustand das Achtfache an Flüssigkeit enthalten. Wahrscheinlich wird übrigens der Flüssigkeitsgehalt der Kerne von vielerlei andern nebensächlichen Faktoren abhängen, z. B. Masse und Flüssig- keitsgehalt des umgebenden Protoplasma. Über neue Probleme der Zellenlehre. 7 Substanz die gleiche war wie bei allen amphikaryotischen und diplo- karyotischen Eiern; ferner auch bei hemikaryotischen Eiern, welche durch künstliche Parthenogenese gewonnen wurden, sofern sie eine normale Abfurchung erfahren haben. Denn dann müssen sich die Zahlen der jedesmal vorhandenen Embryonalzellen umgekehrt ver- halten wie ihre Größen; es hat auf gleichem morphogenetischem Stadium ein hemikaryotisches Ei sich einmal mehr geteilt als ein amphikaryotisches, und dieses wieder einmal mehr als ein diplo- karyotisches, um die normale Kernplasma-Relation einzuhalten *). b Die Untersuchungen Boverts sind von großem Interesse für die Frage nach den Ursachen formbildender Prozesse in der Embryonalentwicklung. Es zeigt sich, daß der Eintritt bestimmter entwicklungsgeschichtlicher Vorgänge, wie z. B. der Mesenchymbildung, der Gastrulation, voraussichtlich auch der histo- genetischen Prozesse, weder an einen bestimmten Teilungsschritt noch an eine bestimmte Zellgröße gebunden ist. Offenbar ist ein bestimmter Zustand der Kernplasma-Relation maßgebend; die Kerne wachsen im Lauf der Teilungen auf Kosten des Protoplasmas heran, bis der zur Organbildung nötige Grad des Chromatinwachstums und damit die nötige Kernplasma-Relation erreicht ist. Die- selbe tritt, gleiche Temperatur vorausgesetzt, auf früherer Teilungsstufe ein, wenn das Protoplasma des Eies im Vergleich zur Norm eine Verkleinerung oder der Kern (z. B. bei diplokaryotischen Eiern eine Vergrößerung erfahren hat. Zu analogen Resultaten haben die Kälteexperimente von Marcus geführt. Amphi- karyotische Eier gastrulieren und bilden Mesenchym in der Kälte auf einem früheren Teilungsstadium als in der Wärme. Die entsprechenden Entwicklungs- zustände haben daher in der Kälte weniger und größere Zellen als in der Wärme, zugleich aber auch erheblich größere Kerne. Fräulein Erdmann, eine im Münchner zoologischen Institut arbeitende Dame, hat diese Verhältnisse für drei verschie- dene Temperaturen genauer untersucht und ist zum Resultat gekommen, daß See- igellarven zur Zeit, in welcher sie das Mesenchym bilden oder gastrnlieren, un- gefähr gleichviel Chromatin in der Wärme, bei Zimmertemperatur, oder in der Kälte besitzen, so sehr sie sich auch in bezug auf Größe und Zahl der Furchungs- zellen unterscheiden. Ob freilich die Chromatinmengen vollkommen gleich sind, ist mir fraglich, ist auch bei der Unsicherheit der Bestimmungsmethode nicht mit Sicherheit zu entscheiden. Die unten besprochenen Experimente an Protozoen, welche zeigen, daß in der Kälte die Kernplasma-Relation zugunsten des Kernes verschoben ist, machen es wahrscheinlich, daß Kältelarven trotz geringerer Kern- zahl chromatinreicher sind als korrespondierende Wärmelarven. Daß nicht der absolute Gehalt an Kernsubstanz der maßgebende Faktor ist, wird sich durch das Studium merogoner Larven entscheiden lassen. Offenbar tritt hier Mesenchymbildung und Gastrulation bei einer bestimmten Zellgröße ein. unbekümmert, ob das zur Entwicklung gelangte Eistück von Anfang an groß oder klein gewesen ist, wovon die Zahl der Teilungen, welche dem betreffenden Ent- wicklungsvorgange vorausgegangen sind, wieder abhängt. Ferner ist zu beachten, daß möglicherweise nicht die Kernplasma-Relation als solche die morphogene- tischen Prozesse auslüst, sondern vielleicht die Beschaffenheit des Zellplasma, wel- ches durch die beständige Abgabe von Substanzen an die Kerne notgedrungen wäh- rend des Furchungsprozesses eineVeränderung seiner Beschaffenheit erfahren muß. 8 Richard Hertwig Was ich hier über die Untersuchungen Gerasuioffs, Boveris und meine eignen Arbeiten gesagt habe, läßt erkennen, daß die Kern- plasma-Relation nicht nur ein bedeutsamer Faktor im Zellenlehen ist, sondern auch ein Faktor, welcher eine exakte Bestimmung ge- stattet. Damit haben wir eine gesicherte Basis gewonnen, von welcher ausgehend wir die Veränderungen, welche die Organisation der Zelle bei ihrer Lebenstätigkeit, heim Wachstum, bei ihrer histolo- gischen Umbildung und Vermehrung erfährt, ebenfalls einer exakten Untersuchung zugängig machen können. Ehe wir jedoch diese zweite und wichtigere Aufgabe in Angriff nehmen, bedürfen zuvor einige Punkte der Klarstellung. Zunächst muß ich Fälle aussclieiden, in denen der Begriff Kern- Fig. l. Acanthocftiastna Krohni ; Kern mit großem Nucleolus und mächtiger Kernrindenschiclit. Fig. 2. Arcella vulgaris, s Schalenmündung, n Kern, cli Chromidialnetz. plasma-Relation in der bisher besprochenen Fassung nicht anwendbar ist ; das sind die Fälle, in denen nucleare Substanzen außerhalb des Kernes vorhanden sind, in denen somit Größenbestimmungen des Kernes für die Menge des tatsächlich vorhandenen Kernmaterials keinen Maßstab liefern. In beistehenden Figuren habe ich Abbildungen von Radiolarien und Monothalamien zusammengestellt. Der Kern der in Fig. 1 abgebildeten Acanthometride ist von einer mächtigen Rindenschicht umgeben, über deren Zugehörigkeit zum Kerne kein Zweifel bestehen kann. Bei den Monothalamien ist das Aequivalent dieser Rindenschicht aufgelockert zu einem Netzwerk, welches sich mit unregelmäßigen Ausläufern in das Protoplasma hineinerstreckt, gar keine Beziehungen mehr zum Kerne erkennen läßt und auch die längste Zeit als ein Teil des Protoplasma angesehen wurde (Fig. 2). Dieses »Chromidialnetz«, wie ich das Netz genannt habe, spielt un- Über ueue Probleme der Zellenlehre. 9 zweifelhaft bei den Funktionen des Kernes eine große Holle; aber es läßt sich nicht quantitativ bestimmen, so daß uns die Kernplasma- Relation hier ganz im Stiche läßt. Ähnliches gilt auch von vielen Zellen metazoer Tiere; ich verweise hier ganz besonders auf die riesigen Zellen der Nematoden (Fig. 3), welche sich mit minimalen Kernen begnügen, weil, den Untersuchungen Goldschmidts zufolge, außer] den Kernen ein mächtig entwickelter Chromidialapparat den Zellkörper nach allen Richtungen hin durchsetzt. Analoge Fälle sind sicherlich im Tierreich weit verbreitet und werden jetzt, wo die Auf- merksamkeit auf sie gerichtet ist, noch häufig beschrieben werden. Aber auch für die Fälle, in denen die gesamte Kernsubstanz im Kerne enthalten ist, welche im Tier- und Pflanzenreich die Regel bilden, bedarf der Begriff der Kernplasma- Relation noch einer präziseren Fassung, als es bisher der Fall war. Wir werden im folgenden sehen, daß die Kernplasma- Relation in den verschiedenen Phasen des Zellenlebens eine verschiedene Größe hat, daß sie zwischen zwei aufeinander- folgenden Zellteilungen ganz erheblichen, zugleich aber vollkommen gesetzmäßigen Abänderungen unterworfen ist. Wir sind daher gezwungen, einen bestimmten, überall vergleichbaren Zustand unsren Be- trachtungen zugrundezulegen. Als einen solchen Zustand wähle ich das Verhalten der jugendlichen Zelle, welche eben aus der Teilung hervorgegangen ist und nun anfängt, sich von neuem zu ernähren, um abermals heran- zuwachsen und sich zu teilen. Ich werde im folgenden diesen Zu- stand der Kernplasma-Relation, mit welchem die Zelle in eine neue Phase ihrer Existenz eintritt, die Kernplasma-Norm nennen. Und noch einen dritten Punkt muß ich hervorheben. Wie alles Lebende, so ist auch die Zelle ein veränderliches Gebilde, welches teils unter dem Einfluß äußerer Existenzbedingungen, teils aus inneren Ursachen Abänderungen unterworfen ist. Das gilt selbstverständlich auch für die Kernplasma-Relation. Was die äußeren Bedingungen anlangt, so läßt sich ihr Einfluß am schönsten für die Temperatur erweisen. Ich war bei meinen Unter- suchungen Uber Protozoen aufmerksam geworden, daß in der Kälte gezogene Infusorien erheblich größer sind als Individuen derselben Fig. 3. Muskelzelle von .Leons mit Kern und Ciiromidien (nacli Goi.dschmidt). 10 Richard Hertwig Art, welche in Zimmertemperatur oder gar im Thermostaten bei 25 bis 30° C gehalten wurden, daß ferner die Kerngröße bei ihnen in erheblicherem Maße zugenommen hatte als die Zellgröße. Es war somit unter dem Einfluß der Kälte eine Verschiebung der Kernplasma- Relation zugunsten des Kernes eingetreten. Ich habe diesen Einfluß der Temperatur im Lauf der letzten Jahre durch meine Schüler nach Tabelle I. Wachstumskurven von Kern (o) und Protoplasma [b) für zwei Temperaturen: a, b bei 25" C, a', b' bei 14° C nach Popoff); die in die Kurve eingetragenen Größen des Protoplasmakörpers sind auf Vio der natürlichen Größe reduziert. Die aus der Kurve abzuleseudeu Werte für die Kernplasma-Norm (o— b), (< a'—b ') und die Maxima der Kernplasma-Spannung (dda,d'd') sind daher viel zu klein, können aber leicht aus der Kurve berechnet werden. Jede Einheit der Ab- szisseneinteiluug entspricht für die Wärmekultur einer Stunde, für die Kälte- kultur ca. 5 Stunden. Uber neue Probleme der Zellenlehre. 11 den verschiedensten Richtungen hin verfolgen lassen. Über einen Teil der Ergebnisse möchte ich in kurzem berichten. Mein Assistent Herr Dr. Popoff untersuchte ein Infusor, welches zu derartigen Beobach- tungen ganz besonders geeignet ist, weil sich bei ihm Größenbe- stimmungen von Kern und Protoplasma mit größerer Genauigkeit ausführen lassen als bei den meisten andern Infusorien, die Fron- tonia leucas. Die Arbeit hatte den Zweck, die Größenzuuahme, welche Kern und Protoplasma zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen erfahren, möglichst genau zu bestimmen und in Kurven graphisch darzustellen. Das ist nun in der Tabelle I geschehen, und zwar für zwei verschiedene Temperaturen, die Temperatur von 14° und 25° C; die Wärmekurven si«d durch die Linien a und b, die Kälte- kurven durch die Linien a' und b' gegeben. Die Linien a und a' beziehen sich auf die Kerngrüßen, die Linien b und b' auf die Protoplasmagrößen. Als Einheitsmaß liegt den Kurven die Größe des soeben aus der Teilung hervorgegaugenen Wärmekernes zugrunde. Auf dem korrespondierenden Stadium ist der Kältekern 1,6 mal so groß als der Wärmekern, der Protoplasmakörper des Wärme- tiers 64 — 67mal so groß, der Protoplasmakörper des Kältetiers 81 mal so groß (oder 54 mal so groß als der Kern des Kältetiers). Wollte man diese Größenverhältnisse des Protoplasmakörpers in die Kurven eintragen, so würde die Tabelle ein riesiges Format erhalten. Um dies zu verhindern, sind die Protoplasmawerte durch 40 dividiert (04: , jq = 1 • 6; == 2 • 21 , d. h. eine Einheit der Kernkurven entspricht 40 Einheiten der Protoplasmakurven. Während die Maße von Kern und Protoplasma auf den Ordinaten eingetragen sind, geben die Ab- teilungen der Abszisse die Zeitintervalle wieder. In der Wärme teilt sich Frontonia alle 17 Stunden einmal, in der Kältekultur bedarf der Teilungsprozeß ungefähr das Fünffache an Zeit (80 — 90 Stunden . Um die Wärme- und Kältekurven vergleichbar zu machen, entspricht jeder Teilstrich der Abszisse für die Wärmekultur 1 Stunde, für die Kälte- kultur zirka 5 Stunden. Die Distanzen a — b und a — b' geben uns die Kernplasma-Relationen an, ihre Größe am Anfang der Kurve die Kernplasma-Norm. Man sieht auf den ersten Blick, daß die Kältekurven höher liegen als die entsprechenden Wärmekurven, daß also der Gesamtkörper des Tieres wie auch der Kern in der Kälte absolut größer ist als in der Wärme. Zugleich sieht man aber auch, daß die Kernkurve von der Protoplasmakurve in der Kälte durch einen geringeren Abstand ge- 12 Richard Hertwig trennt ist als in der Wärme, d. h. die Kernplasma-Norm repräsentiert in der Kälte einen höheren Wert (V54) als in der Wärme (V64) ; die Kernplasma-Relation ist in der Kälte zugunsten des Kernes verschoben. Wie die Kernplasma-Relation von der Temperatur beeinflußt wird, zeigen zwei weitere Untersuchungen, welche an Seeigeleiern vorge- nommen wurden. Die Tabelle II, zu welcher eine Dame, Frl. Erdmann auf meine Veranlassung das nötige Untersuchungsmaterial geliefert hat, gibt eine Tabelle II. Kälte (10° C). Zimmertemperatur Wärme (20° C). (16- -17° C). a b c b c b c 1 140 Min. ! 100 Min. | 100 Min. 2 19.17 | 50 > 19.17 1 l 40 » 18.50 40 » 4 10.83 1 ! 65 » 10.34 ( 50 » 8.93 30 » 8 8.52 1 | 95 7.91 i « > 6.32 1 50 » 16 7.24 [ 164 > 5.15 I 109 > 5.00 110 » 32 5.46 4.31 2.53 580 » 115 » ; 100 » 64—128 4.51 1 • 1060 » 3.46 ) ! 152 > 1.85 | 110 » Bl. I 3.58 ) ! 1120 » 2.41 l 230 1.22 1 220 » Bl. II 2.76 ) I 1900 ' > 2.08 ! 350 » 1.06 390 » G. I 1.92 ) J 2210 1.46 ) | 550 > 0.88 410 > G. II 1.00 1 1 1230 » 0.5 i j 795 > 0.33 700 » PI. 0.4 J 0.2 1 0.14 Tabelle der Chromosomengrößen von Strom/ ylocentrotus lividus auf verschiedenen Stadien der Entwicklung und bei verschiedenen Temperaturen (nach Rhoda Erdmann). Kolumne a bedeutet die einzelnen Stadien (2 = Zweiteilung, Bl. I frühe Blastula, G. Gastrnla. PI. Pluteus); Kolumne b enthält die relativen Chromo- somengrößen in Kubikmikra, Kolumne c das zwischen zwei succesiven Stadien verflossene Zeitintervall. Darstellung der Größen, welche die Chromosomen auf dem Stadium der Aquatorialplatte bei einer Temperatur von 10, 16 und 20° C er- reichen. Die Messungen wurden ausgeführt für die 2., 4., 8., 16., 32. 'Peilung, für Karyokinesen einer frühen und einer späten Blastula Über neue Probleme der Zellenlehre. 13 einer frühen und späten Gastrula und des entwickelten Pluteus. Es ist selbstverständlich, daß die berechneten Werte keine exakten Größen- bestimmungen sind, sondern nur relative Gültigkeit haben. Sie reichen aber aus, um zu beweisen, daß die Chromosomen der Wärmetiere er- heblich kleiner sind als die der Kältetiere auf entsprechendem Stadium. Fig. 4. Fig. 5. Blastulae von Strongylocentrotus lividus im Beginn der Mesenchymbildung, 4 Kälteform, 5 Wärmeforra (nach Marcus). Bei der Zwei- und Vierteilung ist der Unterschied ein geringer, er steigert sich aber im Lauf des Furchungsprozesses, so daß schließ- lich die »Wärmechromosomen« 2— 3mal so klein sind als die »Kältechromo- Fig. 6. somen«. Da nun die Zahl der Chromo- somen konstant ist und auch die Größen der Zellen auf gleichen Teilstadien der Wärme- und Kältekultur ungefähr die- selben sind, so ergibt sich aus dieser Untersuchung abermals eine den Tem- peraturen proportionale Verschiebung der Kernplasma-Relation. Die Figuren 4 — 6 endlich sind einer schon veröffentlichten Arbeit von Marcus entnommen; sie stellen See- igellarven dar, welche in Wärme und Kälte gezüchtet und auf gleichen Entwicklungsstadien abgetötet worden waren. Gewählt wurde die Zeit des Anfangs der Mesenchym- bildung. (Fig. 4, 5.) Die dritte Zeichnung (Fig. 6) gibt Teile von Entodermzellen zur Zeit der Bildung des Hydrocoels, a Kälteform, b Wärmeform (nach Marcus). 14 Richard Hertwig Larven, in denen die Bildung des Hydrocoels begonnen hatte. Auf der linken Seite sind die Kältelarven abgebildet, auf der rechten Seite die Wärmelarven. Ein Blick auf die Zeichnungen genügt, um zu zeigen, daß die Kältelarven weniger, dafür aber größere Zellen haben als die korrespondierenden Wärmelarven, daß besonders aber ihre Kerne größer sind. Marcus hat nun auch durch Messungen annähernd die Größen der Zellen und ihrer Kerne zu bestimmen versucht, und zwar für drei Kulturen, Wärme, Zimmer und Kälte. Es stellte sich heraus, daß die Zellgrößen sich zu einander verhielten wie 1: 1 ^2 : 2 Y2| die Kerngrößen dagegen wie 1 : 2l/i : 31 3. Diese Zahlen liefern uns dasselbe Ergebnis, zu dem wir schon bei Protozoen gelangt sind: daß die Zellen in der Kälte größer sind als in der Wärme und nicht nur absolut, sondern auch relativ größere Kerne besitzen. Sicherlich gibt es noch andre äußere Einflüsse, welche die Kern- plasma-Relation modifizieren, nur daß sie bis jetzt noch keine metho- dische Untersuchung erfahren haben. Hier eröffnet sich uns noch ein Feld reicher Tätigkeit, welches sicherlich nicht nur großes theoretisches Interesse, sondern voraussichtlich auch einmal große praktische Be- deutung gewinnen wird. Wir wissen, welchen großen Einfluß auf den Ablauf der Lebensvorgänge mechanische, elektrische und chemische Einwirkungen ausüben. Es läßt sich mit Sicherheit voraussetzen, daß auch die Struktur der Zelle von diesen Faktoren beeinflußt werden wird. Wahrscheinlich wird die Kernplasma-Relation uns für die Größe der Veränderungen einen Maßstab an die Hand geben. Neben den äußeren Einflüssen hatte ich oben unter den die Kern- plasma-Relation verändernden Faktoren auch innere Ursachen genannt. Ich will sie die autogenen oder funktionellen nennen, weil sie aus der Vergangenheit der Zelle hervorwachsen und in Funktionszuständen der Zelle ihre Ursache haben. Am leichtesten gelingt es, die ein- schlägigen Verhältnisse für Infusorien zu erläutern. Kultiviert man Individuen derselben Art längere Zeit unter gleichen Existenzbe- dingungen, so findet man einerseits Größenunterschiede, welche da- durch bedingt sind, daß die einen Tiere erst kürzlich aus einer Teilung hervorgegangen sind, andre wieder kurz vor der Teilung stehen, Größenunterschiede, welche somit auf das verschiedene Alter der einzelnen Individuen zurückzuführen sind. Außerdem findet man aber auch Größenunterschiede zwischen Tieren, welche sich auf korrespon- dierenden Entwicklungsstadien befinden. Am leichtesten überzeugt man sich von der Existenz dieser zweiten Kategorie von Größenunterschieden durch Untersuchung von Tieren, die gerade im Begriffe sind, sich zu teilen. Über neue Probleme der Zellenlehre. 15 Man findet, daß die Teiluugsgrößen bei Individuen derselben Art und derselben Kultur ganz erheblich differieren. Die Größenunterschiede sind nicht geringer als die, welche man durch Kultur hei verschie- denen Temperaturen erhält. Sie können wie diese nur durch Ver- änderungen in der Kernplasma-Relation erklärt werden, daß in einer Infusorienkultur einige Tiere größere Kerne besitzen und daher eine bedeutendere Teilungsgröße erreichen als andre. Wie diese Variabilität der Teilungsgrößen möglich ist, setzt eine genaue Kenntnis der Veränderungen voraus, welche die Kernplasma-Relation im Laufe des Wachstums und bei der Teilung der Zelle erfährt. Damit werden wir zu dem zweiten Teil dieser Auseinandersetzungen übergeleitet, welcher die Bedeutung der Lehre von der Kernplasma-Relation für die Erscheinungen des Wachstums und der Teilung zu behandeln hat. Das Wachstum der Zelle beruht darauf, daß die Zelle assimiliert. Assimilation von Nahrung und Verwendung derselben zum Aufbau lebenden Materials erfolgt, wie wir gesehen haben, nur unter dem Einfluß des Kernes. Unsre Frage lautet somit: in welcher Weise ist der Kern an diesen hochwichtigen Vorgängen beteiligt und welche Veränderungen erfährt seine Beschaffenheit im Laufe seiner hei der Assimilation der Zelle ausgeübten Tätigkeit? Es ist merkwürdig, wie wenig diese Frage, deren fundamentale Bedeutung ohne weiteres einleuchtet, die Beachtung der Biologen gefunden hat. Nur selten hat man versucht, sich an der Hand von Beobachtungen Vorstellungen zu bilden, in welcher Weise der Kern seinen bestimmenden Einfluß ausübt; noch weniger hat man versucht, diese Vorstellungen experimenteller Prüfung zu unterwerfen, obwohl die Möglichkeit hierzu vollkommen gegeben ist. Über die Art, in welcher der Kern Einfluß auf das Protoplasma behufs Zustandekommen der Funktion ausübt, kann man sich ver- schiedene Vorstellungen bilden. Man könnte zunächst an dynamische Wirkungen denken, an molekulare Schwingungen, welche sich von der Kernsubstanz auf das Protoplasma fortsetzen und hier chemische, die Arbeitsleistung vermittelnde Umsetzungen hervorrufen. Angesichts der Tatsache, daß die Kerne, namentlich bei Protozoen, im Laufe der Funktion ganz intensive Strukturveränderungen erfahren, sind der- artige dynamische Einwirkungen äußerst unwahrscheinlich. Viel wahrscheinlicher ist es, daß die Wechselwirkung von Kern und Proto- plasma durch Stoffaustausch vermittelt wird. Hier liegt es nun am nächsten anzunehmen, daß der Kern an das Protoplasma kleinste IG Richard Hertwig Teilchen abgibt, welche die Funktionen auslösen. sei es, daß sie sich mit Teilen des Protoplasma zur funktionierenden Substanz verbinden, sei es, daß sie durch das Protoplasma aktiviert werden und so selbst die funktionierende Substanz darstellen. In letzterer Richtung bewegt sich die von de Yries aufgestellte Lehre von der intracellularen Pan- genesis, welche in weitesten Kreisen Beifall gefunden bat. De Yries stellt sich bekanntlich jeden Organismus vor als eine Summe ver- schiedener Eigenschaften, welche an besondere Eigenschaftsträger ge- bunden sind, welche er »Pangene« nennt. Der Kern ist das Organ der Vererbung, weil er die Pangene in inaktivem Zustand, d. h. als Anlagen enthält; das Protoplasma dagegen enthält die aktiven Pangene, und zwar je nachdem eine Muskel-, Drüsen- oder Nervenzelle gegeben ist, Pangene verschiedener Art. Der Einfluß, welchen der Kern auf das Protoplasma ausiibt, besteht darin, daß er die jedesmal für die Funktion nötigen Pangene abgibt, welche in das Protoplasma gelangen, in dem neugewonnenen Mutterboden ernährt werden, sich vermehren und in den aktiven Zustand übergehen. Diese Auffassungsweise macht die von de Yries freilich nicht besonders ausgesprochene An- nahme nötig, daß der Kern vom Protoplasma aus ernährt wird , um seinen sich bei der Funktion erschöpfenden Vorrat au Pangenen zu ersetzen. Mit de Vries scheinen mir alle neueren Forscher, welche über das Problem nachgedacht haben, wenigstens insofern übereinzu- stimmen, als sie annehmen, daß bei der Funktion Teile vom Kern an das Protoplasma abgegeben werden. Wären diese Vorstellungen richtig, so müßte das Bild der Zelle folgendermaßen ausfallen: im Zustand funktioneller Ruhe große, von Pangenen überfüllte, daher chromatinreiche Kerne, im Zustand reger Tätigkeit dagegen kleine, chromatinarme Kerne, welche ihren Pangenen- vorrat an das Protoplasma abgegeben haben. Das höchste Maß von Leistungsfähigkeit müßte Zellen mit großen chromatinreichen Kernen zukommen; Zellen mit kleinen Kernen müßten dagegen funktionsun- fähig sein. Das ist nun genau das Gegenteil von dem, was tatsäch- lich zutritft. Es ist eine bekannte Erfahrung, daß die Leistungsfähig- keit der Zelle durch Wärme gesteigert, durch Kälte herabgesetzt wird. Wir haben aber gesehen, daß gerade Wärmezellen relativ kleine, Kältezellen relativ große Kerne besitzen. Und noch eine zweite Reihe von Erfahrungen spricht dagegen. Calkins und ich und unsre beider- seitigen Schüler haben gezeigt, daß der Lebenslauf der Protozoen eine merkwürdige Periodizität erkennen läßt. Actmosphaerien und alle daraufhin untersuchten Infusorien ( Paramaecien , Dilepten , Stylony- Über neue Probleme der Zellenlehre. 17 cliien , Oxyt riehen , Frontonien ) zeigen Perioden, in denen sie stark fressen und entsprechend stark wachsen und sich vermehren. Mit den Futter- und Vermehrungsperioden alternieren Zeiten, in welchen Nahrungsaufnahme und Teilung vollkommen pausieren. Diese »De- pressionszustände«, wie sie Calkins vortrefflich genannt hat, können verschiedene Dauer und verschiedene Intensität haben. Depres- sionen leichteren Grades werden rasch überwunden; schwerere Depres- sionen führen zum Untergang einzelner Individuen, die schwersten zum Untergang ganzer Kulturen. Nach Calkins können chemische Einflüsse, nach meinen Erfahrungen Temperaturveränderungen den Niedergang der Kultur hintanhalten. Prüfen wir nun die Kernveränderungen, welche diesen biologischen Veränderungen entsprechen, so stellt sich heraus, daß die Heranbildung einer Depression mit einer Zunahme der Kernsubstanz, mit einer Hyperchromasie der Zelle, einhergeht, bei ein- kernigen Tieren mit einem Wachstum des Kernes, bei vielkernigen Tieren mit einer Steigerung der Kernzahl. Es entwickelt sich ein Gesamtbild, welches große Ähnlichkeit hat mit dem durch Kältewirkung hervorge- rufenen, eine Analogie, welche ich für Actinosphaerinm bis ins einzelne habe durchführen können und welche Marcus auch für Seeigellarven hat bestätigen können. Diese nicht durch äußere Einflüsse, sondern durch Funktionszustände des Organismus bedingte, autogene Vergrößerung des Kernes ist es, welche die oben schon besprochene, in ihren Ur- sachen aber damals nicht näher erläuterte Zunahme der Teilgröße erklärt, welche so oft in Infusorienkulturen zu beobachten ist. Ist der Kern der Infusorien zur Zeit der Depression vergrößert, so geht das Wiedererwachen der Funktion, die lleorganisation der Zelle, mit einer Keduktion der Kernmasse einher; es treten Bilder auf, welche mit den Veränderungen des Hauptkernes gegen Ende der Kon- jugation große Ähnlichkeit haben und wie diese darin ihre Erklärung finden, daß behufs Resorption der Kernsubstanz eine Oberflächenver- größeruug des Kernes angestrebt wird. Es entstehen verästelte oder gelappte Keruformen, oder der Kern wird in zwei oder mehr kleinere Stücke zerlegt. Gelingt auf diesem Wege die Reduktion der Kern- masse, so tritt das Infusor in eine neue Phase der Assimilation und Vermehrung ein. . Vergrößerte Zellen mit maulbeerförmigem oder gelapptem Kerne, Riesenzellen mit vielen Kernen oder, richtiger gesagt, mit einem in viele kleine Stücke zerlegten »fragmentierten« Kerne bilden in der Histologie und Entwicklungsgeschichte eine weit verbreitete Erschei- nung; noch häufiger treten sie im Verlauf pathologischer Vorgänge Archiv f. Zellforschung. I. 2 18 Richard Hertwig auf. Die merkwürdigen Kernbilder werden allgemein, aber mit Un- recht, als Beweise amitotischer Kernteilung angesehen, haben aber im übrigen eine sehr verschiedene Beurteilung erfahren. Nach einigen Autoren sollen diese Amitosen eine zum Untergang der Zelle führende Periode einleiten, nach andern sollen sie einen notwendigen normalen Vermehrungszustand der Zelle darstellen, auf welchen dann wieder mitotische Teilungen folgen. Erklären wir die Verhältnisse nach Ana- logie mit den Infusorien, so entsprechen die auffallenden Kernformen einer durch starke Funktion hervorgerufenen kritischen Periode des Zellenlebens, in welcher allerdings leicht der Tod eintritt, von der aus aber eine Reorganisation der Zelle möglich ist. Letzteres gilt wohl in der Regel von den sogenannten Amitosen der Geschlechts- zellen, wie sie ganz besonders von Amphibien beschrieben wurden. Bei vielkernigen Protozoen habe ich noch einen andern Vorgang be- schrieben, welcher den Zweck hat, die Hvperchromasie des Kern- apparates zu beseitigen und dadurch der Zelle ihre Funktionsfähigkeit wiederzugewinnen; er besteht darin, daß chromatische Kernteile oder, wie ich sie genannt habe, »Chromidien« aus dem Kerne ausgestoßen und im Protoplasma, oft unter Pigmentbildung, zerstört werden. Auch das sind Vorgänge, welche in den Zellen der Metazoen, sei es in normalen, sei es in pathologischen Geweben, ihr Gegenstück finden. Wenn wir nun zum Schluß aus dem, was wir über »funktionelle« Veränderungen des Kernes kennen gelernt haben, noch das Fazit ziehen, so können wir wohl sagen: Alle bekannt gewordenen Erscheinungen sprechen gegen die Lehre, daß der Kern die Funktion des Plasma auslöst, indem er Funktionsträger, Pangene, an dasselbe abgibt. Wir werden vielmehr durch die Erfahrung zu der entgegengesetzten Auf- fassung geführt, daß der Kern dem Protoplasma, um es in aktiven Zustand zu versetzen, Substanzen entzieht. Ich verzichte darauf, diesen Gedanken zu einer Art Theorie der Zellfunktion weiter auszuführen. Ich werde mich begnügen, im folgenden von der durch die Funktion bedingten Zunahme an Kernsubstanz alsdem » funktionellen Wachs- tum des Kernes« zu reden. Es würde mir nun die Aufgabe zufallen, im Einzelnen ausein- anderzusetzen, in welcher Weise das funktioneile Wachstum des Kernes unter normalen Verhältnissen Einfluß auf die Kernplasma-Relation ge- winnt. Ich ziehe es jedoch vor, diese Frage einstweilen zurückzu- stellen und sie im Zusammenhang mit eiuer zweiten Frage abzuhaudeln, der Frage: welche Rolle spielt die Kernplasma- Relation bei der Zell- vermehrung? Über neue Probleme der Zellenlehre. 19 Die verbreitetste und unzweifelhaft auch die ursprünglichste Form der Zellvermehrung ist die Zellteilung; sie wurde früher allgemein als ein »Wachstum der Zelle über das individuelle Maß« bezeichnet. Richtig an dieser Definition, wir können sogar sagen, banal richtig ist der Gedanke, daß jede Teilung, ja jede Zellvermehrung auf einer vorausgegangenen Zunahme an lebender Substanz, auf Wachstum, be- ruht. Anfechtbar dagegen ist der Zusatz »über das individuelle Maß hinaus«; er ist viel getadelt, oft auch verspottet worden. Was ver- steht man unter »individuellem Maß«? Ist das nicht eine dogmatische Vorstellung, welche in nichts zerrinnt, wenn man sie genauer zu fassen sucht? Widerspricht ihr nicht die Erfahrung, daß Zellen zu riesiger Grüße heranwachsen und unter Umständen doch noch simultan in Hunderte und Tausende von kleinen Zellen zerfallen? Wir sehen, die Bezeichnung »über das individuelle Maß« ist ein Ausdruck für eine Unbekannte, für ein X, welches das Verhältnis von Wachstum und Vermehrung reguliert; es ist ein schlechter Aus- druck, weil er den Anschein einer Erklärung erweckt, ohne sie zu geben, ein falscher Ausdruck, weil er für viele Fälle der Zellver- mehrung gar nicht paßt. Um mir nun von dem die Zellteilung auslösenden unbekannten Faktor eine Vorstellung zu bilden, bin ich von folgenden Erwägungen ausgegangen. Die Teilung ist der Zustand energischster Tätigkeit der Zelle, bei welcher Kräfte, welche während des Wachstums ruhten, plötzlich in Tätigkeit treten. Am Schluß der Teilung ist wieder ein Gleichgewichtszustand dieser Kräfte erzielt, welcher während des nun folgenden Wachstums aufs neue allmählich eine Veränderung erfährt, bis der zu einer neuen Teilung nötige Grad der Spannung erzielt ist. Wenn eine Zelle wächst, so wächst auch der zugehörige Kern. Die herrschende Auffassung — sofern man überhaupt von einer solchen reden kann bei einem Problem, welches bisher überhaupt noch nicht als solches erkannt worden ist — geht nun wohl dahin, daß der Kern von einer Teilung zur andern in gleichem Maße wächst wie das umgebende Protoplasma. Wäre dies in der Tat der Fall, so würde das System der in der Zelle enthaltenen Kräfte während des gesamten Wachstums in derselben Gleichgewichtslage verharren, wie sie durch die vorausgegangene Teilung geschaffen worden ist; es würde kein Grund zu besonderen Kraftentfaltungen, wie sie in der Teilung ge- geben sind, vorliegen. Wir sind daher genötigt anzunehmen, daß beim Wachstum der Zelle im Wechselverhältnis der Zellteile Verände- rungen eintreten, welche allmählich eine Steigerung erfahren, bis sie 2* 20 Richard Hertwig den zur Teilung nötigen Grad erreicht haben. Diese Veränderungen in der Konstitution der Zelle müssen durch die assimilatorischen Vor- gänge bedingt sein, welche das Wachstum der Zelle verursachen; sie sind nach meiner Auffassung darin gegeben, daß das Wachstum des Protoplasmakörpers und das Wachstum des Kernes während der Assi- milation einander nicht proportional verlaufen. Das Protoplasma ist in letzter Instanz der Träger der Lebeus- funktionen. Wie Max Schulze es zuerst klar auseinaudergesetzt hat, bildet das Protoplasma die Sekrete, erzeugt die Grundsubstanzen von Bindegewebe, Knorpel und Knochen, die Muskeltibrillen und Nerven- fasern oder ist selbst Sitz von Sensibilität und Kontraktilität. Wachs- tum des Protoplasma ist somit entweder selbst schon Wachstum der funktionierenden Substanz oder Vorbedingung zu demselben. Dem Kerne dagegen kommt nur die Aufgabe zu, die Lebenserscheinungen des Protoplasma auszulösen; dabei erfährt er die Vergrößerung, welche ich sein »funktionelles Wachstum« genannt habe. Da nun die Er- fahrung lehrt, daß relativ kleine Kräfte nötig sind, um große Arbeits- leistungen auszulöseu, so ist es wahrscheinlich, daß dem ansehn- lichen Wachstum der Zelle ein geringes Wachstum des Kernes gegen- überstehen wird. Wenn diese Erwägungen richtig sind, muß sich von einer Zellteilung zur andern allmählich ein Mißverhältnis zwischen Masse des Kernes und Masse des Protoplasma entwickeln ; es muß das durch die Kernplasma-Norm gegebene Gleichgewicht gestört werden, die Kernplasma-Relation muß eine Verschiebung erfahren zuungunsten des Kernes, es muß sich eine Kernplasma-Spanuung entwickeln, welche allmählich zunimmt, bis schließlich ein Grad erreicht wird, den ich früher Kernplasma-Spannung im engeren Sinne genannt habe. In dieser Spannung erblicke ich die Ursache der Teilung. Ich nehme an, daß, wenn ein Höhepunkt der Kernplasma-Spanuung erreicht wird, der Kern die Fähigkeit gewinnt, auf Kosten des Protoplasma zu wachsen, und daß die hierbei sich vollziehenden Stoffumlagcrungeu zur Teilung der Zelle führen. Zum funktionellen Wachstum gesellt sich das Teilungswachstum des Kernes, um die Kernplasma-Norm wiederherzustellen. Dieser Versuch zu einer Theorie der Zellteilung setzt ganz be- stimmte Veränderungen in der Kernplasma-Relation voraus, welche exakter Untersuchung zugängig sind. Es gilt nur, geeignete Objekte und geeignete Methoden ausfindig zu machen, welche es ermöglichen, das Kernwachstum und das Zellwachstum von einer Teilung zur andern graphisch darzustellen. Daß dieses möglich ist, zeigt die von Herrn Über neue Probleme der Zellenlehre. 21 Dr. Popoff entworfene Tabelle I, auf welche ich schon einmal ein- gegangen bin, um den Einfluß der Temperatur auf die Größe der Kernplasma-Relatiou zu erläutern. Sie zeigt uns die Größenzunahmen von Kern und Protoplasma des Infusors Frontonia leucas von einer Teilung zur andern in Form von Kurven aufgezeichnet, und zwar gelten, wie oben schon hervorgehoben wurde, die Linien a und b für den Verlauf der Teilung bei 25° C, während die Linien a' und // sich auf die Temperatur von 14° beziehen. Es würde mich zu weit führen, wenn ich auseinandersetzen wollte, in welcher Weise von Herrn Dr. Popoff die einzelnen Daten zur Konstruktion der Kurve gewonnen wurden und welche Kautelen alle nötig waren, um gesicherte Resultate zu gewinnen. Für unsre Betrachtungen sind nur die Resultate selbst von Bedeutung. Es wird aber das Zutrauen zu der Zuverlässigkeit der Kurve erhöhen, wenn ich hier mitteile, daß zwei meiner Schüler ganz unabhängig von einander, jedoch nach gleicher Methode die zu der Kurve nötigen Beobachtungen gesammelt haben. Vor 5 Jahren begann Herr von Wierzbitzki die Unter- suchung, Uber die ich schon auf der Breslauer Versammlung der Deutschen zoologischen Gesellschaft berichtet habe. Da derselbe durch politische Verhältnisse verhindert war, die Arbeit zu Ende zu führen, hat Herr Dr. Popoff in einer äußerst sorgfältigen Weise die Unter- suchung von neuem begonnen. Im Prinzip stimmten clie Unter- suchungen beider Herren überein, nur daß Herr Popoff durch sorg- fältigere Kultur eine noch größere Exaktheit erzielt hat als sein Vorgänger. Man sieht, daß das Protoplasma sowohl in der Kälte wie in der Wärme von einer Teilung zur andern eine allmähliche, auf die Zeit ganz gleichmäßig verteilte Zunahme erfährt. Anders der Kern! Er erfährt unmittelbar nach der Teilung zunächst eine Abnahme seiner Masse; dieselbe dauert bei Wärmekulturen 2 Stunden, bei Kältekulturen ca. 6 Stunden. Dann erst beginnt eine erneute Zunahme des Kernes (funk- tionelles Wachstum). Nach 4, resp. 20 Stunden ist die Anfangsgröße wieder erreicht. Von da ab wächst der Kern ganz langsam weiter bis zur Zeit, in welcher die Teilung beginnt. Hier tritt dann eine ganz rapide Zunahme der Kernmasse ein (Teilungswachstum). Der Kurven- verlauf ist in Wärme und Kälte nahezu der gleiche. Dies wird am klarsten, wenn man die Kältekurve nicht nur ihrem zeitlichen Verlaufe nach, sondern auch rücksichtlich der Größe des Kernes auf die Wärme- kurve reduziert. Der Kältekern verhält sich zum Wärmekern wie 1-6:10. Will man die Kältekurve auf die Wärmekurve des Kernes 22 Richard Hertwig reduzieren, so muß man annelunen, daß fünf Teilstriche der Kurve, welche für die Wärme 1 • 0 betragen, in der Kälte gleich 1 • 6 sind. Konstruiert man in dieser Weise Wärme- und Kältekurven, so kommen sie fast vollkommen zur Deckung. Verfolgen wir das Verhalten der Kernplasma-Relation, so kommen wir zu dem Resultat, daß dieselbe von einer Teilung zur andern eine beständige Veränderung erfährt. Für deu Anfang der durch die Kurven veranschaulichten Entwicklung bestimmte sie Popoff für Wärmetiere auf 1 : 64 — 67, für Kältetiere auf 1 : 54. Das ist die Größe, welche ich oben als Kernplasma-Norm bezeichnet habe. In der Folge wächst die Differenz zwischen Kern- und Protoplasmamasse bis zur 15. Stunde in der Wärme, bis zur 70. Stunde (annähernd) in der Kälte, wo sie mit 1 : 98—100 für Wärme, 1 : 84 für Kälte ihren Höhepunkt erreicht. Das ist der Zustand, den ich Kernplasma-Spannung genannt habe. Nun setzt das rasche Wachstum des Kernes ein und führt zu einer Ver- größerung der Kernplasma-Relation, bis zur Zeit der Teilung das ursprüngliche Verhältnis der Keruplasma-Norm wiederhergestellt ist. Die Analyse der Kurven und der ihnen zugrunde liegenden Zahlen läßt somit erkennen, daß die zu ihrer Konstruktion benutzten Beobachtungen mit den von mir entwickelten theoretischen Auffassungen in bester Übereinstimmung stehen. Unverständlich ist nur die nach jeder Teilung eintretende Kern Verkleinerung. Hier ergeben sich zwei Möglichkeiten der Erklärung. Die erste Möglichkeit wäre, daß die Ver- kleinerung nur eine scheinbare ist, veranlaßt durch eine Kontraktion der Kernmasse unter Abgabe von Flüssigkeit. Der zweiten Möglichkeit wäre vom theoretischen Standpunkt aus größere Bedeutung beizu- messen. Wenn der Kern bei der Funktion sich etwas vergrößert, so muß dieses funktionelle Wachstum durch Resorption wieder aus- geglichen werden. Es gilt, durch weitere Untersuchungen zu ent- scheiden, ob nicht das auffällige Absinken der Kerukurve nach Ablauf der Teilung einer derartigen Resorption zuzuschreiben ist. Es stehen der Forschung nun viele Wege offen, um die Theorie, welche ich hier entwickelt und durch das genaue Studium eines be- stimmten Falles erprobt habe, weiterhin auf ihre Richtigkeit zu prüfen. Der leitende Gesichtspunkt für die Untersuchungen müßte darin gegeben sein, daß man experimentell die Kernplasma- Relation gegebener Zellen willkürlich verändert oder in der Natur vorkommende Zellen mit be- sonders abgeänderter Kernplasma-Relation genauer untersucht und nun prüft, ob die sich ergebenden Resultate mit der Theorie harmo- nieren. Relative Zunahme der Kernsubstanz, gleichgültig, ob die- Über neue Probleme der Zellenlehre. 23 selbe durch Vergrößerung des Kernes bei gleichbleibender Proto- plasmamenge oder Verringerung des Protoplasma bei gleichbleibender Kerngröße herbeigefülirt wird, müßte eine Verlangsamung der Teilung ixud im ersten Fall eine Steigerung der Teilgröße zur Folge haben; umgekehrt müßte relative Abnahme der Kernmasse den Eintritt der Kernteilung beschleunigen, die Teilgröße herabsetzen. Würde die Kernteilung die ausschließliche Konsequenz einer bestimmten Kern- plasma-Relation sein, ohne daß anderweitige Momente mitwirken, wie sie durch eine besondere Beschaffenheit der Zellbestandteile, eine Art Reifezustand derselben, gegeben sein könnten, so müßte es möglich sein, durch experimentelle starke Verkleinerung des Kernes Zell- teilung willkürlich zu jeder Zeit hervorzurufen. Ich glaube, daß manche Infusorien durch ihre Organisation derartige Experimente ermöglichen. Meines Wissens sind dieselben aber noch nicht aus- geführt worden. Wohl aber gibt es andre Erfahrungen, welche teils auf Experi- menten, teils auf unmittelbarer Beobachtung beruhen, welche schon einen Teil des oben aufgestellten Programmes verwirklicht haben. Daß Zunahme der Kernmasse Verlangsamung der Teilung und Steige- rung der Teilgröße bewirkt, lehren uns die Infusorien, deren Kerne die schon oben besprochene Vergrößerung durch funktionelle Hyper- trophie oder durch Kältewirkung erfahren haben, vor allem hat es Gerasimoff durch seine interessanten £^m>#?/ra-Experimente bewiesen. Daß andrerseits starke Reduktion der Kernmasse eine hochgradige Teilfähigkeit der Zelle zur Folge hat, läßt in unzweifelhafter Weise der Furchungsprozeß jedes tierischen Eies erkennen. Wenn hier in rascher Aufeinanderfolge Teilung an Teilung anschließt, so erklärt sich dies daraus, daß von Anfang an eine enorme Kernplasma-Spannung vorhanden war, welche bei jedem Teilschritt nur zum kleinsten Teil ausgeglichen wird, so daß sofort nach Ablauf einer Teilung die zu einer nächsten Teilung nötigen Bedingungen gegeben sind, bis end- lich die Kernplasma-Norm und damit ein Ruhezustand erreicht ist. Mit diesen kurzen Auseinandersetzungen ist die Bedeutung, welche der Furchungsprozeß für die Ausbildung einer Theorie der Zellteilung besitzt, noch nicht erschöpft; es gilt, noch eine ungemein interessante Besonderheit des Furchungsprozeßes zu erklären; das ist seine Perio- dizität, die Erscheinung, daß die Kernplasma-Spannung nicht sofort bei der ersten Teilung, was ja doch auch im Bereich der Möglichkeit läge, ausgeglichen wird, sondern durch eine ganze Reihe aufeinander- folgender Teilschritte. 24 Richard Hertwig Boveri, welcher dieses Problem ebenfalls klar erkannt bat, hat dasselbe zu lösen versucht, indem er das den Eintritt der Teilung be- stimmende Moment in die Chromosomen verlegte. Ausgehend von der Individualitätslehre der Chromosomen nimmt er an, daß die Teilung eintritt, wenn die Chromosomen bis zum Doppelten der Größe, welche sie am Schluß der vorangegangenen Teilung besessen hatten, heran- gewachseu und damit heraugereift sind. Diese Vorstellung involviert die Annahme einer Normalgröße der Chromosomen; es wird mit ihr rücksichtlich der Chromosomen eine ähnliche Auffassung vertreten, wie sie für die Zellen als Ganzes angenommen wurde, als man die Tei- lung derselben als ein Wachstum über das individuelle Maß hinaus definierte. Ich kann diese Auffassuugsweise nicht teilen; ich glaube vielmehr, daß auch für den Verlauf des Furchungsprozesses Relationen zwischen Kernmasse und Protoplasma bestimmend sind, ähnlich wie ich es oben für die gewöhnliche Zellteilung durchgeführt habe. Wenn die Teilung dadurch veranlaßt wird, daß bei einem bestimmten Grad der Kernplasma-Spannung ein Wachstum des Kernes auf Kosten des Protoplasma eintritt und das Protoplasma durch diese Substanzabgabe aktiviert wird, d. h. befähigt wird, die zur Zellteilung nötige Arbeit zu leisten, so muß das Maß der zu leistenden Arbeit in einem gesetz- mäßigen Verhältnis stehen zum Maß der chemischen Umsetzungen, welche bei jeder Teilung eintreteu. Je größer der zu teilende Zell- körper ist, um so ausgiebiger müssen die chemischen Umsetzungen sein. Einen Maßstab für die letzteren würde uns unter diesen Ver- hältnissen die Teilungsgröße der Chromosomen liefern. Die Chromo- somen können nicht ius Unbegrenzte wachsen, es kann daher auch die am Anfang des Furchungsprozesses vorhandene Kernplasma- Spaunung nicht sofort beim ersten Teilungsschritt vollkommen aus- geglichen werden, weil schon bei einem bestimmten, in der Chromo- somengröße sich ausdrückenden Maß chemischer Arbeit die Zellteilung- durchgeführt wird. Welche von den beiden Erklärungen größere Wahrscheinlichkeit besitzt, die von Boveri aufgestellte Lehre von der fixierten Chromo- somengrüße oder die von mir vertretene Lehre von der Chromosomeu- Plasma-Relation, läßt sich durch Untersuchung der Chromosomeugröße auf verschiedenen Stadien des Furchungsprozesses ermitteln. Nach Boveri müßte die Chromosomengröße zu allen Zeiten im wesentlichen die gleiche bleiben, nach meiner Auffassung müßte sie eine allmähliche Abminderung erfahren, und zwar proportional der Verkleinerung des zur Teilung gelangenden Protoplasmakörpers und der bei der Teilung Über neue Probleme der Zellenlehre. 25 sich vollziehenden Umsetzungen. Mit andern Worten : die Chromosomen müssen kleiner werden in demselben Maß, als im Lauf des Furchungs- prozesses die Blastomeren kleiner werden. Fräulein Erdmann hat sich der mühsamen Arbeit der Bestimmung der Chromosomengrößen auf den verschiedenen Stadien der Eifurchung von Seeigeln unterzogen. Die Chromosomen wurden bei einer bestimmten Vergrößerung gezeichnet, ihre Länge und Breite gemessen und unter Annahme, daß Breite und Dicke gleich seien, das Produkt von Länge, Breite und Dicke berechnet. Dieses Produkt gibt zwar nicht die Chromosomengröße wieder, sondern nur die Größe eines vierkantigen Prismas, dem die Chromosomen ein- geschrieben sind; allein, da es sich ja nur um relative Größenverhält- nisse handelt, die Kleinheit der Objekte ohnehin exakte Angaben unmöglich macht, ist die Berechnungsweise für unsre Zwecke aus- reichend. Die Größenbestimmungeu wurden ferner für Kulturen bei drei verschiedenen Temperaturen ausgeführt, 10° C, 16° C (Zimmer- temperatur) und 20° C. Die Resultate der Untersuchung sind in Tabelle II eingetragen. Die Zahlen unter Rubrik b bezeichnen die Größen der Chromosomen in Kubikmikren, die Zahlen unter Rubrik c die Zahl der Minuten, welche zwischen zwei aufeinanderfolgenden, zur Messung benutzten Stadien verflossen sind; die Zahlen in der ersten Rubrik a geben die einzelnen Teilschritte an. Man kann nun aus der vorliegenden Tabelle leicht entnehmen, daß die Chromosomengröße während des Furchungsprozesses eine ganz bedeutende Abnahme erfährt. Die Chromosomen auf dem Pluteus- stadium haben nur etwa 1/40 Volumen von den Chromosomen der ersten Spindel. Es ergibt sich ferner eine unverkennbare Korrelation von Zellgröße und Chromosomengröße; je kleiner die Zellen werden, um so kleiner werden auch die Chromosomen. Für den Ablauf des Furchungsprozesses ist hierin ein sehr wichtiges Moment gegeben. Wäre die Chromosomengröße eine fixierte, so würde der in der Kern- plasma-Korm gegebene Gleichgewichtszustand der Zellteile viel früher erreicht werden, der Furchungsprozeß viel eher zum Stillstand ge- langen, als es tatsächlich der Fall ist. Was hier durch direkte Größenbestimmung der Chromosomen er- zielt worden ist, hätte, so könnte man mir ein werfen, viel leichter und einfacher durch Größenbestimmungen der ruhenden Kerne er- reicht werden können. Fräulein Erdmann hat selbstverständlich auch diese Messungen ausgeführt; sie sind aber für unsre Zwecke nicht so beweiskräftig, weil hier ein neuer, unbekannter Faktor sich in die Berechnung einschleicht, die Imbibitionsfäbigkeit des Kernes. 2(5 Richard Hertwig Wir wissen nicht, ob die Fähigkeit, Flüssigkeit aufzunehmen, eine konstante ist oder ob sie nicht vielmehr abändert, je nachdem jüngere oder ältere Kerne gegeben sind und je nachdem diese Kerne in einer größeren oder kleiueren Zelle eingelagert sind. Diese im übrigen leicht zu prüfenden Verhältnisse müßten zuvor klargestellt sein. Die hier zusammengestellten Erhebungen Uber die Veränderung der Chromosomengröße während des Furchungsprozesses gewinnen weiteres Interesse, wenn wir den zeitlichen Verlauf der Erscheinungen heranziehen. Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, daß die Zellteilungen, je mehr der Furchuugsprozeß fortschreitet, eine Verlangsamung er- fahren. Jede folgende Teilung beansprucht längere Zeit als die vorausgegangene. Wie die Tabelle III lehrt, dauert es bei Strongy- Ta belle III. I. Beobachtung. a b c d e f 2 25 Min. 45 Min. 20 Min. 4 10 Min. 20 » 10 » 5 » 45 Min. 8 5 r> 15 » 15 » 5 » 40 » 16 15 » 15 » 20 » 3.4 > 53 » 32 35 > 20 » 30 » 4.3 » 05 00 64 55 5» 22 » 30 » 3 » 110 » II. Beobachtung. 2 18 Min. 42 Min. 18 Min. 4 ii Min. 16 > 10 . 4 > 41 Min. 8 6 » 17 » 14 » 5 » 42 » 16 20 * 15 » 18 » 4 » 57 » 32 35 > 24 > 25 > 4 » CO CO 64 54 Zwei Beobachtungsreihen über den zeitlichen Verlauf der einzelnen Furchungs- phasen des Seeigeleies (nach Rhoda Erdmann). Kolumne a: die Furchungs- stadien. b: Zeit von der vorangegangenen Teilung bis zum Höhepunkt des Monaster. c: Monaster bis Amphiaster, d: Amphiaster bis Ilantelßgur. e: Hantelfignr bis Ende der Teilung, f: Dauer der gesamten Teilung. locentrotus lividus 45 (41) Minuten von der ersten zur zweiten Teilung, 40 (42) Minuten von der zweiten zur dritten, 53 (57) Minuten von der dritten zur vierten, 89 (88) Minuten von der vierten zur fünften, 110 Minuten von der fünften zur sechsten usw. Über neue Probleme der Zellenlehre. 27 Es ist nun von großem Interesse zu sehen, in welcher Weise die einzelnen Phasen des Teilungsaktes au dieser Verlangsamung be- teiligt sind. Zu dem Zweck wollen wir folgende Teilzeiten unter- scheiden: 1. vom Abschluß der vorangegangenen Teilung bis zum Höhepunkt der Monaster-Strahlung; 2. vom Monaster bis zum Amphi- aster; 3. vom Amphiaster bis zur Ausbildung der Hautelfigur; 4. von der Hantelfigur bis zum Abschluß der Teilung. Diese vier Phasen haben offenbar an der durch die Zellteilung geleisteten Arbeit ganz verschiedenen Anteil. In die erste Phase fällt die chemische Arbeit, die Ausbildung des für die Chromosomen nötigen Materials. In die zweite und dritte Phase fällt die Gruppierung des Materials zu Chromosomen und deren Teilung: in die vierte Phase fällt die mechanische Arbeit der Protoplasma-Teiluug. Aus diesen Tabellen ergibt sich nun , daß die letzte Phase sich im großen und ganzen gleich bleibt, daß sie keinenfalls verlängert, eher mit jeder Teilung etwas abgekürzt wird. Die Zeitdauer der zweiten und dritten Phase zusammeugenommen wird im Verlauf des Furchungsprozesses größer, jedoch nicht sehr erheblich. Die Verlangsamung des Furchungs- prozesses ist somit zum größten Teile durch die erste Phase bedingt, durch die Zeit, in welche nach meiner Ansicht der Ausgleich der Kernplasma -Spannung, die chemische Arbeit der Zelle fällt. Hierin ist eine schöne Bestätigung eines schon früher aufgestellten Satzes gegeben, daß Erhöhung der Kernplasma-Relation eine Verlangsamung der Zellteilung herbeiführt; diese Bestätigung ist um so interessanter, als hier durch die besondere Natur des Objektes ein Faktor aus- geschaltet ist, welcher bei gewöhnlichen Zellteilungen, z. B. den Teilungen der Protozoen, die Klarheit des Resultates trübt. Unter gewöhnlichen Verhältnissen führt Zunahme der Kernplasma-Relation zu einer Zunahme der Teilungsgröße der Zelle und daher zu einer Zunahme der zu leistenden Arbeit. Beim Furchungsprozeß dagegen nimmt mit jedem neuen Teilschritt die Kernplasma-Relation zu, die Zellgröße und damit die zu leistende Arbeit ab. Und trotzdem ver- langsamt sich die Teilung. Eine merkwürdige Sonderstellung nimmt sowohl hinsichtlich der Chromosomengröße als auch des zeitlichen Verlaufs des Prozesses die zweite Teilung ein. Die Chromosomengröße ist ganz unverhält- nismäßig gering, die Zeit, in welcher ihr Material gebildet wird, gleichwohl auffallend lang. Vielleicht ist hier eine Nachwirkung des so äußerst interessanten Zustandes der reifen unbefruchteten Eizelle gegeben, welcher darin zum Ausdruck kommt, daß eine 28 Richard Hertwig ihrer Konstitution nach besonders zu Teilungen praedisponierte Zelle so lauge in Ruhe verharrt. Wir sind genötigt, wie dies auch schon von andrer Seite hervorgehoben wurde, Hemmungen von ganz be- sonderer, uns noch unbekannter Art anzunehmen. Wie schwierig dieselben überwunden werden, geht daraus hervor, daß auch bei der ersten Teilung vom Stadium, in dem sich Eikern und Samen- keru vereinigen, dem Monasterstadium, bis zur Spindel ein langer Zeitraum vergeht. Ausgehend von der Lehre der Kernplasma -Relation habe ich hier versucht, eine Theorie der Zellteilung zu entwerfen und zu zeigen, wie es jetzt schon möglich ist, die Berechtigung derselben durch ganz exakte Untersuchungen und Experimente zu prüfen. Ich bin überzeugt und hoffe es sogar, daß die Lehre lebhaften Widerspruch finden wird. Nur würde ich wünschen, daß über sie nicht ohne weiteres der Stab gebrochen wird, wenn hier und da ein Fall sich ergeben sollte, welcher sich nicht ohne weiteres dem Schema einfiigen läßt. Schon in der anorganischen Natur tritt uns die Gesetzmäßigkeit der Vorgänge nicht mit mathematischer Klarheit entgegen, weil die Wirkungsweise einer Kraft durch entgegengesetzt wirkende Kräfte mehr oder minder verdeckt werden kann. Um wie viel mehr ist dies bei dem so unendlich viel komplizierteren Getriebe der organischen Natur der Fall. Ich möchte an dieser Stelle selbst große Schwierigkeiten hervorheben, welche meiner Auffassung ent- gegenstehen, zugleich aber auch auf den Weg hinweisen, auf welchem sich dieselben voraussichtlich werden beseitigen lassen. Diese Schwierigkeiten bestehen darin, daß es außer der Zellteilung und Zellknospung noch andre Formen gibt, in welchen die lebende Substanz au Masse zunehmen und sich vermehren kann. Ich denke hier an das Riesenwachstum der Zellen, wie es sich im Körper vieler Protozoen, beim tierischen Ei und andern ähnlichen Fällen offenbart. Hier haben wir Zellen vor uns, die, ursprünglich klein, durch Ernährung heranwachsen, ohne daß Teilungen eintreten, ob- wohl durch die auch hier zu erwartende Veränderung der Keru- plasma- Relation Gelegenheit dazu geboten wäre. Nun kennen wir Riesenzellen von zweierlei Art, Riesenzelleu mit zahlreichen Kernen, sogenannte Syucytien, und Riesenzellen mit einem einzigen, mächtig vergrößerten Kerne. Die ersteren bereiten der Erklärung keine Schwierigkeiten. Hier handelt es sich um Modifikationen oder Störungen der gewöhnlichen Zellteilung, die wir in der Hand haben, auch künstlich hervorzurufen, die darauf zurückzuführen sind, Über neue Probleme der Zellenlehre. 29 daß der durch die Kernplasma- Spannung ausgeübte Reiz wohl ge- nügt, um die Kernteilung auszulöseu, nicht aber um die Teiluug des Protoplasma zu bewirken. Der Grund hierfür kauu ein doppelter sein, einmal, daß der ausgeübte Reiz nicht intensiv genug ist, zweitens, daß das Protoplasma nicht Energie genug hat, auf den Reiz zu antworten. Hiermit scheint mir aber auch der Weg gegeben, um das Zustandekommen der Riesenzellen mit einem einzigen Riesen- kern zu erklären, ein Weg, auf den abermals experimentelle Unter- suchungen hinweisen. Wenn man künstliche Parthenogenesis der Eier durch schwache Reize hervorruft, so beobachtet man gar nicht selten, daß auch die Kernteilungen nicht zum normalen Abschluß kommen, daß die Chromosomen sich zwar vermehren, dann aber wieder untereinander zu einem Kerne zusammenfließen. Indem dieser Prozeß sich immer wieder von neuem wiederholt, können Riesenkerne ent- stehen, welche dem Keimbläschen des Eies an Größe nicht nachstehen. Durch diese Erfahrungen werden wir daraufhingewiesen, auch die nor- malen Vorkommnisse riesiger Zellen mit riesigem Kerne und ihre Ent- stehung aus kleinen einkernigen Zellen darauf zurückzuführen, daß die periodisch eintretenden Kernplasma-Spaunungen durch Vervielfältigung des Chromatins, aber ohne Kern- und Zellteilung, ausgeglichen werden. Es fragt sich nun, ob man an Zellen, welche normalerweise zu einkernigen Riesenzellen heranwachsen, noch Reste einer periodischen Ausgleichung von Kernplasma-Spanuuugen, wie ich sie hier gefordert habe, nachweisen kann. Obwohl noch keine unter dem Gesichts- punkt dieser Fragestellung unternommenen Untersuchungen vorliegen, gibt es doch Hinweise, daß in der Natur etwas Analoges vorkommt. Auf eine gewisse Periodizität in den Kernveränderungen des Amphibieneies haben Carnoy und Lebrux hingewiesen. Bei der Ovogenese von Dytiscus hat Giardixa gefunden, daß auf eine Periode der Teilungen, in deren Verlauf sich aus einer Eianlage 15 abortive Eier oder Dotterzellen und ein bleibendes Ei entwickeln, in der üblichen Weise die Wachstumsperiode der Geschlechtszellen folgt. Während derselben werden in den Kernen der Dotterzellen mehrmals hintereinander Teilungsversuche eingeleitet und wieder rückgängig gemacht; aus dem Chromatin entwickeln sich Tetraden, welche sich wieder rückbildeu, indem sich ihre Substanz auf das Reticulum verteilt; Andeutungen dieser merkwürdigen Vorgänge werden auch für das Ei beschrieben. Auf den Versuch einer Zweiteilung ist vielleicht auch die so viel in der Literatur besprochene Bildung von Doppelchromosomen, 30 Richard Hertwig das »diplotaene« Stadium der Geschlechtszellen, zurückzuführen, welches meistens durch Annahme einer Konjugation von Chromosomen erklärt wird. Bekanntlich leitet dieses Stadium die für unsre Be- trachtungen so wichtige Wachstumsperiode der Ovocyte und Sperma- tocyte ein, zu deren Beginn sich auch die Reduktion der Chromo- somenzahl auf die Hälfte vollzieht. Das Stadium hat für allgemeine Fragen der Zellenlehre ein ganz besonderes Interesse. Zellen, welche bisher eine unausgesetzte Vermehrung durch Zweiteilung erfahren haben, stellen plötzlich diese Vermehrung ein und nehmen dafür au Masse zu. Diese auffallende Erscheinung hat man versucht, als eine zweckmäßige Einrichtung verständlich zu machen: Das Ei muß wachsen, um das zur Ausbildung eines neuen Organismus nötige Material zu sammeln. Dem muß man entgegenhalten, daß eine solche Zweckmäßigkeitserklärung keine kausale Erklärung gibt, da sie uns vollkommen im dunkeln läßt, welche cellularen Vorgänge die zweckmäßige Einrichtung hervorrufen. Die Erklärung ist außer- dem nicht einmal ganz zutreffend; denn sie paßt wohl für die Ovogenese, nicht aber für die Spermatogenese. Auch die Spermato- cyteu zeigen die Wachstumsperiode, obwohl doch hier die Ent- wicklung das genaue Gegenteil wie beim Ei anstrebt, die Bildung möglichst kleiner und beweglicher Elemente. Ich habe daher den Versuch gemacht, die Wachstumsperiode der Geschlechtszellen durch einen Vergleich mit den Depressionszuständen der Protozoen ver- ständlich zu machen. Auf Zeiten lebhafter Vermehrung folgt bei Protozoen eine Zeit, in welcher Assimilation und Vermehrung dar- niederliegen. So würde auch die Vermehrung der Geschlechtszellen durch eine Depressionsperiode unterbrochen wrerden, während welcher die Vermehrung aufhört, nur mit dem Unterschied, daß bei den Eiern die Fähigkeit zu assimilieren, erhalten bleibt. Von einem genaueren Studium der vorausgehenden, in allen Arbeiten so stief- mütterlich behandelten Vermehruugsperiode werden voraussichtlich weitere Beweise für die hier gegebene Auffassung zu erwarten sein. Durch exakte Messungen muß sich ja feststellen lassen, ob wie bei Protozoen durch allmähliche Zunahme der Kernplasma-Relation die Teilungsbehinderung vorbereitet wird1). ') Die Idee, daß die Wachstumsperiode des Eies auf abortive Teilungen zurückzuführen sei, wurde in mir schon vor fünf Jahren wachgerufen, als ich auf die Schwierigkeiten aufmerksam wurde, welche meiner Theorie der Zell- teilung aus dem Vorkommen der Riesenzellen mit Riesenkernen erwuchsen; die Idee fand eine Stütze in den Untersuchungen Caknovs und Giakdinas. Über neue Probleme der Zellenlehre. 31 Die Erscheinung, daß ein Kern, welcher längere Zeit befähigt war, sowohl das Wachstum wie die Teilung auszulösen, im weiteren Verlauf die zur Teilung nötigen Qualitäten einbiißt, die zum Wachstum nötigen dagegen behält, daß er somit nur partiell in Depression ver- fallen ist, macht die Annahme nötig, daß seine Masse im Vergleich zu früher nicht nur eine Zunahme, sondern auch eine qualitative Ver- änderung erfahren hat, daß zu dem anfänglich vorhandenen voll- wertigen Chromatin ein minderwertiges, nur das Wachstum ermög- lichendes Chromatin, ein Trophochromatin, hinzugetreten ist. Ein derartiger Dualismus der Kernsubstanzen läßt sich bei allen ein- kernigen Rieseuzelleu durch die Beobachtung feststellen und gibt sich zu erkennen in der Art, in welcher die Riesenzelle wieder in den normalen Zustand vieler kleiner Zellen zurückkehrt. Bei dem Studium dieser Vorgänge darf man sich nicht auf einen so hoch spezialisierten Fall, wie das tierische Ei es ist, beschränken, sondern muß auch die zahlreichen Beispiele ausnutzen, welche Protozoen mit Riesenkernbildung, vor allem Radiolarien und Gregarinen, uns liefern. Die Umwandlungsweise ist hier mannigfaltig variiert, zeigt aber einen Grundzug: daß ein mehr oder minder ansehnlicher Teil des Kernes, eben das Trophochromatin, zugrunde geht, ein andrer Teil zum Aufbau vollwertiger Tochterkerne benutzt wird. Es ist nun von hohem Interesse zu verfolgen, wie sich das Massen- verhältnis beider Chromatine zueinander in den einzelnen Fällen ge- staltet. Bei den Radiolarien wird die Hauptmasse des Materials zum Aufbau der Kerne der Zoosporen verwandt, ein kleiner Rest geht zugrunde. Bei den Eiern ist das entgegengesetzte Extrem realisiert, besonders bei den großen Eiern der Amphibien. Zwischen beiden Extremen ergeben die Gregarinen, deren Restkörper auf die Bildung von Trophochromatin zurückzuführen ist, alle Übergänge. Indem ich versuchte, die Entstehung und Umbildung der Riesen- zellen mit der Lehre von der Kernplasma -Relation zu vereinbaren, Als ich dann Gelegenheit hatte, die schönen Präparate der Herren Dr. Popoff und Dr. Wassilieff über das diplotaene Stadium bei den Eiern von Paltidinn und den Hodenzellen von Periplaneta kennen zu lernen, wurde ich darauf ge- führt, dieses äußerst interessante Stadium als Zeichen einer ersten Abortivteilung aufzufassen. Durch Herrn Kollegen Haecker wurde ich darauf aufmerksam gemacht, daß schon vor mir Woltereck beim Studium der Ovogenese von Cypris den Gedanken gefaßt hat, daß die Doppelchromosomen im diplotänen Stadium auf einen nicht zu Ende geführten Teilungsprozeß zu beziehen seien; er hat es aber unterlassen, daraus Konsequenzen zur Erklärung des Riesen- wachstums der Zellen zu ziehen. 32 Eichard Hertwig bin icb aus (leu Grenzen, welche ich diesen Ausführungen gezogen habe, schon herausgetreten. Ich hatte in Absicht auseinanderzusetzen, wie die rein quantitative Betrachtung der Bestandteile der Zelle, welche exakter Untersuchung durch Maß und Experiment leicht zugänglich sind, uns jetzt schon Einblicke in den Verlauf des Zellenlebens ge- währt und für die Zukunft bei methodischer Fortbildung reiche Aus- beute in Aussicht stellt. Mit unsren Betrachtungen über Bicsenzellen haben wir das Gebiet der iu den Kernsubstauzen hervortretenden qualitativen Verschiedenheiten berührt. Es würde eine lohnende Aufgabe sein, auch dieses Gebiet zum Gegenstand einer zusammen- hängenden Darstellung zu machen. Ist es doch in der Neuzeit ein Lieblingsgebiet cellulärer Forschung geworden, welches nicht zum wenigsten auf amerikanischem Boden eifrige Pflege gefunden hat. Ich brauche hier nur die Arbeiten Boveris, Montgomerys, Suttoxs, Wilsons und zahlreicher andrer hervorzuheben. Dieselben enthalten Versuche, eine Art qualitative Analyse der Zelle und ihrer Bestand- teile zu geben, wenn auch nicht ihrer chemischen, so doch ihrer morphologischen Qualitäten. Abnorme Furchuugsprozesse werden zu einer biologischen Analyse der Eigenschaften der Chromosomen be- nutzt; die Reifungsteilungen werden studiert, um sie mit dem MENDELschen Gesetz in Einklang zu bringen; schließlich gedenke ich noch der Bestrebungen, die Sexualität aus der Anwesenheit spezifischer Chromosomen zu erklären. Auch diese qualitativen Unter- suchungen der Zellbestandteile laufen darauf hinaus, die Zellenlehre zu einem Objekt exakter Forschung zu machen, wenn sie auch naturgemäß mit größeren Schwierigkeiten zu kämpfen haben als die hier besprochenen Fragen. Und so können wir denn mit berech- tigter Zufriedenheit auf den Entwicklungsgang blicken, den in der Neuzeit die Zellenlehre genommen hat. Können wir doch von ihr sagen, daß sie unser Wissen nicht nur mit Kenntnissen, sondern auch mit Erkenntnis bereichert hat. Zellstudien an sterilen ßastardpflanzen. Von GL Tischler (Heidelberg). Mit 120 Figuren im Text. Teil I. Die Entwicklung des sporogenen Gewebes bei sterilen Pflanzen- hybriden 33 1. Einleitung 33 2. Mirabilis 36 3. Potentilla 66 4. Syringa 87 Literatur zu Teil I • 104 Teil II. Die theoretische Bedeutung der Unfruchtbarkeit nebst anschließen- den Erörterungen über »Mendelspaltungen« und »Erbsubstanzen« 107 1. Über die Ursachen der Sterilität bei Hybriden 107 2. Über die Beziehungen zwischen Mendelspaltungen und Reduktions- teilung 122 3. Über die Annahme besonderer Erbsubstanzen und ihre Beziehungen zu den Chromosomen 129 4. Über das Auftreten von Sterilität bei mutierenden Pflanzen . . . 136 5. Über das Auftreten von Sterilität bei Kulturpflanzen 141 6. Resume 144 Literatur zu Teil II 147 Teil I. Die Entwicklung des sporogenen Gewebes bei sterilen Pflanzenliybriden. I. Einleitung. Seit längerer Zeit schon beschäftige ich mich mit der Frage nach den Gründen der Sterilität bei Bastarden, und in einigen kleineren Publikationen (49, 50, 51, 52) habe ich auch bereits eine Reihe der gewonnenen Resultate niedergelegt. Eine wirkliche Einsicht in das genannte Problem ist indes noch keineswegs gewonnen. Wir wissen Archiv f. Zellforschung. I. 3 34 G. Tischler nur, daß abgesehen von den Fällen, in denen sekundäre Einflüsse eine Hybridbefruchtung unmöglich machen, Sterilität häufig deshalb auftritt, weil die Sexualorgane degeneriert sind. Es ist dies freilich schon eine alte Erkenntnis, ebenso wie die, daß die weiblichen Geschlechtszellen weniger als die männlichen alteriert zu sein pflegen: das Studium der letzten Jahre hat nun begonnen, die mehr cytolo- gische Seite der Verkümmerungsvorgänge aufzuklären. Von theo- retischen Spekulationen ausgehend, denen selbst, wenn sie sich als verfehlt erweisen sollten, doch ein großes Verdienst in der Klar- legung der hier anknlipfenden Fragestellungen zugesprochen werden muß, hatten gewisse Autoren geglaubt, in der Unverträglichkeit der beiden elterlichen Chromatinanteile während der Reduktionsteilungen einen der wesentlichsten Gründe für die Unfruchtbarkeit erblicken zu dürfen. Meine bisherigen Studien haben mir indes keinerlei Anhaltspunkte in der genannten Richtung gegeben, und ich gab zum Schluß meiner letzten Publikation der Erwartung Ausdruck, daß vielleicht durch Zusammenarbeiten von cytologischen und experimen- tellen Untersuchungen eine Förderung unseres Verständnisses der Sterilität erreicht werden könnte. In bescheidenem Umfange habe ich diesen Weg nunmehr be- treten, daneben aber noch zwei Beispiele näher untersucht, in denen totale oder in gewissem Grade wechselnde Unfruchtbarkeit bei einem Hybridenkreise existiert. Ein abschließendes Urteil zu geben, bin ich aber auch jetzt nicht in der Lage, und der auf dem letzten Hybridenkongreß von John H. Wilson (58) ausgesprochene Satz (S. 183): »The questions, Why are certain plants so easy or so difficult to cross? and Why are hybrids so fertile or so infertile? are often asked and only in- complete answers have been given to tbem«, dürfte noch für einige Zeit zu Recht bestehen. Die spezielle Literatur, die sich mit der Hybridencytologie be- schäftigt, habe ich vor kurzem (51) erst angeführt, und seitdem ist meines Wissens mit Ausnahme einer interessanten Arbeit von Gates (22), die wir in unsrem theoretischen Teile erst berücksichtigen wollen, keine hierhergehörige Ausführung erschienen. Es bleibt mir aber noch übrig, eine historische Gerechtigkeit zu erfüllen und eines Forschers zu gedenken, der wohl als erster1) das Sterilitätsproblem l) Wenn wir die älteren Angaben von v. Gärtner 21} unerwähnt lassen, der noch nicht wie Wichura detaillierte Daten für die einzelnen Arten an- fiihrt (s. bei ersterem S. 329 ft', besonders 335—341). Zellstudien an sterilen Bastardpflaüzen. 35 eingehender cytologisch zu erfassen versuchte, und zwar zu einer Zeit, die diesem Vorhaben wegen einer mangelnden Mikrotechnik durchaus ungünstig war. Ich meine Wichura (57) *), dessen ausgezeichnete im Jahre 1865 verfaßte Weidenarbeit mir erst vor wenigen Monaten zu Gesicht kam. Auf S. 33 seines Werkes zählt er die vorhandenen Unregelmäßigkeiten in der Form der tauben Pollenkörner auf und gibt auf den nächsten Seiten genauere Daten an. Bei Salix cinerea X incana bleiben die Archesporzellen auch nach der Tetradenteilung aneinander hängen, während bei einer Menge andrer Hybriden sich unregelmäßige Teilungen der Pollenmutterzellen finden, so statt der Vier- bisweilen eine bloße Zweiteilung, »wodurch statt vier Pollen- körnern nur zwei entstehen, die aber größer sind als die normalen. In andern Fällen ist die Vierteilung zwar vorhanden, aber ungleich- mäßig, wobei in der Kegel ein größeres und drei kleinere Fächer mit entsprechend großen Pollenkörnern zum Vorschein kommen. Eine fernere Unregelmäßigkeit liegt darin, daß die Scheidewände der Pollenmutterzellen so unvollständig sind, daß die Pollenkörner der verschiedenen Fächer einer Mutterzelle miteinander verwachsen . . . In seltenen Fällen endlich zerfällt die Pollenmutterzelle in eine große Anzahl, 16 — 20 und noch mehr kleiner kugliger Zellen, die dann durchsichtig und farblos sind . . . Eine jedenfalls bemerkenswerte Tatsache ist es, daß unregelmäßige Teilung der Pollenmutterzellen nicht unbedingt Unfruchtbarkeit der *in ihren Fächern entstehenden Pollenkörner hervorbringt. Im Gegenteil sind die vermöge ungleich- mäßiger Teilung der Pollenmutterzellen größer als gewöhnlich aus- fallenden Pollenkörner häufig fruchtbar. Unfruchtbarkeit zeigt sich nur bei den hinter der normalen Größe erheblich zuriickbleibenden Körnern, die meist auch farblos und durchsichtig sind, ferner bei den in Berührung mit Flüssigkeiten sich nicht entfaltenden Körnern, endlich bei den übermäßig großen oder verwachsenen Körnern, wenn sie von dunkelbräunlichgelber Farbe sind. In welcher Beziehung hier die Farbe des Pollenkorns zur Unfruchtbarkeit steht, ist nicht ganz klar. Vermutlich ist sie das Zeichen einer anomalen Zusammen- setzung des Zellsaftes, infolge deren das Pollenkorn außer Stand gesetzt wird, Schläuche zu entwickeln.« Diese vor mehr als 40 Jahren niedergeschriebenen Sätze verdienen auch heute noch ihre volle Berücksichtigung. l) Von neueren Autoren hat namentlich de Vries (56 S. 62 die Angaben Wichuras gebührend hervorgehoben. 3* 36 G. Tischler 2. Mirabilis. Wie schon bei der Untersuchung des sterilen jEtof/owwr-Bastards (52), so verdanke ich auch hier das Material der Güte von Herrn Professor Correxs, der so liebenswürdig war, mir es Anfang August 1906 in ausreichender Menge aus seinen Kulturen zu übergeben. Ich erhielt sowohl entsprechende Stadien der Stammarten Mirabilis Jalapa L. {alba), M. longiflora L. ( violacea ) und tubiflora Fries als der Bastarde: M. Jalapa X longiflora (1. Gen. fertil, 2. Gen. fertil und steril) und M. Jalapa X tubiflora (steril). Dem Leipziger Forscher sei auch an dieser Stelle mein herz- lichster Dank dafür ausgesprochen. Die Knospen wurden von mir im Leipziger Botanischen Institute nach Evakuation der Luft aus den Geweben in FLEMMiNGscher Lösung fixiert und später in üblicher Weise eingebettet und geschnitten. Bevor ich mich zu meinen cytologischen Ergebnissen wende, mögen einige Vorbemerkungen über die Mirabilisbastarde im all- gemeinen erlaubt sein. Schon seit langem wissen wir, daß zwar die Kreuzung M. Jalapa Q X longiflora rf gut gelingt, nicht aber die umgekehrte M. longiflora Q X Jalapa Literatur bei Focke (19) S. 343, Correns (10) S. 595], wie manche annahmen, weil die Pollenschläuche von M. Jalapa nicht laug genug sind, um die Samenanlagen von M. longiflora zu erreichen. Doch hat Jost (27) S. 110 jüngst gezeigt, »daß die Pollenschläuche durchaus nicht so weit zu wachsen pflegen, wie sie das auf Jalapa tun müssen, sondern außerordentlich rasch ihr Wachstum einstellen.« Es liegt nach diesem Autor näher, an stoffliche Verschiedenheiten im Leitgewebe der Griffel zu denken, umsomehr als dies mit anderen Erfahrungen gut harmonieren würde. Über die Größenverhältnisse der Pollenkörner bei dem Bastard zwischen M. Jalapa X longiflora sowie dessen Eltern finden wir bei Correns (S. 604) folgende Angaben: »M. Jalapa hat wesentlich kleinere Pollenkörner als M. longi- flora, die tauglichen des Bastards sind (fast) ebenso groß wie die der letzteren Art. Die . . . Jalapasippen haben . . gut ausgebildete Körner mit dem mittleren Durchmesser von 189 u, M. longiflora . . solche mit dem mittleren Durchmesser von 243 ft J), die relativ sehr *) Hcgo Fischer (15) sagt in seiner Dissertation, daß die Pollenkörner von M. Jalapa bis 200 g dick werden. Kerner v. Marilaun (29) S. 96 hat solche von 220 — 250 //, bei M. longiflora von 200—240.// gemessen. In einem Antheren- fache der M. Jalapa fanden sich im Mittel nur 32. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 37 Fig. 1. wenigen . . . gut ausgebildeten Körner in den Antheren des Bastardes messen im Mittel fast ebensoviel, nämlich 237 ,«. Die Variations- amplitude ist nicht größer wie bei den Eltern. Auffällig ist, daß die schon an ihrem Äußeren als untauglich erkennbaren Körner des Bastardes, statt ebenfalls in ihrem mittleren Durchmesser dem entsprechenden der 31. longiflora nahe zu kommen, sich vielmehr den untauglichen der 31. Jalapci nähern. So weit meine freilich nicht sehr zahlreichen Messungen reichen, liegt für diese Körner das Mittel bei 31. Ja- lapa bei 114«, bei 31. longiflora bei 166,« und bei dem Bastard bei 130 «. Es liegt nahe, die weit über das Mittel hinausgehende Größe der wenigen tauglichen Körner des Bastardes mit der unter dem Mittel bleiben- den Größe der zahlreichen untauglichen Kör- ner in Verbindung zu bringen.« Bei den Bastarden der zweiten Generation waren »in- dividuelle Verschiedenheiten der Pflanzen sehr deutlich«. Persönlich er- fuhr ich, daß einige Rassen dabei ganz steril, andre in gewissem Umfange steril waren. Als völlig steril hat sich bis jetzt auch die Hybride 31.Jal. X tubiflora erwiesen, über die Cokrens Näheres noch nicht publiziert hat. Gehen wir zu der Erörterung der cytologischen Verhältnisse des Mir. Jal. X tub. Längsschnitt durch eine junge Anthere. Vergr. 125. Fig. 2 a. Mir. Jal. X tub. einzelne Archesporzelle. Yergr. 1800. Fig. 2 b. Mir. Jal. X tub. Archesporkern mit schön wabiger Struktur. Vergr. 1S00. letzterwähnten Bastardes über, der in seinem Sexualvermögen offen- bar am meisten gehindert ist. Die erste Differenzierung des q1 Archespors bei 31. Jalapa X tubi- flora setzt ganz normal ein. Fig. I1) zeigt uns bei schwacher Ver- !) Sämtliche Figuren wurden von mir mit Tusche und Kohle auf Korn- papier gezeichnet. 38 G. Tischler größerung dieses hier sehr wenig zellige Gewebe auf einem Längs- schnitte, umgeben von den Tapetenzellen. Drei beliebig heraus- Fig. 3a. Mir. .lal. X tub. Querschnitt durch eine junge Anthere. Vergr. 2S0. Fiff. 36. gegriffene Zellen maßen im Durchmesser 18,3:33,3 «; 18,3:29«; 18,3 : 22,6 «; ihre entsprechenden Kerne 10,8 : 12,9 u; 12,9 : 12,9 (« ; 10,8 : 10,8 u. Die Struktur des ruhenden Kernes ist eine ganz nor- male (Fig. 2). Das Chromatin liegt in netzigen oder fadigen »Linin«maschen eingebettet, und es würde sich nur fragen, ob in Körnchen oder Tröpfchenform, welch letzteres bekanntlich Gregoire (23) an- nimmt. Nach eingehender Durchsicht der betreffenden Präparate muß ich mich dem Louvainer Forscher anschließen, be- sonders da man häufig nicht distinkte Granula, sondern »schleimig« - ausge- zogene Partikel sieht. Bei dem nun folgenden Wachstum der Anthercn vermögen die Archespor- zellen mit den übrigen Geweben nicht gleichen Schritt zu halten. Infolgedessen müssen mehr oder weniger große Inter- cellularräume zwischen den Pollenmutter- zellen auftreten, und auf medianen Quer- oder Längsschnitten sieht man für gewöhnlich nur einige von ihnen, die den Hohlraum durch- aus nicht ausfüllen. (Fig. 3). Längsschnitt durch eine junge inthere. Vergr. 2S0. Zellstndien au sterilen Bastardpflanzen. 39 In Fig. 4 haben wir einen solchen Intercellularraum bei starker Vergrößerung gezeichnet. Im Inneren der Zelle sind noch keine sichtbaren Veränderun- Fig 4 gen gegen früher auf- getreten, mitunter ist nur die wabige Anord- nung des Chromatins, eingebettet in ein farb- loses Substrat, beson- dersdeutlich geworden. Das erste Anzeichen dafür, daß der Kern der Archesporzelle die heterotypeTeilung eiu- gehen will, sehen wir in Fig. 5. Er ist noch von der gleichen Größe wiefrüher, seine Durch- messer maßen in dem gezeichneten Beispiele 12 :9n. Das Chroma- tin hat sich fädig aus- gezogen und beginnt eine Kontraktion nach einem oder mehreren Punkten. In Fig. 6« u. b liegt uns daun die Beendigung dieses Vor- ganges, das Synapsis- stadium, vor. Doch sah ich es niemals »typisch« in meinen Präparaten; in Fig. 6a sind zwei »Knäuel« anstatt eines vor- handen, und ich darf nicht unerwähnt lassen, daß die Synapsis, die sonst ungemein häutig anzutreffen ist, hier nur relativ kurze Zeit zu dauern scheint, nach den wenigen Bildern zu urteilen, die ich für unsre Pflanze davon antraf. Auch ist das starke Kernwachstum, das für gewöhnlich eine Synapsis einleitet, hier noch nicht vorhanden, wie ein Ver- im Arche^poAem be- gleich der Fig. 6 mit den vorigen lehrt. Immerhin ginnen die Vorbereitungen , zur Keduit.-Teilung. kann der Zufall hier wohl eme Bolle spielen. vergr.isoo. 40 G. Tischler Während der für die ganze heterotype Teilung so wichtigen Phase wird der Kern jedoch stets erheblich größer. In dem Bilde, Fig. 6 a. Fig. 6 b. Mir. Jal. X tub. Archesporkern in Synapsis. Yergr. 1S00. Fig. 7. Mir. Jal. X tub. Archesporkern kurz nach dem Ende der Synapsis. Yergr. 1S00. Fig. 8. Mir. Jat.X. tub. Archesporkern nach der Synapsis. Beginn der Chromosomenkildung. Yergr. 1800. das Fig. 7 darstellt, messen seine Diameter schon 14 : 16,1 «. Das Chromatin liegt nicht mehr ganz so dicht geknäuelt wie vorher. Mit Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 41 Fi-, 9. Sicherheit glaube ich sagen zu können, daß ein Zusammenlegen von zweierlei Chromatiufäden oder -schlingen hier noch nicht stattgefun- den hat. Fig. 8 zeigt uns einen Kern von ungefähr derselben Größe (16,1:10,7), bei dem die feinen, nirgends scharf begrenzten , chromatinführenden »Bänder« noch in ziemlich wirrer Ver- teilung sind. Man kann indes schon den Beginn der Chromosomenbildung beob- achten, die in Fig. 9 dann weiter fortge- schritten ist. (Bei den gezeichneten Nuclei sind vom Messer größere Teile wegge- schnitten.) Über ihre Zahl läßt sich noch nichts aussagen. Eine stärkere »Ver- dichtung« ist unverkennbar, aber nicht etwa durch Zusammenlegen zweier Ele- mente zu einem bedingt. Ich habe lauge nach unzweifelhaften Bildern gesucht, in denen eine solche Fusion klar zu Tage tritt, und kann auch in Fig. 10 auf eine verweisen, namentlich wenn wir die mit a bezeichnete Stelle ins Auge fassen. Die übrigen Chromosomen sind an der Pe- ripherie des Nucleus gelagert, zum Teil nicht klar isoliert, und lassen eine gleich deutliche Verschmelzung nirgends erkennen, stellenweise nur vermuten. Mir. Jul. X ttib. Die Chromosomen- bildung ist weiter fortgeschritten wie in Fig. 8. Yergr. 1800. Fig. 10. a Mir. Jal. X <«&■ Fasion von je zwei Chromosomen zu bivalenten Gebilden, bei a besonders deutlich. Yergr. 1SOO. * Jedes Chromosom baut sich deutlich aus Körnchen oder Tröpfchen von ungleicher Größe und Anordnung auf, doch durchaus nicht in der 42 G. Tischler Weise, daß einzelne Chromatindisken regelmäßig mit ungefärbten (Linin) Partien abwechseln. Die Kerngröße in Fig. 10 ist 19,3:12,6 », die der Zelle, welche bereits erheblich gewachsen ist, 51,6 : 25,2 u. ln Fig. 11a u. b finden wir nun die typische Diakinese. So ließen sich in Fig. 115 sehr gut die durchgängig zu zweien zusammenliegenden Chromo- somen erkennen. Der Kern war angeschnitten (die punk- tierte Linie deutet eine andre optische Ebene in demselben Schnitte an; am Rande der voll ausgezeich- neten Ebene liegt eine An- zahl undefinierbarer Chromatinbröckchen. In Fig. 11a war mir zum ersten Male die Möglichkeit gegeben, der Frage nach der Zahl der Chromosomen näher zu treten. Ich glaube sie auf 16 nach der Reduktion normieren zu dürfen, wenngleich ich dies nicht mit ab- soluter Gewißheit behaupten darf. Immerhin müßte sich die wahre Zahl der von mir angenommenen sehr nähern. Der Grund, daß ich trotz der anscheinend so klaren Zeichnung noch eine gewisse Un- sicherheit offen lassen muß, liegt darin, daß ich nicht bei allen 16 auch ein Zusammenlegen aus zweien entdecken konnte. Einige am Rande gelegene sehen absolut einheitlich aus; da aber die Dicke mit den übrigen übereinstimmt, glaube ich nicht Bedenken tragen zu sollen, eine durchgängige gegenseitige Bin- dung anzunehmen. Es wird also von mir bei dem Mirabilis- Bastarde ein Zusammen- legen von zwei Elementen erst in der Diakinese für wahrscheinlich gehalten, nicht schon in den früheren Stadien. Das gleiche gibt übrigens auch Hans Winkler (59) für Wikstroemia indica , Schaffner (43) für Lüium tigrinum an. Paral- lele Längszüge von frischen chromatinhaltigen Fäden in oder nach der Synapsis konnte ich nie aufdecken, immerhin sind sie bei der Fis. 11 b. Mir. Jal. X 0. angeschnittener Nucleus. Das Zusammenlegen von zwei Chromosomen be- sonders gut zu sehen. Vergr. 1800. Fig. 11 a. 3 Mir. Jal. X tub. Die IG bivalenten Chromosomen in Diakinese. Vergr. 1800. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 43 großen Feinheit der hier behandelten Strukturen nicht ausgeschlossen. Sei dem wie ihm wolle, jedenfalls erleidet die Reduktions- teilung keine sichtbare Störung! Von vornherein ließ sich vermuten, daß bei diesen total sterilen Hybriden ähnlich wie in dem von Gregory (24) beschriebenen Falle stärkere Unregelmäßigkeiten in den Mitosen auftreten würden, oder auch nur derartige, wie ich (52) sie für die sterile Bnjonia dioiea X cüba schilderte, die im wesentlichen auf eine gestörte Chromatinverteilung hinausliefen. Nichts davon hier; Fig. 12 zeigt uns die Anaphase der heterotypen Spindel: die beiden Pole scheinen un- gleich viel Chromatin zu haben, doch ist dies nur auf das Messer zurückzu- führen, wie man aus dem Nachbarschnitt ersehen kann. Zweierlei möchte ich an dieser Spindel aufführen, das besonderer Beachtung wert ist. Erstens ist der von den Spindelfasern eingenommene Raum ziemlich plasmaleer, und dies sticht im Gegensatz zu dem sonstigen dichten Plasma sehr in die Augen. Zweitens er- scheinen die Chromosomen sehr lang und dünn, wie viskose Fäden, die an beiden Enden festgehalten und dabei stark in die Länge gezogen werden. Solche Sta- dien, verglichen mit der Diakinese, der späteren Interkinese oder endlich denen des ruhenden Kernes nach der zweiten Teilung, sind darum besonders lehrreich, weil sie aufs neue ein Beweis dafür sind, daß die Form der Chromo- somen etwas ebensowenig Konstantes und zum Unterschiede von nahe verwandten Species Brauchbares ist, wie die Form eines Schleim- tropfens. Es könnten nur bei Vergleichung genau derselben Stadien charakteristische Unterschiede zu Tage treten. — Während der Re- konstitution der Tochterkerne findet ein stärkeres Wachstum der Nuclei statt, so daß beide auf ungefähr die gleiche Größe kommen wie vorhin die Archesporkerne. In Fig. 13 haben wir ein Beispiel dafür. Die einzelnen Chromosomen sind klar zu sehen, charakte- ristisch amöboid an ihrer äußeren Begrenzung und mitunter auch Fig. 12 a. Fis:. 126. Mir.Jal.y. tub. Heterotype Spindel. Vergr. 1S00. 44 G. Tischler durch feine Fortsätze untereinander zusammenhängend. Außerhalb der »rechtmäßigen« Chromosomen finden sich nur vereinzelte, wie Chromatin färbbare Körnchen. Die Maße der Zelle, die sich somit hier nicht entsprechend vergrößert hat, sind 32,2 : 23,6 u, die der Kerne 7,5 : 12,9 'und 8,6 : 12,9 u. Die homöotype Teilung folgt un- mittelbar der Interkinese. In Fig. 14 sehen wir die beiden Spindeln gerade während der Bildung der Kernplatte, und auch hier befindet sich kein ein- ziges Chromosom außerhalb der Spin- del, die übrigens sich sehr scharf von dem sonstigen Plasma abhob. Die Längsspaltung der Chromosomen für diese Teilung habe ich in günstigen Fällen (s. Fig. 12 a) schon gut in den Anaphasen der ersten gesehen, wenn- Mir. Jal. X tüb. Ende der lieterotypen . , . - n , _ . . Teilung — Interkinese. Vergr. 1S00. ^lClCü S16 tlhrGDQ (lCT Int.6rklI16S6 wieder verwischt war. In Fig. 15 erblicken wir in drei aufeinanderfolgenden Schnitten das Ende der Tetradenteilung, auch finden sich überall zwischen zwei Kernen die charakteristischen »Verbin dungsfasern« bereits angelegt. Die Chromosomen sind wegen Fig. 14. ihrer Kleinheit und ihrer rund- lichen Form hier für eine Zählung relativ günstig. Bei drei von den vier Kernen zählte ich wieder 16, nämlich 1. (1)9 -b (II) 7 + (III) 0= 16 2. (1)2+ (II) 4 + (in) 10 = 16 3. fl 0+ (II) 5 + (111)11 = 16. Kur über den vierten Mir. Jal. X tnb. Die beiden homöotypen Spindeln. Kem Vermag ich nichts UUS- vergr. isoo. Zusagen. — Nach Anlage der jungen Wände sind somit die Pollen-Spezialzellen fertiggestellt. In nicht wenigen Fällen gelingt aber die Ausbildung der Zellplatte nicht mehr: wir erhalten vier- kernige Zellen (Fig. 16), genau wie sie z. B. vor kurzem Hosenberg 45 Zellstudieu an sterilen Bastardpflanzen. (40) gelegentlich für Hieracium excellens , Cannon (8) schon früher bei Gossypium , vor allem aber Wöycicki (61) und Nemec (39) für Fig. 15. i 11 ' Mir. Jal. X tub. Ende der Tetradenteilung. Drei aufeinanderfolgende Schnitte. Vergr. 1900. Fig. 15. Fig. 16. Mir. Jal. X tub. Durch Unterbleiben der Zell- wandbildung sind die Pollenmutterzellen vier- kernig geworden. Vergr. 1900. III Mir. Jal X tub. Ende der Tetraden- teilung. Vergr. tbOO. 46 G. Tischler narkotisierte Larix-Pollenmutterzellen beschrieben, in denen in erster Linie das Plasma geschädigt wird. Wir werden uns daran erinnern, daß auch in den von uns (51, 52) früher studierten sterilen Hybriden Fig. 17. 2 4 1 3 Jlir. Jal. X /«&. Die vier Spezialzellen noch von der Mutterzellmembran eingeschlossen. Vergr. 18U0. jedesmal das Plasma die ersten sichtbaren Schädigungen aufwies. Die Kerne in unsrer Fig. 16 sind offenbar sehr chromatinarm, und je zwei haben die Tendenz, aufeinanderzu zu wandern, was mit den durch Chloroform alterierten gleichfalls übereinstimmt. — Etwas Ähnliches findet sich ja auch sonst iu den doppelkernig gewordenen Zellen narkotisierten Materials (s. Nemec (38) für die vegetativen Zellen von Vicia Fabn . Aber wir werden nach unsren jetzigen Erfahrungen nicht spezi- fische Wirkungen der Narkotika in diesen Prozessen sehen dürfen, um so mehr als wir solche Vorgänge ja ganz normal in dem dem Archespor benachbarten »Tape- tum« entdecken können. Schon mehrfach ist dieses als steril gewordenes Arche- spor angesprochen worden. Ein typisches Bild, in dem uns die vier abgerundeten jungen Pollenkörner vor Augen treten, deren eines allerdings die Anzeichen Fig. 18. Mir. Jal. X tub. Junges Polienkorn. Vergr. 1SU0. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 47 baldiger Degeneration hat, liefert uns Fig. 17 ; alle sind noch von der verquollenen Mutterzellmembran eingeschlossen. Es maßen im Durchmesser: Zelle 1: 17,1 H f'i Kern 1: 8,6 7 5 » 2 : 16,1 16,1 ,«, » 2 : 8,6 9 7 fi » 3: 15 16,1 «, * 3: 6,4 7 8 fi (degeneriert), » 4: 16,1 16,1 ii, * 4: 7,5 7 4 ii. Fig. 19. Betrachten wir die jungen Pollenkörner (Fig. 18) genauer, so sehen wir, daß sie fast alle einen ganz nor- malen Eindruck machen: das Plasma ist regelmäßig durch die ganze Zelle verteilt, das Chromatin im Kern fein netzartig aus- gebildet, öfters allerdings schon ziemlich spärlich. Die abgebildete Zelle mißt 19,3:21,5«, ihr Kern 8,6: 9,7 u im Durch- messer. Recht häufig bemerkt man in einer Mutterzellmembran nicht vier, sondern nur zwei Zellen (Fig. 19), die Kerne sind so- mit hier nicht mehr in die homöotype Mitose getreten, sondern haben sich nach der ersten Teilung in einen Ruhezustand begeben. Den Anfang dieses Prozesses kann man schon sehen, wenn noch nicht die letzten Spindelfasern des heterotypen Schnittes verschwunden sind. Gleichzeitig beginnt eine Verquellung der Membran, worauf wir noch weiter unten im Zu- sammenhänge eingehen werden. Während der Inhalt des Pollenkorns darauf in weitaus den meisten Fällen degeneriert, beginnt ein lebhaftes Wachstum der jungen Exine. Es macht den Eindruck, als wenn diese alle zur Verfügung stehenden Nährstoffe an sich reißt und dem Plasmaleibe nichts mehr davon zu- kommen läßt. Das erste Anzeichen einer Störung des normalen Stoffwechsels in diesem ist eine ungewöhnlich große Chromatinarmut des Kernes. Das Plasma weist immer größere Vacuoleu auf, bis wir schließlich eine einzige große Vacuole mit einem nur dünnen ringsherumgehenden Plasmabeleg sehen. Solche Bilder kennen wir ja nun allerdings auch Mir. Jul. X tub. Nnr zwei Spezialzellen aus einer Mutterzelle entstanden. Vergr. 1S00. 48 G. Tischler von ganz normalen fertilen Körnern her, aber sie sind da immer nur vorübergehende und machen bald den mit dichtem Plasma erfüllten Platz. Bei unsrem Bastard schrumpft indes der Inhalt immer weiter und weiter, so daß er bald selbst in Spuren bei vielen Körnern nicht mehr nachzuweisen ist: das Pollenkorn ist völlig »taub« geworden. Eine derartige Volum ab nah me des Plasmas hat auch Beer (4) für gewisse Körner bei Oenothera jüngst angegeben. Von Fitting (18) war diesem Autor entgegengehalten worden, daß sie evtl, nur durch eine Umfangszunahme vorgetäuscht sein könnte. Hier, bei den tauben Körnern von Mirabilis , können wir indes diese Abnahme sicher konstatieren. Ich habe vor allem auch an lebendem Material von M. Jalapa (1907) in vielen Körnern das Plasma geschrumpft und obliteriert gefunden. Natürlich ist es schwer zu entscheiden, oh wirk- lich alles und jedes Plasma aus den Körnern schließlich verschwindet (s. auch Fitting [16] S. 155). Aber wohl darf behauptet werden, daß es sich dann nur um total degenerierte Reste handeln kann, die bei abgestorbenem Xucleus nicht mehr für das Zelleben in Betracht kommen. Und doch nimmt der Umfang und die Dicke der Exine überall stetig zu! Damit sind wir auf eine Tatsache gestoßen, der eine größere theoretische Tragweite nicht abgesprochen werden kann, zumal sie an Daten anknüpft, die durch Fitting (16), Beer (4), Stras- burger (48) J) u. a. seit einiger Zeit bekannt geworden sind, und die zunächst eine lebhafte Opposition geweckt hatten (s. die Diskussion der Literatur bei Strasburger [48]). Lernen wir zuerst einmal rein deskriptiv die einzelnen Vorgänge des Membranwachstums bei Aßra6z77s-Bastarden kennen. Die Wand der Pollenmutterzelle erwies sich, wie dies nach Mangin (33, 34), Strasburger (47), Beer 4) u. a. zu erwarten war, als stark callose- haltig. Reine Callose ist es aber sicher nicht, genau wie bei den von Beer untersuchten Onagrariaceen, da sie von gewissen Anilin- farbstoifen (Säurefuchsin) lebhaft gefärbt wird. Sonstige Reaktionen weisen auf einen Pektingehalt hin (es lag außerhalb des Rahmens meiner Aufgabe, den Begriff dieser Stoffe zu charakterisieren, was in bezug auf die Ausführungen von Fitting 16 S. 109 gesagt sei). Die Membran verquillt stark nach Beendigung der Tetradenteilung, so daß schließlich die vier Pollenkörner in einer Zone hyalinen *) Dagegen sind die Angaben von Ursprung 54 , der ein Membranwachs- tum der plasmaleeren Gefäße durch Messungen glaubt erweisen zu können, von Schellenberg (44 so heftig angegriffen worden, daß wir hier noch von ihnen absehen dürfen. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 49 Schleimes liegen. Mit Corallin-Soda färbten sich diese Reste über- haupt nicht mehr1), auch wenn die Schnitte über Nacht in eine ge- sättigte Lösung des Farbstoffes in 4 °/0 Na2Co3 gebracht wurden, wohl aber vermochte ich mit Hilfe einer anderen von Strasburger empfohlenen Reaktion auch jetzt noch Spuren von Callose nachzu- weisen (47, S. 216). Wurden die Schnitte in einer konzentrierten Mischung von Auilinblau und Bismarckbraun gelassen, so nahmen die verquollenen Reste der Pollenmutterzellen -Membran ebenso wie die verquellenden Wände, die sich als dünne Lamellen zwischen den Tetraden zuerst anlegten, die charakteristische grünlichblaue Tink- tion an, allerdings nicht mehr durchweg und immer nur sehr schwach. Aber der Gegensatz gegenüber der braunen oder bei überschüssigem Anilinblau rein- blauen Färbung des Zellinhalts Fig. 20 b. Mir. Jal. X tub. Junges Pollenkorn. Exine zweischichtig (in b von der Fläche gesehen). Vergr. 1800. Fig. 20 a. ist so scharf, daß er in die Augen springen muß. Ganz unabhängig von diesen eben behandelten Zellwänden legt sich um das junge Pollenkorn als Abscheidungsprodukt des Plasmas die Spezialzellmembran an, die zunächst noch keine Differenzierung erkennen läßt. Bei einer Dicke wie z. B. in Fig. 18 markieren sich aber bereits deutlich einige Stellen, die weniger verdickt als die übrigen sind. Sehr bald zeigt sich auch recht gut eine Scheidung in zwei Schichten, eine äußere, sich mit Säurefuchsin dunkelrot färbende und eine innere hellere von ungefähr der nämlichen Dicke. Die »Ausführungsöflnungen« für den Pollenschlauch sind jetzt schon scharf abgegrenzt (Fig. 20). Von der Fläche gesehen [b), weisen sie einen kreisförmigen Querschnitt b So auch Beer für Oenothcra, dagegen erhielt Strasburger (47) bei Hemerocallis noch gute Callosereaktion. Archiv f. Zellforschung. I. 4 50 G. Tischler auf. Ich kaun keine Anhaltspunkte dafür finden, daß ursprünglich eine einheitliche Membran vorhanden war, die sich daun nachträg- lich in zwei Schichten spaltete, muß vielmehr annehmen, daß beide nacheinander aus dem Plasma abgeschieden sind. Dies wird auch dadurch sehr wahrscheinlich, daß dieser Abscheiduugsprozeß noch fortschreitet, denn eine kurze Zeit später haben wir eine dreifache Schichtung der Exine Fig. 21). Die innerste Partie hat wieder genau die gleiche Färbung und annähernd dieselbe Konsistenz wie die äußerste, während die mittelste einen verquollenen Eindruck macht. Die Grenzen zwischen den Schichten sind immer ganz scharf.1) Die äußerste und innerste, besonders letztere, wachsen stark in die Dicke, die Mittelschicht wird infolgedessen immer mehr nach außen ver- schoben. In dieser beginnen nun sehr charakteristische Veränderungen Fig. 22. Fig. 21. Mir. Jul. X lub. Exine dreischich- tig; mittelste Schicht homogen. Vergr. 1S00. Mir. Jul. X iub. In der Mitte der Exine hat sich die jungeStähchen- schicht ansgebildet, Vergr. 1S00. aufzutreten. In bestimmten Entfernungen scheiden sich dunklere von helleren Partien in der Art, wie wir dies auf Fig. 22 sehen: es bildet sich eine »Stäbchenschicht« aus. Cytologische Daten über die Ent- stehung einer solchen gibt Strasburger in seinen »pflanzlichen Zell- häuten« (46, S. 550 ff.). Die Verhältnisse liegen bei Mirabilis für eine Untersuchung wohl günstiger als bei der von Strasburger studierten Knantia , weil wir es hier mit Membranen von viel größerer Breite zu tun haben. Auch bei Knautia markiert sich eine helle Linie in der Mitte, wie in unsrer Fig. 21; ein Fig. 20 entsprechendes Bild hat Strasburger nicht gesehen, doch meint er S. 552: »Es sei ge- stattet, hier anzunehmen, daß die drei Schichten .... als drei La- mellen nacheinander durch Anlagerung entstanden.« Eine nachträg- 1 Das Bild erinnert in gewisser Weise an die sekundäre Sporenwand bei Riccia Beer ö . fiir die eine gleiche Entstehung nacheinander angenommen wird. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 51 liehe Spaltung einer einzigen gleichmäßig angelegten Zellhaut ist mithin unwahrscheinlich. Auch unsre Figuren sprechen durchaus für eine nachträgliche Apposition. Das weitere Wachstum ist im wesentlichen durch Intussuszeption bedingt. Das gilt selbstverständlich für die äußere und die Stäbchen- schicht und auch zum großen Teile für die innerste, bei der allerdings noch weitere Anlagerungen aus dem Plasma damit einhergeben können. Sehr schwierig ist die Frage zu entscheiden, wie denn die > Stäbchen« gebildet werden. Es macht ganz den Eindruck, als ob in der anfangs etwas »ver- quollen« aussehenden Schicht an einzelnen Stellen Verdichtung der Membransubstanz, an den dazwischenliegenden deren gänzliches Ver- schwinden auftrete, so daß Hohlräume entstehen. Strasburger ist Mir. Jal. X tub. Alte Exine, die komplizierte Wandstruktur zeigend. Vergr. 1800. sich hierüber nicht recht klar. Nur betont er auch (S. 557), daß »Substanz zwischen den Stäbchen . . . nicht nachzuweisen ist«. Und namentlich, wenn wir die älteren Stadien berücksichtigen, dürfen wir sagen, daß die Lücken wirkliche Hohlräume sind. Es bliebe also für uns dann nur entweder die eben ausgesprochene Eventualität einer »Verdichtung« zu Stäbchen, d. h. einer Lösung der Membran- stotfe an einigen und Zwischenlagerung des gelösten Materials zwischen die vorhandenen Moleküle an anderen Stellen, oder aber nur ein totales Verschwinden der ganzen Schicht (was wir aber nicht mit Bildern belegen könnten) und Neubildung der Stäbchen durch Wachstum von der innersten oder äußersten Exinepartie. Die erstere der beiden Annahmen erscheint uns die weitaus wahrschein- lichere. — Die Stäbchen durchsetzen, wie uns Fig. 22 lehrt, zunächst die ganze Schichtbreite, doch ändert sich dies mit dem Alter. Man sieht dann häufig (Fig. 23, 24 b) die Stäbchen nur als kurze Zähnchen 52 G. Tischler auf der unteren Lamelle aufsitzen. In dem von Strasburger be- schriebenen Beispiele bei Älthaea blieben sie dagegen im Falle des Zerreißens der Schiebt an der Außenlamelle haften. Dies sah ich zwar unter normalen Umständen bei Mirdbilis niemals, wohl aber Fig. 24 a. Mir. Jal. X zu kurz« bleibenden müssen da- her, weil die äußere Schicht stär- ker wächst als die innerste, am oberen Ende ihre Verbindung durchreißen. Allmählich machen sich von den Hohlräumen zwischen den Stäbchen aus auch feine, später breiter werdende Kanäle sichtbar, die nach außen gehen. Vorher war von ihnen nichts zu sehen. Nach dem mikroskopischen Bilde ist somit Fig. 24 b. Mir. Jal. X *»«&. Maximale Dicke der Exine. Vergr. 1800. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 53 nicht zu entscheiden, ob sie schon von Anfang an vorgebildet — nur mit einer Breite, die wir nicht mehr wahrnehmen können — oder nachträglich durch eine Art »Zerreißung« entstehen. Die erstere An- sicht ist mir die wahrscheinlichere. — Vergleichen wir die Fig. 24 etwa mit Fig. 18, so sehen wir, wie sehr die Exine in die Fläche und Dicke gewachsen ist, sie maß schließlich 21,5—22,6 ^ i Dicke, Fig. 25 a. Fig. 256. Mir. Jal. X tub. Charakteristische Bilder, um das Mißverhältnis zwischen der Größe der Plasmaleiker und der der Exineu zu zeigen. Oben Vergr. 280, unten 1800. und anfangs war sie ein kaum wahrnehmbares Häutchen! Dabei ist sehr charakteristisch, in welchem Mißverhältnis das Plasma des Pollenkorns dazu steht. In Fig. 25 haben wir einige Habitusbilder, und selbst in Fig. 26 ist noch beträchtlich zu wenig Plasma. Zudem zeigt der Kern schon deutliche Zeichen von Degeneration an sich. In vielen Fällen war überhaupt gar kein eignes Plasma mehr auf- zufinden, und zwar in den allerverschiedensten Altersstadien, wie Fig. 27 uns vorführt. Das bedeutet aber, daß die Exinen, also die Zellwände, ohne Beteiligung des eignen Plasma- 54 G. Tischler körpers gewachsen sind, denn ein Stehenbleiben auf der ur- sprünglichen Größe war nie oder doch nur sehr selten zu bemerken. Es könnte nun der Einwand gemacht werden, das Plasma sei infolge der Einwirkung der Fixierungsmittel nur geschrumpft und deshalb entweder in Fig. 26. manchen Schnitten durch den Pollen nicht mehr vorhanden, oder wenn wir es dort an- träfen, sähe es degene- riert aus. Darauf kann ich jedoch erwidern, daß auch bei leben- dem Pollen genau das gleiche zu sehen ist. Ich habe es heuer, da mir Material des Bastardes frisch nicht zur Ver- fügung stand, an tauben Körnern von Mirabilis Jnlapa selbst beobach- tet, und Herr Professor Correns hatte die Liebenswürdigkeit, auf eine briefliche Anfrage mir mitzuteilen , daß auch er völlig tauben Pollen bei Mirabilis im Leben wahrgenommen hätte, dessen Membran mit alleinigem Unter- Mir. Jal. X tub. Der Plasmaleib ist zwar noch größer als in Fig. 25, füllt aber auch den Hohlraum bei weitem nicht aus. Vergr. 1800. Fig. 27. Mir. Jal. X lab. Querschnitte durch völlig leere Pollenlcörner in den verschiedensten Altersstadien. Vergr. 125. schied in der Färbung sich in nichts wesentlichem von der der »vollen« Körner unterschiede. Zudem hat ja auch Fitting (17) den von Miß Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 55 Florence Lyon (32) gegen ihn erhobenen Vorwurf, er habe »Kunst- strukturen« beschrieben, meines Erachtens überzeugend zurück- gewiesen. Als letzter Punkt bei der Besprechung der Exinebildung wäre noch die Anlage einer großen Anzahl von Stacheln auf der Außen- seite hervorzuheben. Diese setzen auf einem Stadium ein, das älter sein muß als unsre Fig. 21, da sie zu dieser Zeit sicher noch fehlen. Etwa in dem gleichen Augenblick, in dem sich die Stäbchenschicht differenziert, finden wir sie zuerst. Anfangs sind sie noch ziemlich klein, doch erreichen sie allmählich (Fig. 23, 24) eine ganz respek- table Größe. Jedenfalls findet ihre erste Anlage immer noch statt, wenn die Membran allseits mit dem lebenden Protoplasten in Berührung ist. (Fitting gibt für Selaginella das gleiche an, nur bei S. Gcdeotti schei- nen die äußeren Verzierungen erst später zu erscheinen.) Am nächsten kommen dem von uns beschriebenen Beispiel unzweifel- haft gewisse Erfahrungen auf zoolo- gischem Gebiet, von denen Bieder- mann (6) in seiner schönen Abhandlung über »Geformte Sekrete« berichtet, vor allem bei Chitinhüllen, Schnecken- schalen usw. Wenn der Jenenser Autor dort S. 478 noch die beiden Eventualitäten in Erwägung zieht, »daß die einzelnen Schichten mit all ihren Eigentümlichkeiten entweder unmittelbar aus dem Plasma . . . sich differenzieren, oder daß dasselbe in einer zunächst homogenen Substanz geschieht, die dann aber ihrerseits notwendig als ein zunächst noch lebendiges Differenzierungs-, oder wenn man will, Absonderungsprodukt der Bildungszellen anzunehmen wäre«, so dürfen wir für unsren Fall, so markant er zuerst sich von dem gewöhnlichen Wachstumsschema auch unterscheidet, wohl nur die erstere Möglichkeit in Frage ziehen. Freilich, das letzte Wort, ob die Zellwände nicht doch »lebendiger« sind, als wir zurzeit vermeinen, ist wohl noch nicht gesprochen, selbst wenn die WiESNERSche Anschauung, daß die Membranen plasmahaltig sein können, nicht zu Recht besteht. Wir sind bis jetzt noch nicht auf die Intine zu sprechen ge- kommen, die vom Protoplasten nach der Exine abgeschieden wird. Fig. 28. Mir. Jal. X tub. Intine, in die Exinedurch- hrechnngen hineinragend. Yergr. 1S00. 56 G. Tischler Häutig ist sie kaum oder gar nicht nachzuweisen, normal wohl nur an den wenigen Pollenkörnern entwickelt, die plasmagefüllt hleihen. Von besonderem Interesse ist sie dann an den Stellen, an denen die Exine durchbrochen ist (Fig. 28), da sie nicht allein hier weit in die »Ausführungsöffnungen« für den Pollenschlauch hiueinragt, sondern sogar an ihrer Außenseite cutinisiert ist und selbst einige kleinere Stacheln nach außen hin aufweist. Auch der Plasmakörper erstreckt sich dabei übrigens in kleinen Zapfen zwischen die Exinedurch- brechungen. — Wenden wir uns zu der Frage nach der chemischen Zusammen- setzung der Zellhäute, so wäre zu sagen, daß Callose — überein- stimmend mit sonstigen Erfahrungen — nicht von mir nachzuweisen war. Auch Cellulose fehlt der Exine ganz und wahrscheinlich auch der Intine (entgegen Angaben für andere Pflanzen), wenigstens war mit J und H2S04 oder Chlorzinkjod keine typische Färbung zu er- zielen. Auch nach Behandlung mit Javellescher Lauge gelang es nicht, sie schien vielmehr dann ganz aufgelöst zu sein. — Dagegen sind beide Membranen ungemein pektinreich, die Exine zudem durch- gängig sehr stark cuticularisiert. Den Pektinreichtum vermag mau leicht durch Saffraninlösung nachzuweisen, die Tinktion der Intine war eine Art orange, die der Exiue mehr gelb. Besonders schön wurde die Färbung, wenn ich die Schnitte für 1 — 3 Tage in Kupferoxydammoniak gebracht hatte. Das satte Zitronengelb der Exine und das gleichmäßige Orange der Intine stachen dann deutlich voneinander ab. Kupferoxydammoniak und konzentrierte Chromsäure H2S04 lösen sie nicht auf, letztere färbte aber die Exine dunkelrotbraun bis braunschwarz, in ganz dünnen Schnitten einfach rot. Bei Behandlung mit Javellescher Lauge tiugierte Chlorzinkjod die Exine zwar immer noch gelbbraun, Saff'ranin aber kirschrot. In NaOH oder Na2C03 lösten sie sich dann innerhalb des Bruchteiles einer Sekunde völlig auf. Dies war sehr hübsch zu betrachten, wreun man das Peagenz zusetzte, während man die Objekte anschaute. Konzentrierte Schwefel- oder Chromsäure vernichteten ziemlich rasch die übrigen Gewebe der Antheren, die Exinen fielen ihnen zwar auch zum Opfer, hielten sich aber am längsten, hei einigen selbst eine Minute laug; die langsame Verquellung und allmähliche Lösung war gut zu verfolgen. Daß die Exine somit aus Cutin und Pektinen sich zusammen- setzt, die Intine nur aus letzteren (außer au den in Fig. 28 bezeich- Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 57 neten Stellen), deckt sieb ganz mit den Funden anderer Autoren an Pollenkörnern. Ich habe nur deshalb die genaueren Angaben hier ge- macht, damit man Mirabilis auch in dieser Hinsicht mit den neuerdings auf ihr Wachstum hin untersuchten Pollenhäuten vergleichen kann. — Der merkwürdig gestaltete Pollen von Mirabilis erregte schon früh die Aufmerksamkeit der Forscher. Wir finden bereits in den allerersten, den modernen Forderungen an wissenschaftliche Brauch- barkeit einigermaßen entsprechenden Darstellungen den eigenartigen Bau der Exine lebhaft diskutiert. Noch Broxgxiart [zitiert bei Mohl (35) S. 154] glaubte, daß sie aus einer Anzahl von Zellen zu- sammengesetzt sei, deren jede in der Mitte einen Ausführungsgang in Form eines Haares oder Stachels besäße. Mohl vermeinte viel- mehr, daß ganz allgemein, also auch bei Mirabilis, die Exine eine zusammengesetzte Membran darstelle (S. 158), derart, daß Zellen oder Rudimente von solchen in Gestalt von Leisten oder Körnern durch eine Zwischensubstanz zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt würden [Mirabilis wird dabei S. 313 charakterisiert: »ferme, ponctuee, avec beaucoup de pores«). Die Arbeit von Fritzsche (20) brachte bereits einen großen Fortschritt (s. seine Tafel XI Fig. 4). Wenn er auch noch über die Einfachheit der Exine im Zweifel war, so sah er doch schon die Trennung der Membran in Schichten und die charakteristischen Poren, die er nur darum noch nicht ganz richtig darstellt, weil es ihm noch nicht gelang, Querschnitte durch den Pollen zu erhalten. Interessant ist übrigens seine Bemerkung auf S. 747: »Die weniger großen und nicht so strotzend mit Fovilla1) erfüllten Körner, welche sich unter größeren, wahrscheinlich voll- kommen ausgebildeten Körnern finden, lassen die (seil. Poren-)Bildung am schönsten erkennen, weil, wie es scheint, ihre Exine von größerer Dicke ist.« Es besteht wohl kein Zweifel, daß Verfasser hier an Körner denkt, die »taub« zu werden begannen. — Erst Schacht (42) bringt 1862 eine annähernd richtige Darstellung; er war auch der erste, der die Pollenkörner zu schneiden begann. Mit Ausnahme des Baues und der Entstehung der Stäbchenschicht finden wir hier alles korrekt. Ferner macht er eine Reihe von Angaben über das Verhalten der Membran gegenüber verschiedenen Reagentien. Sie decken sich mit meinen Ergebnissen, nur kann ich nicht bestätigen, daß die Intine sich in konzentrierter H2S04 sofort lösen soll. Dies war wegen ihres Pektingehaltes auch nicht zu erwarten. *) Das ist »Zellinhalt des Pollenkornes«. 58 G. Tischler Auch weiterhin haben noch eine Reihe von Forschern auf die J/i'raMts-P ollenkör ner hingewiesen, so vor allem Hugo Fischer (15) in seiner Dissertation S. 27: » Mirabilis Jalapa besitzt eine doppelte, etwa 12 u dicke Exine, beide Teile derselben sehr stark, der Hohl- raum niedrig, Stäbchen kurz und spärlich, Oberfläche fein stachlig, feine Foren bis in den Hohlraum der Exine. Folien sehr groß, bis 200 u, mit 70—100 punktierten Austrittsstellen.« Und schließlich führt Strasburger (47) in seinem Botanischen Praktikum S. 536 gerade Mirabilis als Beispiel für eine Pflanze mit den größten existierenden Pollenkörnern an und beschreibt kurz ihren Bau. Daß ein so großer und so charakteristisch gestalteter Pollen sich als besonders geeignet erwiesen hat, die Frage des Membranwachs- tums in plasmaleeren Zellen zu erläutern, haben wir ausführlich begründet. Wenden wir uns jetzt noch kurz zu den wenigen Pollenkörnern, die diesen to- talen Schrumpfungsprozeß des Plasmas nicht eingehen. Ein Bild bei schwacher Ver- größerung zeigt uns Fig. 29; hier sehen wir das feinkörnige dichte Plasma, nur wenige kleine Vacuolen abgerechnet, und am Rande auch die kleinen Fortsätze, mit denen es in die Ausfühiungsöffuungen für den Polleuschlauch hineinragt. In der Mitte gelagert ist der »vegetative« Kern. Andre Bilder zeigten mir, daß es aber auch zur Bildung der »generativen Zelle« kommen kann. Fig. 30 a und b sollen uns dies bei starker Vergrößerung vor- führen. Der generative Kern ist dabei in einer kleinen, nur durch ein Plasmoderma begrenzten Partie des Plasmas gelegen. Oh diese Pollenkörner noch auskeimen können, vermag ich leider nicht zu sagen. Professor Coriiens schrieb mir, daß es weder ihm noch auch andern überhaupt gelungen sei, Mirabilis-V o\\&n künstlich zum Keimen zu bringen. — Die Tapetenzellen, die offenbar das Nährmaterial für das Wachstum des Pollens, in diesem speziellen Falle meist nur der Membranen, hergeben, schließen sich in ihrem cytologischen Ver- halten au die sonst studierten bei andern Pflanzen nahe an. Anfangs sind sie einkernig, ihr Nucleus teilt sich durch eine Mitose in zwei (Fig. 31), doch bildet sich keine Wand zwischen ihnen aus, sie rücken vielmehr zusammen und lagern sich dicht nebeneinander (gelegentlich mögen auch Fusionen Vorkommen). Die Fig. 29. Mir. Jul. X tub. »Volles« Pollen- korn. Vergr. 125. Zellstatlien an sterilen Bastardpflanzen. 59 Kernkontouren sind zunächst glatt, bald linden sich viele Nucleolen ein, und nun senden allmählich die Xuclei pseudopodienartige Fort- Fig. 30 a. Fig. 306. Mir. Jul. X tub. Vegetativer Kern und generative Zelle aus »vollen* Pollenkörnern. Vergr. 1800. sätze aus, die dann schließlich durchreißen können (Fig. 32) und so zu typischen »Amitosen durch Knospung« fuhren. Das Chromatin Fig. 31. .Vir. Jul. X lub. Junge Tapetenzellen. Rechts Mitose, links beide Tochterkerne nebeneinandergelagert. Yergr. 1800. tritt immer mehr zu größeren Tropfen zusammen, das Chromatinnetz des »ruhenden Kernes« wird immer ärmer. 60 G. Tischler Ganz alte Tapetenzellen, zu einer Zeit, in der die Pollenkörner fast fertig ausgebildet sind, zeigen uns Fig. 33 und 34. Wir haben eine große Menge Kerne, die sieb wohl alle durch Knospung aus den beiden ursprünglichen abge- schuürt haben. Bei Einstellung des Mikroskops in andere optische Ebenen kamen noch weitere, auf den Figuren nicht eingezeichnete zutage, so daß jede Ebene von- einander wechselnde Bilder gibt. In den meisten befinden sich nur noch ein oder wenige Nucleolen, das Chromatinnetz ist kaum mehr nachzuweisen, das Plasma ist häufig grob vacuolig (Fig. 34) und besitzt eine Menge von durch Osmiumsäure geschwärzten Tropfen, die auf irgendwelche starke Stoffwechselvorgänge schließen lassen. Chromidialsubstanzen habe Fig. 33. Fig. 32. Mir. Jal. X 0«5. Kerne aus älteren Tapetenzellon. Vergr. 1800. ich bei Mirabilis nicht beobachtet. Es werden also hier wie bei Bryonia (52) oder Wikstroemia (59), wo Hans Winkler ausdrück- lich nach ihnen suchte, die aus dem Kern ausgezogenen Stoffe Zellstutlien au sterilen Bastardpflanzen. 61 eine chemische Umsetzung derart erfahren müssen, daß sie für unsre Fixier- und Färbemittel »unsichtbar« Fig. 34. bleiben. Vielleicht durchtränken sie Mir. Jal. X tub. Alte Tapetenzelle. Viele Kerne. Vergr. 1800. das ganze Plasma so gleichmäßig, Fig. 35. Mir. Jal. X t«6. g Arcliespor mit Nachbarzellen. Vergr. 1800. Fig. 36. Mir. Jal. X Orb. Embryosack-Mutterzelle. Kern kurz nach der Synapsis. Vergr. 1800. Fig. 37. Vergr. 1800. 62 G. Tischler daß nur aus dessen allgemeinerer, stärkerer Tinktionsfäbigkeit auf eine solche Extraktion geschlossen werden darf. Über die eigentlich ganz identischen Funde in den Kiesenzellen der Heteroderagallen sprachen wir schon früher (51). — Die Wände zwischen den Tapeten- zellen von Mirabilis werden schließlich unter Verquellung gelöst, so daß diese zwischen die Pollenkörner fallen können, wenn sie nicht bereits vorher unter immer größerer Vacuolisation »körnig degeneriert« sind. — Nur weniges vermögen wir über die Bildung der Mega spore zu sagen. In Fig. 35 haben wir ein Bild, das uns den Gegensatz zwischen der Größe der einzigen vorhandenen Archesporzelle und ihren Nachbarn dokumentiert. In Fig. 36 sehen wir gerade ein Stadium nach der Synapsis ; hier scheinen in der Tat Anhaltspunkte dafür vorzuliegen, daß die eingezeichneten dickeren Fäden aus der Fusion zweier parallel gelagerter dünnerer entstanden sind. Endlich ist Fig 37 dadurch von Interesse, daß ganz analog den Verhältnissen beim Pollen die Archesporzelle in ihrem Wachstum nicht mit den vegetativen entsprechend Schritt halten kann, so daß der von dem »Endothel« umschlossene Raum nicht mehr ganz ausgefüllt wird. Weitere Stadien fehlten in meinem Material1). Das übrige, mir durch die Güte von Herrn Professor Correns zur Verfügung gestellte Hybridenmaterial, also der Bastard zwischen M. Jalapa und longiflora2-) , bietet gegenüber 31. Jalapa X tubiflora, so weit ich sah, keine prinzipiell verschiedenen Gesichtspunkte. In wechselnder Menge sind »taube« Körner vorhanden, deren Membranen genau so wie bei dem ausführlich besprochenen Bastard wachsen. In der ersten Generation bleiben dabei noch genügend »volle«, so daß Correns sie als fertil bezeichnet, während in der zweiten sich einzelne Kassen genau so, andere wieder gänzlich steril verhalten. Doch linden sich taube Körner auch selbst bei den Eltern in größerer Menge, können also nicht lediglich auf Konto der Bastardnatur ge- setzt werden. Correxs (9) sagt, daß bei 31. Jalapa auf ein taugliches Pollenkorn annähernd vier untaugliche (auf eine untaugliche Samen- anlage indes drei taugliche) und bei 31. longiflora auf ein taugliches 1 Den Bau des reiten Embryosack.es sowie die Vorgänge bis zur Frucht- und Samenreii'e bei 3l. Jalapa und longiflora schildert A. II eimerl (25). 2 v. Gärtner (21 S.338, berichtet darüber: »Der gelbe Pollen ist vollkommen sphärisch, halb durchscheinend, die Körner von sehr verschiedener Größe, die meisten ganz klein, andre aber, und zwar nur wenige, (etwa zwei bis dreimal; größer, da sie bei den beiden Eltern in einer Anthere von vollkommen gleicher Größe sind.« Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 63 Pollenkorn drei untaugliche (auf eine untaugliche Samenanlage für bestimmte Individuen nur eine taugliche) kommen, und fährt dann (S. 432) fort: »Worauf diese Untauglichkeit eines Teiles der Pollen- körner beruht, habe ich nicht näher untersucht.« Bevor wir aber zu einer der Stammarten übergehen, scheint es mir zweckmäßig zu sein, unsre bisherigen Ergebnisse für den sterilen Bastard M. Jalapa X tubiflora kurz mit Rücksicht auf die Sterilitätsfrage zu rekapitulieren. Von dem »Idealschema« wich da zunächst ab: 1. Das Lockerwerden des Archespors, d. h. die Tatsache, daß die Archesporzellen sowohl beim (J1 wie auch beim O Geschlecht nicht iu dem Maße zu wachsen vermögen wie die vegetativen Zellen ringsherum : Mir. Jalapa. Längsschnitt durch eine Anthere mit lauter tauben Körnern. Yergr. 100. Mir. Jalapa. Junges Pollenkorn, am Rande zahlreiche Vacuolen. Yergr. IsOO. nach den wenigen Bildern zu urteilen — auch nur kurz währende Synapsis; 3. Das Spätaneinanderlegen der Chromosomen, das sich erst in der Diakiuese bemerkbar machte, wenn wir von dem einen Bilde, wonach bei der Embryosack-Mutterzelle ev. schon früher die Ver- einigung erfolgt, hier absehen. Völlig normal erscheinen dann wieder die nächsten Stadien, woraus man schon folgern darf, daß die Punkte 1 — 3 nicht hin- gereicht haben können, die Mitosen und damit die Weiterentwicklung ernstlich zu stören, wenigstens soweit wir aus morphologischen Daten schließen dürfen. 4. Die Tetradenteilung verlief ganz normal, ohne versprengte Chromosomen, überzählige Kerne u. dgl. 64 G. Tischler 5. Auch sahen wir während der allotypen Teilungen durchaus genügendes Plasma in den Zellen. Dagegen führte zur definitiven Taubheit (die wenigen Fälle, in denen der Pollen »voll« war, abgerechnet) 6. die Tatsache, daß schon im unreifen Pollen, bald nach der Loslösung aus dem Tetradenverbande, nicht genügendes Plasma mehr da ist, und endlich, 7. daß wegen ungenügender Ernährung der Pollenkörner baldige Daß die tauben Körner auch bei den Eltern Vorkommen, er- wähnten wir oben. Es scheint dies im übrigen bei den einzelnen In- Fig. 40. Fig. 41. Mir. Jalapa. Junge (5 Arckesporzelle. Mir. Jalapa. Kern in Synapsis. Vergr. 1720, Vergr. 1720. dividuen zu wechseln. In Fig. 38 haben wir ein Bild, in dem sogar alle Körner einer Authere bei M. Jalapa taub geworden sind. Und in Fig. 39 sehen wir weiter ein junges Pollenkorn desselben Elters, das im Gegensatz zu den benachbarten, die zu dieser Zeit dicht mit Plasma erfüllt sind, bereits eine Menge Yaeuolen in der Peripherie aufweist. Somit blieben nur die ersten drei Punkte unsrer Übersicht noch für die Eltern zu untersuchen. Es war mir leider nicht möglich, dies an dem Leipziger Material zu entscheiden, da die Anfangsstadien hier fehlten. Doch habe ich es an Knospen nachgeholt, die im letzten Sommer in Heidelberg gewachsen sind. Die erste Differen- zierung des Archespors ist genau wie bei dem Bastard. Dagegen wichen nun die nächsten Stadien von denen des Hybriden etwas ab. In Fig. 40 haben wir eine junge Archesporzelle mit ruhendem Kern, der 8,4 : 7,8 u im Diaineter maß, und in Fig. 41 einen Nucleus in Zeitstudien an sterilen Bastardpflanzen. 65 Fig. 42 a. typischer Synapsis mit den Maßen 13,2 : 14,4 u. Diese fanden wir bei dem Bastard ja nicht so ausgeprägt. Indessen kann da der Zufall eine Rolle spielen. Nicht möglich ist das indes für den folgenden Punkt, der das Lockerwerden des Archespors betrifft. Hier, bei M. Jalapa , wird durchaus überall der von den Tapetenzellen eingeschlossene Raum vom Sporengewebe ausgefüllt. Die beim Bastard so auffälligen Intercellularen zwischen den Pollenmutterzellen fehlten hier ganz (Fig. 42a und b). Die Harmonie zwischen dem Wachstum der Tapeten- und dem der Sporenzellen ist so- mit in keiner Weise gestört. Ganz das gleiche gilt für das Q Archespor. Auch hier findet Mir. Jalapa. a) Längsschnitt durch eine Anthere in lückenlosem Archespor. Yergr. 250. b) ein Teil davon hei Yergr. 1300. sich der nämliche Unterschied zwischen Elter und Bastard, den wir hei Vergleich von Fig. 37 und Fig. 43 wohl leicht wahrnehmen. (Diese Figur zeigt uns auch, daß im Embryosack genau wie im Pollenkorn sich nicht nach der ersten Teilung eine Querwand ge- bildet hat). Und so dürfen wir wohl sagen, der einzige morphologisch nachweisbare, gesicherte Unterschied zwischen Bastard und Elter ist der, daß bei letzterem das Archespor die normale, im Ent- wicklungsgang der Pflanze »vorgesehene« Größe erreicht, im ersteren dagegen nicht! Zum Schluß sei noch auf Fig. 44 hingewiesen, weil man an diesem vollen Pollenkorn von M. longiflora gut sieht, wie aus den Archiv f. Zellforschung. I. O 66 G. Tischler feinen Poren in der Exine und dem Hohlraume zwischen den Stäb- chen eine ölige Substanz herausgeflossen war, die nun in Tropfen- form außerhalb des Kornes las:. Es ist das wohl der Stoff, vou Fig. 43. Mirab. Jalopa. Embryosack-Mutterzelle in Teilung. Yergr. 1720. dem Strasburger (47, S. 536) spricht: »In Chloralhydrat wird ein gelb sich färben- des 01 gut sichtbar, und der optische Durchschnitt zeigt, daß es die Zwischenräume zwischen der inneren und äußeren Schicht der Exine erfüllt. « Über seine chemische Zusammensetzung wissen wir nichts, außer daß es von Os- miumsäure nicht geschwärzt wird. Fig. 44. Mi ruh. lonjfißora. Volles Pollenkorn. Vergr. 125. 3. Potentilla. Haben wir bei unsren Mirabilis-Bastarden Individuen kennen gelernt, bei denen die »Taubheit« und die dadurch bedingte Sterilität der Pollenkörner schon bei den Eltern bis zu einem gewissen Prozent- satz sich zeigt, und nur bei den Hybriden selbst ganz sterile Kassen existieren, so wollen wir uns jetzt zu einem weiteren Bastard wenden, der ebenso wie die Eltern (oder hier richtiger wie ein Elter) jn nicht unerheblichem Maße taube Pollenkörner hat, daneben aber noch so viel gesunde, daß die Pflanze als »gut fertil« gilt. Hier hätten wir nach Untersuchung der unter normalen Bedingungen ge- wachsenen Pflanzen zu ergründen, ob es möglich wäre, durch Ver- setzen unter abnorme Bedingungen eine völlige Sterilität hervor- Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 67 zurufen. Denn das, worauf uns unsre bisherigen Studien gebracht haben, ist ja eben, daß die Unfruchtbarkeit möglicherweise stets etwas durchaus »Relatives« sein könne und nicht durch prinzipielle Nichtverbindung der Chromosomen oder ähnliches bedingt sei. Ich wählte zu genauerem Studium den Bastard Potentilla Tabernaemontani Aschers. X rubens Zimm. (Ich gebrauche diese Namen anstatt der gebräuchlicheren P. verna L. (z. Th.) und opaca L. (z. Th.) im Anschluß an Ascherson-Gräbners Synopsis (2), da ich glaube, daß nur dann allmählich eine Einigung in dem so unerfreu- lichen »Nomenklaturstreite« erreicht wird, wenn wir unter Verzicht auf eigene Liebhabereien oder »Prioritätsentdeckungen« uns an allge- mein anerkannte Standard-works halten). Schon bei Focke (19) finden wir die Angabe , daß , während P. rubens durchaus gesunden Pollen besitzt, der des andern Elters, P. Tabernaemontani, so »mischkörnig« ist, daß die Frage aufgeworfen werden könnte, ob nicht die Pflanze ein konstant gewordener Bastard sei. Im übrigen dürfte es indes niemandem einfallen, in unsrem allverbreiteten und allergemeinsten Fingerkraut einen Hybriden zu sehen, wenn nicht dies eine, den »Floristen« als Charakteristikum erscheinende Merkmal existierte. Ascherson und Grabner erwähnen denn auch gar nicht die Mög- lichkeit eines Hybridenursprunges der P. Tabernaemontani. Nur, und das wird bei unsrer theoretischen Betrachtung sehr beachtet werden müssen, liegt in P. Tabernaemontani eine Pflanze vor, die wahrscheinlich in eine große Zahl von distinkten Rassen (wir können auch sagen: elementaren Arten) zerfällt. Dies betont neuerdings z. B. ganz besonders K. Johansson (26, S. 8), der speziell über den Formenkreis unsrer »Species« auf der Insel Gothland gearbeitet hat. Nehmen wir nach andern Analogis an, diese »petites especes« hätten sich auf dem Wege der Mutation gebildet, wobei wir noch zu be- denken hätten, daß Potentilla und Alchimilla nahe verwandt sind, so würden wir vor der Tatsache stehen, daß die stark mutie- rende P. Tabernaemontani in ihren Geschlechtsprodukten häufig taub ist, die, soweit wir wissen, konstant bleibende P. rubens dagegen fast nur gesunden Pollen hat. Das Material des Potentillabastards, der »vegetativ oft kräftiger, schöner und großblütiger« als jeder der Eltern ist1) [Th. Wolf (60), S. 80], sowohl wie das von P. rubens , verdanke ich der Liebens- *) Die Bastarde verdrängen dabei häufig die beiden Eltern ganz, »was man sich nur durch ihre vegetative Überlegenheit Uber die Eltern und ihr wenig ge- schwächtes geschlechtliches Reproduktionsvermögen erklären kann«. 5* 68 G Tischler Würdigkeit des besten deutschen Potentillenkenners, Herrn Dr.TH.WoLF in Dresden. Es stammt von grasigen Abhängen bei Dresden-Plauen, war ursprünglich zu andrem Zwecke von mir erbeten und befindet sich seit 1903 im Heidelberger botanischen Garten in Kultur. P. Tabernaemontani stand mir in reicher Menge aus Heidelberg zu Gebote, und zwar, wie mir Herr Dr. Wolf nach Einsendung einiger Exemplare gütigst bestimmte, in einer »forma septennata der varietas typica«. Bevor wir zu der Schilderung der Pollenentwicklung übergehen, sei es mir erlaubt, nur wenige Worte über die Zahl der Chromosomen in den Fig. 45. Potent. 'labern. X rubens. Aster-Stadien bei vegetativen Mitosen, von oben gesehen. Vergr. 1S00. vegetativen Zellen zu sagen. Sie war sehr schwer festzustellen, da die daß sie sich kaum voneinander ab- Chromosomen so dicht lagen grenzten (s. Fig. 45). Nach längerem Suchen bescherte mir aber der Zufall ein Bild, bei dem ich in drei aufeinanderfolgenden »optischen Ebenen« sicher Fig. 46. Potent. Tabern. X rubens. Drei aufeinanderfolgende optische Ebenen einer vegetativen Zelle, deren Kern sich zur Teilung anschickt. 32 Chromosomen. Vergr. IsOO. 32 Chromosomen isolieren konnte. Es handelte sich dabei um ein Stadium, das auf das Spirem folgt, in dem alle Chromosomen freie Enden aufweisen. Die Figur entspricht also der Diakinese, nur daß die Bindung bei 2 und 2 fehlt. Fig. 47 soll uns dann ein paar junge Archesporzelleu vor Augen führen, für deren einige, willkürlich herausgegriffen, ich wieder die Größenmaße angeben will. Z. B. Durchmesser der Zellen 12,9 : 8,6« ; 12,9:8,1//; 16,1:8,6//; die der zugehörigen Kerne: 5,9: 5,9//; 4,8: 6,4//: 7,5 : 7,5 //. Auch hier vermögen wir wie bei Mirabilis Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 69 im Ruhestadium das Chromatin nur in Form von Tröpfchen zu er- kennen, wie sie etwa bei viskosen Flüssigkeiten sich bilden. Vor Beginu der Synapsis bemerkt man stets ein Wachstum der Kerne, so messen einige willkürlich gewählte 9,7 : 11,8 u ; 9,7 : 9,7 u; 12,9 : 7,5 /<; 10,7 : 10,7 <<;■ 9,6 : 8,4 u. Wie Fig. 48 erkennen läßt, Fig. 48. liegt während der Synapsis das gesamte Chromatin, eingebettet in den feinen Lininfäden , zu einem starken Klumpen geballt, neben dem Nucleolus. Wir sehen in der Figur auch noch einen chromatin- freien Doppelfaden, der an der entgegengesetzten Kernwandung sus- Fotent. Tabern. X rubens. Synapsis. Vergr. 1720. Fig. 47. Potent. Tabern. X rubens. Junge Archesporzellen. Vergr. 1SOO. Fig. 49. Potent. Tabern. X rubens. Beginn der Synapsisauf lockerung. Vergr. 1720. Fig. ÖU. Potent. Tabern. X rubens. Faden- knäuel gänzlich aufgelockert. Vergr. 1720. pendiert bleibt. Im übrigen ist es ganz unmöglich, zu dieser Zeit schon irgendwelche Doppelstrukturen aufzufinden, auch nicht wahr- scheinlich, daß sie bereits durchgängig existieren. Denn bei dem Wiederauf lockern des Synapsisknäuels, wie es uns Fig. 49 vorführen soll, und noch deutlicher in Fällen, wie sie Fig. 50 repräsentiert, ist 70 G. Tischler höchstens hier und da von parallel gelagerten Fäden etwas zu sehen; daneben sind jedesmal ganz dünne, mit Chromatineinlagerungen ver- sehene Stränge vorhanden, die unzweifelhaft einfach sind. Das Chromatin kann sich häutig so regelmäßig in die Fäden einfügen, daß wir den Eindruck der bekannten Fig. 51. »Perlschnur« bekommen. In Stadien, die genau Schluß der Diakinese vorangehen , werden die Doppel fäden aber immer häufiger; bei Fig. 51 zeigt sich schon die große Mehr- zahl bivalent, und einige sind selbst zu einer Einheit verschmolzen, die den Ur- sprung aus zwei Fadensystemen nur noch durch ihre Dicke argwöhnen läßt. — Die Diakinese erlaubt uns sehr schön die Zahl der Chromosomen zu bestimmen, die wieder bei Mirabilis 16 betrug. Die Doppelbildungen waren meist B , seltener wie Chromosom 10 und 15 (, nur durch Zusammen- an einem Ende zustande gekommen. Zuweilen beobachtete Potent. Tabern. X rttbcns. Fast überall »Doppelfäden« im Kern. Yergr. 1720. wie Potent. Tabern. X rieben s. Diakinese. In drei aufeinanderfolgenden Ebenen. 16 Doppelcliromosomen. Vergr. 1720. Fig. 52. 1 '9. - '3 ich noch einige »Chromatinkörner«, die nicht in die Chromosomen inbegriffen waren, doch ohne irgendwelche Regelmäßigkeit. Die Maße des Kernes während der Diakinese haben sich gegenüber denen der Syuapsis nicht mehr verändert. — Nun setzt mit dem Auftreten von Spindelfasern die Reduktionsteilung ein, die auch hier wie bei Mira- - bilis fast stets normal verläuft. In Fig. 53 (links) sehen wir eine heterotype Spindel. Außer den scharf abgegrenzten Chromosomen machen sich im Plasma nur kleinere dunklere Teilchen bemerkbar. Doch ist das Auftreten Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 71 solcher » extranuclearer Nucleolen« ja häufig gerade im Verlaufe der Mitosen zu konstatieren. Schon bei dieser im übrigen sehr »gesund« aussehenden Zelle fällt auf, daß nicht genügend Plasma vorhanden ist, selbst wenn das Bild bis zu einem gewissen Grade durch die Fixierungsmittel beeiuflußt ist. Studien an lebendem Material, die ich im Frühjahr 1907 vornahm, zeigten mir stets einen dünnen plasmatischen Wand- beleg und darunter zahlreiche kleinere und größere Vacuolen. Es war also in der Tat ein Einfluß der Fixierung bei Bildern wie Fig. 53 vorhanden und eine gewisse »Unnatürlich- keit« erzeugt, aber das prinzipiell Wich- tige, die Plasmaarmut, war auch durch diese heurige Konstatierung nicht erschüttert. Nun gab es eine Anzahl Zellen, die wie in Fig. 53 (rechts) bereits völlig degeneriert sind und deren Zellinhalt intensiv Fig. 53. Potent. Talern. X rubens. Links Zelle mit heterotyper Spindel; rechts Zellen völlig abgestorben, Inhalt speichert intensiv Farb- stoffe. Vergr. 1S00. Fig. 54. Potent. Talern. X rubens. Ende der ersten Teilung. Vergr. 1800. Fig. 55. Potent. Talern. X >'ub. Teilung einer sehr plasmaleeren Zelle Vergr. 1800. Farbstoffe speichert. Solche früh verkümmernde Zellen beschreibt übrigens unter anderm auch Juel (28, S. 640) für seinen Syringa- Bastard. Immerhin existieren nur sehr wenige Archesporzellen, die 72 G. Tischler gar nicht mehr bis zur zweiten Teilung gelangen. — Fig. 54 zeigt uns ein Endstadium: in dem einen Dyadenkerne sind die Chromosomen zu einer Art Spiremband zusammengetreten, während sie in dem andern das normale »Interkinese«-Aussehen haben. Das Plasma ist wieder stark vacuolig, weniger dicht, als es für gewöhnlich hier zu sein pflegt. Von Interesse ist auch Fig. 55, die sich von der vorigen nur dadurch unterscheidet, daß der Plasmaleib zum Zellvolumen in einem Fig. 56. Potent. Talern. X rubens. Ungleiche Verteilung der Chromosomen auf die Dyadenkerne. Vergr. 1800. besonders großen Mißverhältnisse steht. Die Durchmesser der Zelle waren in diesem Falle 22,6 : 22,6 ii , die des Protoplasten dagegen nur 9,7 : 9,7 u ! Dabei sehen die Dyadenkerne ganz normal aus. Die Teilung scheint nun aber nicht ausnahmslos regulär durch- geführt zu werden. So haben in Fig. 56 die beiden Tochterkerne offenbar sehr ungleiche Chro- matinmengen erhalten. In einem vermochte ich min- destens 20 (in zwei aufein- anderfolgenden optischen Ebenen) zu zählen. Fig. 57 a. Fig. 57 b. Die homöotype Mitose folgt wie gewöhnlich der heterotvpen, sie sei uns durch Fig. 57 a und b dargestellt. In Fig. 575 kann man schön die 16 Chromosomen zählen, Potent. Talern. X rubens. Homöotype Teilungen. Keclits 16 Chromosomen zu zählen. Vergr. 1800. während in ersterer einige zu fehlen scheinen und wohl durch das Messer fortgeführt sind. Fig. 58 weist eine Unregelmäßigkeit inso- fern auf, als ein Dyadenkern noch ganz ungeteilt ist, während der Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 73 zweite schon die nächste Mitose vollendet hat. Einige sich wie Chromatin färbende Brocken fallen im Plasma auf. Fig. 59 repräsentiert dann eine reguläre Pollentetrade (die vierte Zelle lag nicht im Schnitt) und Fig. 60 eine solche, bei der eine Fig. 58. Potent. Tubern. X rubcns. Ein Dyadenkern ungeteilt, während der zweite bereits die homöotype Teilung vollendet hat. Vergr. 1800. Fig. 59. Potent. Tubern. X rubens. Normale Pollentetrade. Vergr. 1S0Ü. Fig. 60. Potent. Tubern. X rubens. Pollentetrade mit einer dege- nerierten Zelle. Vergr. 1800. Fig. 61. Zelle jetzt schon degeneriert ist und lebhaft Farbstoffe speichert. — In den meisten Bildern waren die Zellen einer Tetrade gleich groß, die Kerne hatten ungefähr einen Durchmesser von 4,8 — 6 u. Da- neben existieren auch Pollen - »Spezialzellen«, die sich direkt aus dem Dyadenstadium, ohne die homöotype Teilung aus- zuführen, entwickelt hat- ten. In einem Falle, der zugleich eine ungleich große Ausbildung dieser beiden aufweist, maßen die Durchmesser 6:4,2 a (zugehöriger Kern 4,8: 3 <<) und 7,2 : 9,6 u (zugehöri- ger Kern 5,4:6 u). Junge Pollenkörner, lebend ge- messen, (kurze Zeit nach der Loslösung aus dem Tetradenverbande) wiesen etwa im Durchschnitt die Diameter zwischen 11,5 — 14,3 it auf. Daneben waren auch jetzt schon viele klein geblieben 5,8 — 8 ,6 /(), denen nur einige sehr wenige ganz große von 20 u Potent. Tubern. X rubens. (Nahezu) reife Pollenkörner lebend gezeichnet. Vergr. 2S0. 74 G. Tischler Fiar. 62. Durchmesser gegemiberstanden. Die entsprechenden Maße bei P.rubens waren 10—11,5 », die bei P. Tabernaemontani 17,2 — 20», so daß der Bastard noch gut in der Mitte zwischen den beiden Eltern steht. Die Figg. 61—63 sollen uns Pollenköner vorführen, die lebend gezeichnet wurden. Sie hatten jedenfalls nahezu die »Reife« erreicht, da be- reits einzelne auf dem Ob- jektträger auszukeimen ver- mochten. Genauere Einsicht iu ihren Bau konnten natür- lich nur Mikrotomschnitte geben. Und in Fig. 64 haben wir dann ein Bild des völlig befruchtungstüchtigen Pol- lenkornes. Die Zelle maß jetzt 28,8 — 26,4 n Diaineter. Der große vegetative Kern sowie die von einer Plasma- membran umgebene ge- nerative Zelle liegen ne- beneinander. Das Plasma ist gleichmäßig dicht mit einer Menge Nährma- terial angefüllt und spei- chert Hämatoxylin sehr intensiv. Daneben finden sich nun aber auch ge- schrumpfte Körner iu allen Stadien der De- generation vor. Einmal können sie noch selbst plasmahaltig sein und bleiben nur in ihrer Größe zurück. Die Form kann dabei eigenartig dreifach gebuchtet sein, eine Erscheinung, die Potent. Talern. (Nahezu) reife Pollenhürner lebend gezeichnet. „ vergr. 2so. im normalen Verlaufe Potent, rubens. (Nahezu) reife Pollenkörner lebend ge- zeichnet. Vergr. 280. Fis:. 63. Zellstudien au sterilen Bastardpflauzeu. 75 Fie. 64. der Ontogenese immer znm Schluß wieder ausgeglichen ist. Dann seheu wir in unsern Präparaten alle möglichen Bilder, in denen die Protoplasten geschrumpft , die Kerne ganz klein geblieben sind. Weiterhin fallen die vielen größe- ren oder kleineren mit Osmium- säure tiefschwarz gefärbten (01)- Kugeln auf, was auf eine Ent- artung des Stoffwechsels (»ölige Degeneration«) zu schließen er- laubt. Endlich sind viele Pollen- körner so gut wie ganz oder auch völlig leer von allem Plasma. Nur ist wieder die Membran überall gut ausgebildet, zuweilen selbst dicker als bei den ganz normalen! Es fragte sich nun, ob auch bei den gänzlich reifen Pollenkörnern die anfangs beobachtete Mittelstellung des Bastards zwischen P.rubens und Tabernaemontani bestehen bleibt. Einige willkürlich gewählte Potent. Tubern. X rubens. »Volles« erwachsenes Pollenkorn. Vergr. 1720. Fig. 65. Potent. Tabern. X rubens. In verschiedenem Grade degenerierte Pollenkürner. Vergr. 1720. »große« Körner des Hybriden maßen: 27,6 : 26,4 u ; 32,4 : 26,4 ,u; 33,6 : 27,6 28,8 : 24 «; 32,4 : 27,6 ,u; 33,6 ; 26,4 /i; 28,8 : 25,2 25,2 : 25,2 u. Die Pollenkörner von P. rubens sind auch jetzt noch 76 G. Tischler etwas kleiner, wenigstens erreichten sie nicht die größten von P. Tabernaemontani X rubens : 27,6 : 24 u\ 26,4 : 22,8 /<; 26,4 : 24 u ; 24:24 ft; während die größten von P. Tabernaemontani annähernd Fig. 66. Fig. 67. Potent. Talern. Synapsis. Vergr. 1720. Potent. Talern. Auflockerung der Synapsis. Vergr. 1720. denen des Bastards sich gleich verhalten : 30 : 30 u ; 31,2 : 30 n ; 34,8 : 32,4 u; 32,4 : 30 u usw. Ebenfalls befinden sich bei letzterem Elter eine sehr große Menge taube Körner, wie wir bereits eingangs Fig. 68. Potent. Talern. Diakinese. 16 Chromosomenpaare. Vergr. 1720. erwähnten. Nach einigen Stich- proben zu urteilen, fielen beim Bastard auf 22 volle 85 taube, 26 volle 120 taube, bei P. Ta- bernaemontani auf 34 volle 90 taube, aber auch z.B. auf etwa 100 volle nur etwa 100 taube. Dagegen konstatiert man bei P. rubens auf etwa 100 volle nie mehr als 8—16 taube. Bei P. Tabernaemontani habe ich genau wie bei dem Bastarde eine lückenlose Serie von cytologischen Bildern er- halten. die die Entwicklung vom Archespor an vorführen. Sie erwies sich als dem Hybriden völlig identisch. Trotzdem sei es mir erlaubt, noch einige der charakteristischen Stadien abzubilden. Fig. 66 zeigt uns die Synapsis: die chromatinhaltigen Fäden liegen »typisch« neben dem Xucleolus dicht zusammengerollt. Von Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 77 etwaigen Doppelstrukturen läßt sich noch nichts erkennen. Die Auf- lockerung geht dann meist ganz gleichmäßig vor sich. In Fig. 67 haben wir allerdings ein Bild zur Darstellung gebracht, bei dem man evtl, zwei etwas voneinander getrennte Gruppen von Fäden sehen könnte, doch lehrten mich die Nachbarzellen, daß dies keineswegs prinzipielle Bedeutung hat, und ich bringe die Figur nur deshalb, Fig. 69. Fig. 70. Potent. Talern. Heterotype Spindel und Interkinese. Vergr. 1720. Potent. Talern. Rechts normale Dyadenkerne, links ein überzähliger Nucleus und ein »versprengtes Chromosom«. Vergr 1720. damit man bei Bastarden nicht etwa bei gleichem Bilde auf ein ge- trenntes »q? und O Chromatin« schließen dürfte. Die dicken Fasern in Fig. 67 scheinen schon bivalent zu sein oder wenigstens auf dem Wege dazu. In Fig. 68 haben wir wieder die Diakinese mit 16 Chromosomenpaaren, in Fig. 69 zwei nebeneinanderliegende Zellen in heterotyper Metaphase und Interkinese (die Chromosomen sehen hier ungewöhnlich groß aus). Die Teilung geht aber nicht 71' immer so regelmäßig vor sich, denn es können unter Umstän- den nicht alle Chromosomen in die Dyadenkerne einbezogen werden. So bilden sich »über- zählige« Kerne, oder es finden sich »versprengte« Chromo- somen (Fig. 70) ein. Schließlich, in Fig. 71, hat von den beiden abgebildeten Zellen die eine die typische Tetradenteilung vollendet, und nur eine Wandbildung fehlt noch, während bei der zweiten Zelle der eine Dvadenkern sich allein weiter entwickelt hat (einer der beiden Nuclei liegt nicht in der gezeichneten Ebene). Ich glaube, daß der zweite, eigenartig-langgezogene, aus der heterotypen Mitose Potent. Talern. Tetradenteilung vollendet. Vergr. 1720. 78 G. Tischler hervorgegangene Kern überhaupt eine Teilung unterläßt, da das Chromatin bereits völlig im Ruhezustand ist, die typischen Inter- kinese- Chromosomen ganz alveolisiert sind. — Die jungen Pollen- körner sehen mit geringeu Ausnahmen wie beim Bastard äußerlich noch alle normal aus. Bei den alten dagegen ist nur ein Teil, wie wir schon oben erwähnten, mit Plasma angefüllt, das Hämatoxylin dann sehr intensiv speichert (Fig. 72). In der nächsten Abbildung, die uns eine Teilung in einen vegetativen und einen generativen Kern vorführt (eine distinkte generative Zelle konnte ich an diesem Bei- spiel gerade nicht entdecken), sehen wir schon zwei große Yacuolen. Und in Fig. 74 liegen dann wieder total untaugliche Pollenkömer Fig. 72. Potent. Talern. Volles FoUenkorn. Vergr. 1720. Fig. 73. Potent. Talern. Volles Pollenkorn mit Vacuolen. Vergr. 1720. vor. In einem fallen die großen, mit Osmiumsäure schwarz gefärbten Olkugeln auf, während Kern und Plasma geschrumpft sind; in den beiden andern ist die Degeneration noch weiter gegangen, die Wand ist überall ganz normal verdickt, zeigte aber nirgends ein solch kolossales nachträgliches Wachstum wie bei Mirabilis. Damit dürfte bewiesen sein, daß irgend ein prinzipieller Unter- schied sich zwischen der Taubheit des Hybriden und der von P. Tabernaemontani nicht vorfindet. — Mir fiel jetzt die weitere Aufgabe zu, zu untersuchen, ob es möglich sein würde, den Bastard total steril zu machen und auch bei dem Elter, der fast nur gute Pollenkörner besitzt, bei P. rubens, eine wenigstens teilweise Taubheit der Pollenkörner durch Veränderung der Kulturbedinguugen hervorzurufen. Da nun die Potentillen an sehr sonnigen, trockenen Stellen Vorkommen, lag es nahe, sie zu dem ge- nannten Zwecke unter besonders feuchten Lebensverhältnissen wachsen Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 79 zu lassen. Ich tat dies im Frühjahr 1906, zu einer Zeit, als die Archesporzellen bereits vorhanden waren, kurz vor dem Beginn der Teilungen, indem ich einzelne Töpfe mit den Pflanzen in ein Warm- haus von 19—22° C täglicher Durchschnittstemperatur verbrachte, die nur in der Nacht auf 16° C sinken konnte. An einer Stelle war die Luft die ganze Zeit über nahezu wasserdampfgesättigt (in einem kleinen Glasverschlag unsres Warmhauses), an einer andern erreichte während gewisser Stunden des Tages die Luftfeuchtigkeit durch Zu- tritt der direkten Sonnenstrahlen nur eine mäßige Höhe. An beiden Plätzen gingen die Tetradenteilungen indes ganz normal vor sich, und es konnte sich infolgedessen nur darum handeln, eventuell aut die Befruchtung oder die Entwicklung des jungen Embryo so einzu- wirken, daß schließlich tatsächliche »Sterilität« resultierte. Fig. 74. Potent. 'labern. Taube Pollenkörner. Vergr. 1720. Trotzdem es bekannt ist, daß bei mangelnder Insektenbestäubung die Einzelblüte von Potentilla sich durch Autogamie befruchten kann (s. z. B. Schulz 45), nahm ich noch an einer großen Reihe von Blüten künstliche Bestäubung vor, um den möglichen Einwand aus- zuschließen, daß die Unfruchtbarkeit durch Bestäubungsmangel hätte erzielt sein können. Die Pflanzen waren während Mitte und Ende des März ins Warmhaus gebracht, am 20. April zeigte sich bereits bei den in starker Feuchtigkeit gewachsenen ein auffallender Unterschied gegen- über den im Freien stehenden. Wie sich erwarten ließ, war jedes Individuum in seinen vegetativen Organen viel üppiger geworden, die Behaarung zurückgetreten und das Blatt größer und dünner als bei der Norm. Dabei hatte P. Tabernaemontani trotz des unnormalen Standortes im ganzen gut angesetzt, der Bastard leidlich gut, und nur der zweite Elter, P.rubens , erschien »steril«. Rein äußerlich betrachtet, zeigte sich hier kaum ein einziges Teilfrüchtchen angeschwollen. — An dem Platze mit der zeitweise weniger wasserdampfgesättigten 80 G. Tischler Atmosphäre war die Alterierung der Pflanzen eine viel geringere. P. Tabernaemontani hatte hier genau so gut wie im Freien angesetzt, auch P. Talern. X rubens ziemlich gut; P. rubens war wieder am meisten angegriffen, doch fand sich immerhin eine kleine Reihe von anscheinend guten — wenn auch noch unreifen — Früchten vor. Ein eigenartiger Zufall will es also, daß P. rubens , dessen Pollen der beste von den dreien ist, am wenigsten widerstandsfähig gegen Verbringung unter feuchte Kulturbedingungen ist. Mikroskopische Untersuchung zeigte mir, daß fast ausnahmslos, also auch bei dem steril aussehenden P. rubens und dem Bastard, die Befruchtung gelungen war. Nur war hier der Embryo sehr klein geblieben und begann in einigen Fällen bereits abzusterben. Diese Nichtweiterentwicklung kann zwei Gründe haben. Einmal wird offen- bar eine große Menge von Wasser und Nährstoffen, die sonst dem Embryo zugute kommen, für die viel üppigere Ausbildung der vege- tativen Teile der Pflanze verbraucht, dann aber tritt jedenfalls hinzu, daß in einer Reihe von Fällen die blütentragenden Stiele an der Basis zu faulen begannen (sie waren dem viel mehr ausgesetzt als die Blatt- stiele) und demnacli bei der dadurch verursachten teilweisen Zer- störung der Wasser zuleitenden Gefäße ein einfaches Vertrocknen bei Fruchtstiel, junger Frucht und Keimling eiusetzen mußte. Eine zweite Reihe von Versuchen begann ich währeud des Winters 1906 07. Ich verbrachte zunächst Mitte November von allen dreien Stöcke in völlige Dunkelheit (in eine geschlossene Kiste1)) und gleich- zeitig, da die Stöcke im Warmhause standen, unter viel wärmere und feuchtere Bedingungen als gewöhnlich. Es zeigte sich, daß, über- einstimmend mit sonstigen Erfahrungen, neue Blütenknospen während der Verdunkelung nicht angelegt wurden, daß dagegen die alten aus- trieben. Zur Zeit der Versuchsansetzung waren sie dabei erst von ganz minimaler Größe, Archesporzellen sicher noch nicht differenziert, und trotzdem hatten sich schon im Dezember eine sehr große Menge von kleistogameu Blüten ausgebildet. Wie ich nun bereits bei Unter- suchung der Pollenkörner im Beben sah, war es gelungen, jetzt auch einen großen Teil des Pollens von P. rubens taub zu machen; der Bastard hatte noch mehr gelitten, und war, wie mir auch ein Versuch, den ich Mitte Januar ansetzte, bewies, in nahezu allen Pollenkörnern total steril geworden. Es gelang mir jedenfalls bei manchen Blüten 1 Da diese zeitweise gelüftet wurde, konnten während einiger Minuten jedes Mal Lichtstrahlen zu der Pflanze dringen. Doch genügten diese in keiner Weise, um das Etiolement irgendwie zu beeinflussen. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 81 nicht mehr, auch nur ein einziges Pollenkorn künstlich zum Aus- treiben zu bringen. Die cytologische Untersuchung lehrte mich für P. rubens wie für den Bastard folgendes kennen: die Archesporzellen, die Synapsis und die unmittelbar darauf folgenden Stadien erschienen noch ganz normal. In einigen Zellen waren z. B. die »Doppel- fäden« ganz ausgezeichnet zu erblicken, wie Fig. 75 für P. rubens erkennen läßt. Die Kerne des Archespors maßen beim Bastard, willkürlich herausgegriffen, 7,2 : 7,2 gesund« aus. Die Exine hat übrigens bereits ihre charakte- ristische Verdickungsleiste nach außen aufgesetzt, die ich am besten zu charakterisieren glaube, wenn ich angebe, daß sie der allen Fach- genossen von ihrem ersten botanischen Semester her sattsam be- kannten Lycopodiumsporen-Verzierung gleicht (ich habe in den folgen- Fig. 105. Fig. 106. Syringa chinensis. Junges Pollenkorn. Vergr. 1720. Syringa chinensis. Junges Pollenkorn mit zwei Kernen. Vergr. 1720. Fig. 107 a. Fig. 1076. Syringa chinensis. Alte Tapetenzellen mit Chromidialsuhstanz im Plasma und sehr chromatinarmen Kernen. Vergr. 1800. den Figuren diese Struktur oft nur teilweise noch eingezeichnet). In Fig. 105 ist der Kern ungewöhnlich groß und gestreckt, in Fig. 106 haben wir zwei nebeneinanderliegende Nuclei, also einen überzähligen Kern (s. Juel, Fig 26). Daß außerdem »Tetraden« mit zwei, statt mit vier Kernen Vorkommen, haben wir bereits an den andern vorhin behandelten Bastarden gesehen. Man kann diese Erscheinung auch hier auffinden. Bevor wir jedoch zu den definitiv fertiggestellten Pollenkörnern und ihrer Taubheit übergehen, müssen wir mit ein paar Worten noch auf die Tapetenzellen zu sprechen kommen, weil Syringa wieder eine Pflanze ist, die mir »Chromidialsuhstanz« gut zeigte (Fig. 107). Diese Archiv f. Zellforschung. I. ( 98 G. Tischler ist nun schon für eine Reihe von Species bekannt geworden (s. Tischler (51), Beer (4), Gates (22), und es kann wohl nicht mehr be- zweifelt werden, daß sie aus den Kernen stammt. Wenn genannte, sich lebhaft färbende Stoffe bei andern Pflanzen nicht im Plasma zu sehen sind, so wird dies darin seinen Grund haben, daß die Abgabe der Kernbestandteile in einer Form erfolgt (wobei derartige chemische Umsetzungen vorher stattfinden), daß die Tinktionsfähigkeit total ver- ändert wird. Ich habe meine Gedanken darüber auch kürzlich an- läßlich eines Referates im Botan. Centralblatt (53, S. 21) ausgeführt. Nun, jedenfalls bei Syringa konstatiert man leicht die charakte- ristischen Stränge, Fäden, Körnchen, die sich wie Chromatin färben, Fig. 108 a. Fig. 1086. Pollen von Syringa chintnsis. a. nach lebendem, 6. nach fixiertem Material. Vergr. 450. öfters ihren Zusammenhang mit den Kernen auch rein örtlich erkennen lassen, und die besonders scharf sich markierten, wenn ich die Schnitte nach der Hämatoxylintinktion mit Orange G färbte. In welcher Form die von den sichtlich immer ebromatinärmer werdenden Nuclei stammenden Stoffe den jungen Pollenkörnern zugute kommen, ver- mag ich nicht anzugeben. Wir wissen es hier genau so wenig wie in den übrigen Fällen, in denen wir von einer »Ernährungsfunktion« der Tapetenzellen reden. Andrerseits sprechen die cytologischen Bilder, wie wir früher (51) ausführten, stark für eine solche Mög- lichkeit und nicht weniger unsre neuern Funde bei Mirabilis , wo schlechterdings nicht einzusehen ist, woher die Nährstoffe zu den Exinen kommen, wenn nicht vom Tapetuni. In Fig. 108 — 110 haben wir, nach lebendem Material gezeichnet, Bilder vom Pollen der Syringa chinensis, persica und vulgaris. Für Zellstudieu an sterilen Bastardpflanzen. 99 den Bastard wurde daneben noch eine Zeichnung »fixierter« Pollen- körner gegeben. Hugo Fischer (15) charakterisiert in seiner Dissertation den Sy- ringapollen: »Mit feinerer oder deutlicher Netzzeichnung, mit drei parallelen Falten, in glei- chen Abständen um das Korn verteilt; aber auch zwei paral- lele Ringe aus je zwei Falten verschmolzen findet man oft bei S. vulgaris , persica, Josi- kaea.* Weitaus die meisten Kör- ner bei S. chinensis und S. per- sica sind absolut taub oder mit wenig degeneriertem Plasma ausgefüllt. Trötzalledem hat die Exine nicht nur wieder die normale Dicke, sondern auch die typische Verzierung er- halten. Wir haben hier somit ganz das gleiche wie bei Mi- rabilis und — wenn auch we- niger auffällig — bei Potentilla. Die Schrumpfung geht dabei genau so allmählich wie dort vor sich. In Fig. 111 haben wir eines der wenigen vollen Pollenkörner des Bastards. Man beachte den Größenunterschied gegenüber Fig. 104, die bei der nämlichen Vergrößerung gezeichnet ist. Fig. 112 bietet uns eine Abnormität, indem zwei Zellen von einer gemein- samen Exine umschlossen sind, Fig. 113 und 114 endlich stellen taube Körner dar, deren ersteres noch in der Mitte etwas total ge- schrumpftes Plasma enthält, (die regelmäßigen drei Falten sind nir- gends besonders markiert.); letzteres war ganz leer, es maß übrigens im Durchmesser 30 : 27,6 p. — Diesen Körnern sei in Fig. 115 Syringa persica. Pollen (nach lebendem Material). Vergr. 450. Fig. 110. Syringa vulgaris . Pollen (nach lebendem Material). Yergr. 450. 100 G. Tischler ein normales volles Pollenkorn von S. vulgaris gegenübergestellt, bei dem man die drei Austrittsstellen für den Plasmascklauch und die eigenartigen hier vorhandenen »Pfropfe« klar sehen kann. Fig. Hl. Syringa chinensis. Volles reifes Pollenkorn. Vergr. 1720. Syrin ga chinensis. Abnormes volles Pollenkorn. Vergr. 1720. Zum Schluß bleibt mir noch übrig, ganz kurz auf die Entstehung der Taubheit bei S. persica einzugehen, die, wie wir eben an den fertigen Pollenkörnern sahen, sich in nichts von der des Bastardes Fig. 113. Syringa chinensis. Taubes Pollenkorn. Plasma in der Höhlung, geschrumpft. Vergr. 1720. Fig. 114. Syringa chinensis. Völlig taubes Pollenkorn. Vergr. 1720. unterscheidet. Genau wie wir P. Tabernaemcmtani mit dem Hybriden P. Tabernaemontani X rubens verglichen, so könnten wir dies mit dem Syringabastard-Elternpaar tun. Es genügt aber wohl für die Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. 101 prinzipiellen Schlüsse der Nachweis in einem Falle, den wir oben, wie uns scheint, ausführlich genug geführt haben. Zudem habe ich nicht eine ganz lückenlose Serie aller Stadien bei S. persica erhalten Fig. 115. Syringa vulgaris. Volles Pollenkorn, noch nicht ganz ansgewachsen. Yergr. 1720. Fig. 116. Syringa persica. ArchesporzelleD. Yergr. 1720. können. So seien dann an der Hand einiger Bilder die Anfangs- und Endstadien herausgegriffen. In Fig. 116 sehen wir zwei Archesporzellen: ihre Kerne maßen Fig. 117. Zwei Archesporzellen kurz nach ihrer Abrundung von sehr ungleicher Größe. Vergr. 1720. 12 : 13,8 u und 12 : 13,2 « im Durchmesser, sind also größer als bei dem Bastard. Ich mache besonders auf unser Bild aus dem Grunde aufmerksam, weil man ganz vorzüglich, so gut wie ich es noch an 102 G. Tischler keinem andern Objekte beobachtet habe, sich von der Tropfenform des in die Lininfäden eingebetteten Chromatins überzeugen kann. Zwischen größeren und kleinsten Tröpfchen sind dabei alle nur denkbaren Übergänge. Für die Auffassung, daß in den größten »Prochromosomen« zu sehen sind, ergaben sich mir — eben wegen der keineswegs scharfen Scheidung von den kleineren — keine An- haltspunkte. Kurze Zeit später, sowie die Archesporzellen sich ein wenig abzurunden begannen, fand ich die Struktur nicht mehr so ausgeprägt. Dagegen wiesen mir nun meine Präparate große Unterschiede in der Größe der Kerne und der dazugehörigen Plasmaleiber auf, die aber höchstwahrscheinlich individuell sind, d. h. nicht in allen Fällen Vor- kommen. Fig. 117 beweist diese Differenz für zwei Nachbarzellen : der Kern der einen ist fast noch einmal so groß als der der andern (12 : 13,2 u gegenüber 6 : 7,2 < A. und K. E. Schreiner iur Cytoplasma gebildet worden sind (vgl. oben), zu tun babeu. In cinzeluen solchen Fällen ist es uns aufgefallen, daß das im Cyto- plasma gelegene Sphärenbläschen kleiner war, als man es nach der sonstigen Entwicklung der Spermatide hätte erwarten sollen (Fig. J). Einmal sahen wir außer den im Cytoplasma gelegenen Bläschen auch ein kleines lunulaartiges Gebilde im Anschluß an das Cytocentrum, während die Centriolen der Spermatiden zu dieser Zeit sonst nur von einer spärlichen Menge unregelmäßig gelagerter, undifferenzierter Sphärensubstanz umgeben werden. Ein solches Bild wird man sich durch die Annahme erklären können, daß die Lunulasubstanz dieser Zelle nach der Teilung zum Teil frei im Cytoplasma, zum Teil aber in der Sphäre gelegen war. Das primäre Spitzenbläschen stellt ein unansehnliches, in den meisten Fällen schwer erkennbares Gebilde dar, dessen Vor- handensein wir erst in der letzten Generation der männlichen Ge- schlechtszellen. den Spermatiden, haben festellen können ; seine Ent- wicklung fängt aber hier sehr früh, noch früher als die des Sphären- bläschens an. Wie oben geschildert, entfernen sich die Centriolen in der Telo- phase der II. Reifungsteilung gewöhnlich recht weit von der Tochter- platte, um nach kurzer Zeit aber wieder ihre frühere Lage zum Kerne eiuzunehmeu. Die Zugfasern sind jetzt aufgelöst und die Centriolen von .einer feinkörnigen Sphäre, die zwischen ihnen und dem Kerne ihre größte Ausbreitung hat 05 a, Fig. 149), umgeben. In dieser Partie der Sphäre bilden sich bald ein oder ein Paar recht undeutliche kleine Kügelchen oder winzige Bläschen, die sich dem jungen Kerne dicht aulegen und, wenn die Centriolen mit der übrigen Sphäre ihre Wanderung antreten, an dieser Stelle Zurückbleiben (Fig. 5, 6 uud H). Diese kleine Sphärendifferenziation stellt die erste Anlage des Spitzenstücks des Spermiums dar. Während des Wachstums der jungen Spermatide gehen inner- halb der Spitzenanlage gewisse Veränderungen vor sich, die sich aber schwer im einzelnen verfolgen lassen. Als Resultat dieser Um- bildung ergibt sich ein kleines helles oder etwas dichteres Gebilde, das dem Kerne dicht angeschmiegt uud von einer gewöhnlich ein- seitig stärker hervortretendeu, verdichteten Zone umgeben ist; wir haben dieses Gebilde »das primäre Spitzenbläschen« genannt (vgl. j).S. Fig. 7 — 15, A, C, J). Wie schon erwähnt, ist das Bläschen nur wenig hervortretend, uud es läßt sich nur an sehr gut gelungenen Präparaten nachweisen. Zur Speriuienbildung der Myxiuoiden. 167 Am besten haben wir sein Schicksal an Präparaten verfolgen können, die nach Fixierung mittels Hermanns Flüssigkeit mit Eisenhämatoxylin und Fuchsin gefärbt waren. Das primäre Spitzenbläschen zeigt an solchen Präparaten einen leicht rötlichen Ton. Während der ganzen späteren Entwicklung der Spermatide be- hält das primäre Spitzenbläschen seine Lage zum Kerne unverändert, die Spermatide stellt somit schon von Anfan g an ein polares Gebilde dar, dessen Vorderende durch die Lage des primären Spitzenbläschens gegeben wird und dessen Achse durch das Centrum des Kernes und das Bläschen verläuft. 2. Umlagerungsperiode. Nachdem die Spermatiden ihren ausgewachsenen Zustand erreicht haben, bleiben sie lange scheinbar unverändert. Während man in Testisfollikeln J), deren Zellen in Teilung begriffen sind oder sich in der Interkinese befinden, oft eine ganze Reihe verschiedener Ent- wicklungsstadien innerhalb ein und desselben Follikels vorfinden kann, so gilt für die erwähnte Periode, die man gewissermaßen die 'Ruhe- periode« der Spermatiden neunen könnte, dasselbe wie für die Ruhe- periode der Spermatogonien und besonders für die Konjugations- periode der Spermatocyten, daß häufig Follikel anzutreffen sind, deren Zellen alle dasselbe Aussehen tragen und deren relatives Alter sich deswegen schwerlich bestimmen läßt. Auf diese Periode scheinbarer Ruhe, in der wir aber annehmen müssen, daß die verschiedenen Teile der Spermatide in besonders lebhafter innerer Tätigkeit begriffen sind, folgt nun eine Reihe Hand in Hand einsetzender und sich in rascher Folge abspielender äußerer Veränderungen, durch die die spezifischen Teile der Zelle auf be- stimmte Weise zur Bildung einer jungen »Spermiumanlage« mit- einander verbunden und von den für die weitere Entwicklung dieser Anlage, die Spermienreifung, überflüssigen Teilen getrennt werden. Diese kurze »Umlagerungsperiode« ist entschieden die interessanteste in der ganzen Entwicklungsgeschichte der Spermatiden von Myxine , und wir haben uns besonders bemüht, die sich in ihr vollziehenden Veränderungen der Zellen genau zu verfolgen; leider sind aber Bilder aus dieser Periode eben relativ selten anzutreffen und immer sehr ') Die einzelnen Hodenfollikel enthalten bei Myxine in der Regel, wie früher beschrieben, nur einander nahestehende Entwicklungsstadien der Ge- schlechtszellen vgl. Oöa, Fig. 1, . 16!" A. und K. E. Schreiner schwer zu deuten, und es ist uns deshalb nicht in allen Punkten ge- lungen. zur erwünschten Klarheit zu gelangen. Die erste Veränderung, die an der ausgewachsenen Spermatide erkennbar wird, besteht gewöhnlich darin, daß die Centriolen gegen den Kern vorrückeu und sich an die Oberfläche desselben anlege n. Die Centriolen zeigen beim Antreten ihrer Wanderung in der Regel eine solche Stellung, daß das distale Centriol nach vorne ver- längert den Kern etwa tangieren würde, während das proximale Centriol mit dem distalen einen nach hinten offenen, mehr oder weniger spitzen Winkel bildet Fig. 12 — 13), oder, seltener, ungefähr in der proximalen Verlängerung desselben liegt. Das Heranrücken der Centriolen an den Kern geht nun auf die Weise vor sich, daß das distale C'entriol, das, wie es scheint, meistens die Bewegung leitet, mit dem Achsenfaden in der Richtung seiner Achse nach vorne wandert, oder wenn es mehr nach der Peripherie der Zelle hin ge- legen war, in schräger Linie gegen den Kern vorrückt, bis es ihn erreicht hat. Es scheint sich jetzt gleich in seiner ganzen Länge an der Kernoberfläche zu befestigen, während das proximale Centriol scheinbar oft recht lange an der Kernoberfläche nur lose befestigt ist. In seltenen Fällen kann es Vorkommen, daß das Vorrücken des proximalen Centriols an den Kern erheblich verspätet oder völlig ge- hemmt?) sein kann (Fig. L). Die Stelle des Kernes, wo die Vorderenden der Centriolen be- festigt werden, liegt in der Regel dem primären Spitzenbläschen nicht genau gegenüber, ebensowenig wie sie dem späteren Hintereude des Spermienkopfes entspricht, sondern ist etwas vor diesem Punkte gelegen. Nach der Befestigung der Centriolen am Kerne ist dieser als ein bilaterales Gebilde aufzufassen, dessen Sagittalebene durch die Cen- triolen verläuft und den Kern in zwei nicht völlig symmetrische Hälften teilt. Eine zur Sagittalebene senkrechte Achsenebene zerlegt den Kern in zwei Teile, von denen wir denjenigen, der die Centriolen trägt, den dorsalen, den gegenüberliegenden Teil den ventralen nennen werden. Der Achsenfaden verläuft in ventraler und in der Regel zugleich in etwas seitlicher Richtung, der früheren Bahn der Cen- triolen entsprechend, durch das Cytoplasma zur Zelle hinaus (Fig. 14 bis 22 . Indem sich die Centriolen an den Kern anlegen, bildet sich an diesem in der Verlängerung des Achsenfadens eine mehr oder weniger Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 169 ausgeprägte, längliche Vertiefung, die am Kücken des Kernes, von der Befestigungsstelle der Centriolen in schiefer Richtung nach vorne zieht (Fig. K, L, M, 0, 16) und auch auf den hinteren Polteil des Kernes etwas übergreift. Bei ihrer Wanderung werden die Centriolen von der Sphäre und dem Mitochondrienkörper begleitet. Die Sphäre tritt dabei häufig als ein dunkles Kegelchen hervor, das mit breiter Basis dem Kerne an- sitzt und seine Spitze gegen die Centriolen richtet, und in dem sich feine, von deD Centriolen nach dem Kerne hinziehende Züge wahr- nehmen lassen *). Nach ihrer Befestigung am Kerne zeigen sich die Centriolen von einer recht spärlichen, dem Kerne dicht angeschmiegten, manchmal schön radiär gebauten Sphäre umgeben. Nicht selten lassen sich auch während dieser Zeit in der Umgebung der Centriolen und des proximalen Teiles des Achsenfadens verschiedene, schwer analysierbare Differentiationen, wie kleine, undeutlich begrenzte Bläschen und Kügelchen beobachten, über deren Ursprung und Be- deutung wir aber nichts mitteilen können. Zu gleicher Zeit, da sich die Centriolen dem Kerne anlegen und dieser die eben geschilderte Gestaltveränderung erleidet , treten auch in der Zusammensetzung des Kernes gewisse Veränderungen ein, indem teils Stoffe aus demselben ins Cytoplasma hinaus, teils von diesem in den Kern hineintreten. Was das Hinaustreten von Stoffen aus dem Kerne betrifft, so können wir mit Sicherheit darauf bauen, daß ein solches stattfindet, da nämlich der Kern allmählich an Größe abnimmt und dabei immer stärker und gleichmäßiger tingierbar wird. Es findet also ein Aus- treten von Flüssigkeit aus dem Kerne statt. Während dieser beginnenden Kondensation des Kernes wird sein chromatischer Inhalt feiner und gleichmäßiger als früher in seinem Inneren verteilt, doch treten immer zwischen den feinen Körnchen einige größere, stärker tingierbare Körperchen hervor. Eine Anhäufung solcher Körperchen oder eine Art von Chromatinknoten läßt sich zu dieser Zeit fast immer in der zentralen Partie des Kernes nachweisen (Fig. 11, 14 — 15); von diesem Knoten strahlen nach allen Richtungen Chromatinzüge aus; einige dieser, die gegen das primäre Spitzenbläschen hinziehen, treten oft besonders deutlich hervor. *) Ab und an haben wir Bilder angetroffen. die darauf hindeuten, daß sich der Kern den heranriickenden Centriolen entgegen zäpfchenartig hervorbuchten kann, ähnlich wie Meves (98) bei der Ratte, B roman (01, 07) beim Frosche be- obachtet hat. 170 A. uml K. E. Schreiner Gleichzeitig mit oder vielleicht etwas vor der beginnenden Größen- abnahme des Kernes erfährt er, wie erwähnt, anch einen Stoffzuwachs, indem nämlich der ursprünglich aus dem Kerne stammende chroina- toide Körper, der seit der Koujugationsperiode im Cytoplasma ver- weilt hat, jetzt wieder in den Kern hin ein wandert. Das Eintreten des chromatoideu Körpers in den Kern vollzieht sich in der Kegel erst nach der Befestigung der Centriolen an dem- selben, wird aber, wenn diese noch im Cytoplasma gelegen sind, vorbereitet. Die eben ausgewachsene Spermatide besitzt gewöhnlich (vgl. oben) einen einzelnen, wohlbegreuzten chromatoideu Körper, seltener eine Gruppe von zwei bis mehreren miteinander vereinigten kleineren Körperchen. In älteren Spermatiden aber ist der Körper in der Kegel von unregelmäßiger Gestalt, oft zeigt er Hantelform oder be- steht aus zwei bis drei oder mehreren Kügelchen, von denen ge- wöhnlich eins erheblich größer als die übrigen und mit diesen durch feine Brücken verbunden ist (Fig. A, 98). Wo dies letztere Verhalten ausgeprägt ist, hat es den Anschein, als ob der chromatoide Körper mit zahlreichen Pseudopodien versehen wäre. Diese Ausläufer sind meistens alle derselben Richtung zugekehrt, und zwar gewöhnlich entweder gegen die Zellperipherie oder gegen den Kern (Fig. J, L. M, 11, 14). Die erwähnten Gestaltveränderungen des chromatoiden Körpers können in gewissen Fällen zu wirklicher Teilung des Körpers führen, dementsprechend linden wir in älteren Spermatiden nicht ganz selten zwei oder drei chromatoide Körper, die voneinander getrennt in den Kern hineinwandern können (Fig. K und 14 — 15); gewöhnlich scheint aber keine Teilung des Körpers einzutreten; wir glauben deswegen, daß bei diesen Veränderungen innere Umwandlungen des Körpers und Wechselwirkung zwischen demselben und den Umgebungen die Hauptrolle spielen. Wenn iu etwas späteren Stadien aber »Pseudo- podien« vom chromatoideu Körper zum Kerne hintreten, so läßt sich wohl annehmen, daß durch sie das Hineintreten des Körpers in den Kern vermittelt wird. Nachdem der chromatoide Körper durch die Membran iu den Kern hineingewaudert ist, läßt er sich zunächst eine kurze Zeit auf der inneren Seite der Membran als einheitlicher Körper nachweisen. Nicht selten haben wir innerhalb der Kernmembran einen solchen Körper beobachten können, von dem sich pseudopodienähnliche Aus- läufer durch die Membran ins Cytoplasma heraus erstreckten. Iu Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 171 solchen Fällen haben wir sehr wahrscheinlich mit Körpern zu tun, die eben in der Durchwanderung begriffen sind (Fig. M und 14). Wenn der Körper die Kernmembran eben durchwandert hat und deren inneren Seite noch anliegt, findet man nicht selten außerhalb der Membran im Cytoplasma feine Bläschen 1 ), die die frühere Lage des Körpers bezeichnen (Fig. K), die aber bald wieder schwinden, indem sich die Körper selbst nach kurzer Zeit ins Innere des Kernes hineinsenken, um als kleinste, geformte Partikel in den Kern herum verteilt zu werden Fig. 99 — 104). Wie man sieht, erinnern die während der Einwanderung des chromatoiden Körpers in den Kern zutage tretenden Erscheinungen bis zu einem gewissen Grade an diejenigen, die uns beim Hinaus- Drei Spermatiden nach der Befestigung der Centriolen an der Kernoberfläche. Das proximale Centriol zeigt in Fig. L ein abweichendes Verhalten, indem es, anstatt mit dem distalen Centriol gegen den Kern vorgerückt zu sein, in Verbindung mit der Lunula des Sphärenbläschens im Cytoplasma zurückgeblieben ist. Die Figuren zeigen verschiedene Stadien der Einwanderung des chromatoiden Körpers in den Kern. Bezeichnungen und Vergr. wie Fig. A. 2/3. treten der chromatoiden Substanz aus dem Kerne in umgekehrter Richtung begegneten. Doch haben wir zwischen beiden Vorgängen einen wesentlichen Unterschied gefunden; während ihrerAuswanderung aus den Kernen der Spermatocyten und in der nächst folgenden Zeit erlitt die chromatoide Substanz eine chemische Umwandlung, die sich durch das Hervorgehen eines rein eosinophilen Körpers aus der ur- sprünglich rein basophilen Substanz kundgab; in den Spermatiden aber wird die Durchwanderung des chromatoiden Körpers durch die Kernmembran von keiner Änderung der Farbenreaktion desselben begleitet. Die durch den Kern zerstreuten Teile des chromatoiden Körpers lassen sich vielmehr während der späteren Umbildung des Kernes lange Zeit durch ihre Affinität zum Eosin nachweisen (Fig. 100 r Das Vorkommen solcher Bläschen kann das Studium der von der Sphäre herstammenden Bläschen der Spermatide manchmal erheblich erschweren. 172 A. und K. E. Schreiner bis 104 , und sie treten um so deutlicher gegen das Chromatingertist hervor, als sie sich meistens von einem hellen Hofe umgeben zeigen. Sehr eigentümlich ist es nun aber, daß, nachdem der chroma- toide Körper in den Kern hineingetreten ist und sich im Inneren desselben verteilt hat, das chromatische Kerngeriist gleichzeitig mit der Kondensation des Kernes allmählich sein Verhalten zu Farbstoffen ändert, so wie es besonders an Präparaten, die mit Methylenblau und Eosin gefärbt sind, sehr schön hervortritt. Kach gelungener Be- handlung mit diesen Färbemitteln nimmt das Chromatin in früheren Stadien beide Farbstoffe, besonders aber das Methylenblau auf und bekommt dadurch einen etwas ungleichmäßigen blau-violetten Farben- ton (Fig. 97 — 99). Nach der Verteilung des chromatoiden Körpers im Kerne wird aber an unsren Präparaten der Kerninhalt, gleich- zeitig wie er sich diffuser färbt, allmählich reiner blau Fig. 100 — 105), bis sich schließlich, wenn die aus dem chromatoiden Körper stammen- den rotgefärbten Partikel nicht länger nachweisbar sind, der Kopf des jetzt in seiner Entwicklung weit vorgerückten Spermiums fast ausschließlich rein blau färbt. Ob der chromatoide Körper an jeglicher Stelle der Kernober- fläche hindurchtreten kann, oder ob in dieser Hinsicht gewisse Stellen bevorzugt werden, können wir nicht sagen. Hecht häufig haben wir beobachtet, daß die Einwanderung zu einer oder zu beiden Seiten der Centriolen (Fig. K, L, M), dem Äquator des Kernes ungefähr ent- sprechend, stattfindet, während in früheren Stadien der Körper in der Hegel mehr nach hinten gelegen war. Der chromatoide Körper der ausgewachsenen Spermatide wird in seinem Ganzen vom Kerne aufgenommen und scheint keine Spur im Cytoplasma zu hinterlassen. Zwar bemerkt man auch in späteren Stadien ab und zu sowohl in den abgeworfeuen Cytoplasmakörpern als in den jungen Spermien kleine Körper, die sich mit Eisenhäma- toxylin grau bis schwarz färben (Fig. 23, 33); diese inkonstant vor- kommenden Körper scheinen keine besondere Affinität zum Eosin zu besitzen und haben sehr wahrscheinlich mit dem echten chromatoiden Körper nichts zu tun. Gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem Durchtreten des chromatoiden Körpers durch die Kernmembran und der beginnenden Kondensation des Kernes beginnen zwei weitere wichtige Entwick- lungsvorgäuge sich in den Spermatiden bemerkbar zu machen, näm- lich die Ab werfung des größten Teiles des undifferenzierten Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 173 Cytoplasmas und die Wanderung des Spli ärenbläschens nach dem Yorderende der Spermatide. Ähnlich wie es in früheren Generationen der Fall war, hat auch in den Spermatiden das Cytoplasma seine größte Ausdehnung in der Polhälfte der Zelle, ein Verhalten, das dadurch zustande kommt, daß sich das Cytoplasma während der der Telophase folgenden Wande- rung der Centriolen mit ihnen nach hinten schiebt. Während der oben geschilderten Veränderungen der Spermatiden zieht sich das Cytoplasma noch weiter rückwärts, wobei die ganze Zelle etwas läng- licher wird und oft zugleich eine unregelmäßigere Gestalt bekommt. Wenn die Centriolen ihre Wanderung gegen den Kern hin antreten, ist das primäre Spitzenbläschen, das nach innen dem Kerne dicht anliegt, nach außen meistens nnr durch eine schmale Cytoplasmazone von der Zellperipherie getrennt (Fig. 9 — 10, 12, 14, 97 — 99, J — 0). Kurz nach der Befestigung der Centriolen am Kerne tritt auch das primäre Spitzenbläschen zu demselben in engste Beziehung, ein Vorgang, der sich im einzelnen sehr schwer verfolgen läßt. Das kleine Gebilde, das sich allmählich stärker kondensiert hat, scheint zuerst als linsenförmiges Körperchen mit der Kernmembran zu ver- schmelzen, um sich später in den Kern hineinzudrücken, während sich dieser in seiner Umgebung zu einem kleinen, unregelmäßigen Wall zu erheben scheint. Es gelingt jetzt an den Schnittpräparaten nur selten, die Lage des Spitzenbläschens genau zu bestimmen; die Orientierung des Kerngeriists gegen das Vorderende des Kernes (vgl. o.) tritt aber etwas deutlicher hervor als früher. Etwas seitlich in der vordersten Region des Kernes bemerkt man zu dieser Zeit in der Regel einige größere Klumpen, die sich intensiv und auf ähnliche Weise wie das Chromatin färben, und die zur Spitzenanlage in ge- wisser Beziehung zu stehen scheinen. In den ausgewachsenen Spermatiden bestand gewöhnlich, wie wir uns erinnern, eine mehr oder weniger innige Verbindung zwischen dem Sphärenbläschen und den Centriolen. Diese Verbindung wurde durch ein eigenartiges Gebilde, die Lunula, vermittelt, die der gegen die Centriolen hin ausgezogenen Partie der Bläschenwand angeheftet war, und die entweder den Centriolen direkt anlag oder mit ihnen durch deutliche Züge verbunden war. Kur in seltenen Fällen ließ sich keine solche Verbindung zwischen Bläschen und Cen- triolen nachweisen. Während des Vorriickeus der Centriolen gegen den Kern scheint das Bläschen von ihnen mitgezogen zu werden, wodurch es in der 174 A. und K. E. Schreiner Regel an der dorsalen Seite des Kernes, etwas seitlich zur Sagittal- ebene seine Lage bekommt. In dieser Region der Zelle läßt es sich gewöhnlich auch nach der zu dieser Zeit eintretenden Abstoßung des Cytoplasmakörpers nachweisen; mittlerweile hat es aber wichtige Veränderungen erlitten, seine Verbindung mit den Ceutriolen hat sich allmählich gelockert, die Lunula ist verschwunden oder doch sehr undeutlich geworden, und das Bläschen selbst hat dabei seine frühere Eiform verloren und zeigt sich jetzt sphärisch oder zwischen dem Kerne und der Zellperipherie etwas abgeplattet. Wir finden somit, daß sich das Sphärenbläschen zu der Zeit, wo es, wie wir annehmen müssen, eben in Begriff ist, seine end- liche Bestimmung zu erfüllen, von der Lunula, die für seine Bildung und frühere Entwicklung sicherlich von der aller- größten Bedeutung gewesen ist, befreit. Was wird jetzt aus der Lunula? Hat die Substanz, aus der sie aufgebaut war, ihre Rolle in der Zelle völlig ausgespielt, oder fallen ihr in der bald einsetzenden speziellen Spermienreifung noch wei- tere Aufgaben zu? Das sind Fragen, die wir trotz der vielen Mühe, die wir auf ihre Lösung verwendet haben, nicht mit Sicherheit beantwor- ten können. Die Ablösung der Lunula vom Bläschen geht auf recht verschiedene Weisen vor sich, unter denen sich aber zwei Typen unterscheiden lassen. In der ganz überwiegenden Mehrzahl der Fälle verläuft der Vorgang ganz allmählich, indem die Lunula immer kleiner und undeutlicher wird, bis sie sich schließlich, ungefähr zur Zeit der Cytoplasmaabwerfung . unsrer Beobachtung entzieht. Ihre Sub- stanz scheint auf die Umgebung verteilt zu werden, und wir haben manchmal den Eindruck bekommen, daß sie, wenigstens zum Teil, in die Sphäre eiugezogen wird. In andern, seltneren Fällen haben wir gefunden, daß die ganze Lunula auf einmal als wohlbegrenzter, sphärischer Körper1) vom Bläschen abgelöst wird (vgl. Fig. N). In solchen Fällen zeigt die Lunula in der Regel keine innige Beziehung zu den Ceutriolen , sondern liegt frei im Cytoplasma , wo sie recht schnell aufgelöst zu werden scheint. Ab und zu haben wir doch in 1 Sowohl solche »freie« Lunulae als die Lunulae dieser Periode überhaupt, zeigen an Osmium-Eisenhämatoxylinpräparaten meistens einen gelblichen Farben- ton, der in früheren Entwickluugsperioden weniger hervortretend war. Fig. N. p.S. B. C Ältere Spermatide mit ab- gelöster Lunula und aty- pischer Lage des chroma- toiden Körpers. Bezeichnungen und Vergr. wie Fig. A. 2/a. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 175 abgelösten Cytoplasmakörpern Gebilde beobachtet, die in Auflösung begriffenen Luuulae sehr ähnlich sahen. Es scheint somit, daß die Substanz der Luuulae zum Teil in die Sphäre eintreten kann, um in der weitereren Entwicklung der Sper- matide verwendet zu werden, zum Teil aber als ausgebrauchtes Ma- terial mit dem Cytoplasmakörper abgeworfen werden kann. Welches ist nun das endliche Schicksal des Sphärenbläschens selbst, in dem wir die Bestimmung dieses eigentümlichen, in seinem Vor- kommen und früheren Verhalten so konstanten Gebildes sehen dürfen ? Die Antwort, die wir auf diese Frage geben können, die uns vor allen andern in der Spermienbildung von Myxine die größten Schwierigkeiten bereitet hat, lautet folgendermaßen: Unmittelbar nach der Abwerfung des großen Cytoplasmakörpers verläßt das Sphärenbläschen oder der größte Teil desselben seine Lage in der Nähe der Centriolen und wandert, der Kernmembran dicht angeschmiegt und dieselbe oft leicht eindrückend, nach vorn gegen die Stelle, wo das primäre Spitzenbläschen im Kerne einge- senkt liegt; hier angelangt, legt es sich als »sekundäres Spitzen- bläschen« dem Kerne dicht an und vervollständigt dadurch die Anlage des Spitzenstückes des Spermiums. Der Vorgang, den wir hier kurz geschildert haben, ist im ein- zelnen schwer zu verfolgen 0 , und wir dürfen auch nicht mit Be- stimmtheit behaupten, daß er sich in allen normalen Fällen auf dieselbe Weise vollzieht. Nach den klarsten Bildern, die wir von der Wanderung des Sphärenbläschens besitzen, zu urteilen, scheint der Vorgang auf die Weise zu verlaufen, daß das Bläschen sich als Ganzes unter steter Größenabnabme nach vorn schiebt. Die Wanderung findet am häufigsten, der früheren Lage des Bläschens entsprechend, an der dorsalen Seite des Kernes entlang statt, indem das Bläschen scheinbar der oben besprochenen Längsfurche desselben folgt (Fig. 14, 16 — 20, 22), seltner vollzieht sie sich längs der ven- tralen Seite des Kernes (Fig. L). In seltneren Fällen sind uns aber Bilder zu Gesicht gekommen, die auf kompliziertere und zu früherer Zeit eintretende Beziehungen Was vor allein die Verfolgung des Bläschens während seiner Wanderung und der Bildung der Spitzenanlage erschwert, ist der Umstand, daß das Sphären- bläschen. das nach der Cytoplasmaabwerfung sozusagen an der Oberfläche des Kernes nackt daliegt, bei der Präparation sehr leicht zerstört wird, so daß es manchmal recht schwer oder ganz unmöglich sein kann zu entscheiden, ob die Spitzenanlage fertiggestellt ist oder nicht. 176 A. und K. E. Schreiner zwischen dem primären Spitzenbläschen und dem Sphärenbläschen hindeuten. Ein solches Bild haben wir in beistehender Fig. 0 wiederzu- geben versucht; man sieht hier, wie das Sphärenbläschen, an dem keine Lunula mehr beobachtet werden kann, nach vorn und dorsal- wärts spitzig ausgezogen ist, und wie von dieser Spitze eine Reihe heller Tröpfchen nach vorn zu ziehen scheinen. Da wir ein der- artiges Verhalten nur vor der Cytoplasmaabwerfung beobachtet haben, läßt sich mit Wahrscheinlichkeit annehmen, daß einer solchen Emigration kleinster Teile später eine Wanderung des Bläschens selbst oder doch eines größeren Teiles desselben folgt. Immerhin können wir aber die Möglichkeit nicht ausschließen, daß ein Teil des Sphärenbläschens in gewissen Fällen in der hinteren Partie der Zelle Zurückbleiben (oder sich vielleicht nachträglich in diese Region zurück- ziehen ?) kann; denn während der späteren Sper- mienreifung läßt sich nicht selten eine Zeitlang ein kleines Bläschen beobachten, das, wie das frühere Sphärenbläschen, dicht au den Centriolen am hinteren Kopfende gelegen ist1). Endlich möchten wir eine Beobachtung er- wähnen , die wir an noch jüngeren Spermatiden, an deren Sphärenbläschen dieLunulae noch erhalten waren, gemacht haben. Zu dieser Zeit läßt sich zuweilen ein breites, helles, unscharf begrenztes Band wahrnehmen, das sich vom Sphärenbläschen über den Kern zum primären Spitzen- bläschen erstreckt (vgl. Fig. 15. wo auch der eben in Einwanderung begriffene chromatoide Körper mit dem primären Spitzenbläschen durch helle Züge verbunden zu sein schien). In verhältnismäßig vielen von den Fällen, wo wir ein solches helles Band zwischen dem primären Spitzenbläschen und dem Sphärenbläschen beobachtet haben, zeigte das letztere Bläschen zugleich eine atypische Lage in der Zelle, und wir gehen dadurch zu einem Verhältnis über, das einige nähere Erörterungen erfordert. Es kann am Anfang der Umlagerungsperiode, wie in der »Ruhe- periode« der Spermatiden, Vorkommen, daß das Sphärenbläschen frei im Cytoplasma, ohne jegliche Verbindung mit den Centriolen, und von ihnen weit entfernt, liegt; wir haben es sogar in der vorderen ') Möglich ist es auch, daß dieses Bläschen durch Austreteu von Flüssig- keit aus dem Kopfe gebildet worden sein kann (vgl. unten). Fig. 0. B. / Spermatide aus der TJm- lagerungsperiode. Bezeiclinun gen und V ergr. wie Fig. Ä. 2/3. Zur Spermienbilduug der Myxinoiden. 177 Hälfte der Zelle beobachtet. Gewöhnlich ist die Lunula auch in solchen Fällen nach hinten gegen die Centriolen (Fig. P), nur selten nach vorn (Fig. 15' gekehrt. Die Möglichkeit kann nicht ausge- schlossen werden, daß wir in einigen solchen Fällen mit Bläschen zu tun haben , die außerhalb des Cytrocentrums im Cytoplasma ent- standen (vgl. oben S. 165) und mit diesem nachträglich nicht in Ver- bindung getreten sind; wir glauben aber, daß eine solche abweichende Lage des Bläschens häufiger durch verfrühte Wanderung desselben nach vorn zustande kommt. Wenn die Lunula nach vorn gerichtet ist, könnte dies darauf beruhen, daß sich das Bläschen nach der Wanderung um seine Querachse gedreht hatte. Was das spätere Schicksal solcher frei im Cytoplasma gelegenen Sphärenbläschen be- trifft, können wir nur sagen, daß wir nie mit Lunula versehene Bläschen in unmittel- barer Xähe des primären Spitzenbläschens beobachtet und auch in normalen Zellen niemals eine Bildung der endgültigen Spitzen- anlage vor der Cytoplasmaabwerfung haben feststellen können; es ist uns deshalb un- möglich zu entscheiden, wie sich in den einzelnen Fällen die spätere Entwicklung ge- artet haben würde. Man muß übrigens bei der Beurteilung der verschiedenen, zu dieser Zeit recht häufig vorkommenden, mehr oder weniger atypischen Bilder im Auge be- halten, daß während der späteren Entwicklung eine immer größere Zahl deutlich abnormer Bilder auftritt, und daß es natürlich er- scheint, viele dieser Abnormitäten auf Entwicklungsstörungen während der Periode, mit der wir uns jetzt beschäftigen, zurück zu führen (vgl. Kap. III, 2). Wir haben oben gesehen, wie sich nach Ablauf der Ruheperiode der Spermatide die Teile derselben, aus denen das Spermium auf- gebaut werden soll, sammeln und auf bestimmte Weise zueinander ordnen. Sie bilden dadurch eine Anlage, aus der durch eine Reibe spezieller Wachstumsvorgänge und innerer Umwandlungen schließ- lich ein Geschöpf hervorgehen soll, das in bestimmter Richtung hoch organisiert ist, dafür aber die weniger differenzierten Zellen zukom- mende Fähigkeit, sich selbständig weiter zu entwickeln und durch Teilung zu vermehren, eingebüßt hat. Als Zeichen des Übertretens Archiv f. Zellforschung. I. 12 Fig. P. pS Spermatide der Umlagerungs- periode mit frei im Cytoplasma gelegenem Sphärenhläschen. Bezeichnungen und Vergr. wie Fig. A. 2/3 178 A. und K. E. Schreiner der Spermatide in die Periode der speziellen Spermienreifung finden wir nun, daß sich die Spermiumanlage von dem für ihre weitere Umgestaltung jetzt nutzlos, ja hinderlich gewordenen großen un- differenzierten Cytoplasmakörper trennt. Der Abwertung des Cytoplasmakörpers geht in den Spermatiden von Myxine keine sichtbare Degeneration desselben voraus. Der ganze Prozeß scheint sich äußerst rasch zu vollziehen. Während wir in zahlreichen Follikeln Spermatiden, die noch keine Zeichen einer beginnenden Abschnürung zeigen, und solche, die die Abwertung schon vollendet haben, durcheinander vorfinden, kommen Zellen, die eben in Cytoplasmaabwerfung begriffen sind, nur selten zum Vorschein. Der erste Anfang der Cytoplasmaabschnürung macht sich in der Regel dadurch bemerkbar, daß au der früher gleichmäßig abgerun- deten Oberfläche der Zelle seichte Einbuchtungen und Hervorwöl- bungen auftreten. Bald sieht man nun, wie sich das Cytoplasma gewöhnlich in der hinteren, cytoplasmareichen Partie der Zelle, seltener in ihrer vorderen Partie, als ein breiter Fortsatz hervorwölbt, der, rasch an Größe zunehmend, bald den größten Teil des Zelleibes in sich hineinzieht; dabei bemerkt man, daß der Teil des Cyto- plasmas , der den hinteren Kernpol mit der Sphäre und dem Mito- ehondrieukörper umschließt, sich verdichtet und von der peri- pherischen Cytoplasmaschicht abgrenzt, die mit dem Fortsatze zu- sammenhängt und allmählich in denselben Übertritt. Der sich von der Spermiumanlage trennende Cytoplasmakörper sitzt zuerst mit breiter Basis an dieser, wird aber schnell von derselben stärker ab- gesetzt, bis er nur durch einen dünnen Stiel mit derselben zusammen- hängt (Fig. 17, 19 — 20, 27—29, 31). Dieser Stiel, der gewöhnlich im hinteren Teil der Zelle eine seitliche Lage hat, kann eine kür- zere oder längere Zeit bestehen bleiben. Sehr häufig kommt es vor, daß die ganze Cytoplasmaabschnürung nicht auf einmal vor sich geht, sondern daß zuerst ein größerer Teil, später einer oder mehrere kleinere, die an verschiedenen Seiten des Kernes gelegen sein können, gewöhnlich aber dem vorderen oder hinteren Ende desselben ent- sprechen (vgl. unten), zur Abschnürung gelangen. Die in Abschnürung begriffenen oder eben abgeschnürten Cyto- plasmakörper zeigen an unsren verschiedenen Präparaten ein recht verschiedenes Aussehen , indem sie au einigen ziemlich regelmäßig abgerundet, an andern dagegen sehr unregelmäßig geformt und mit gröberen oder feineren, pseudopodienähnlichen Ausläufern besetzt Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 179 zum Vorschein kommen und dabei manchmal ganz auffallend an Amöben erinnern können. Während die ersteren Bilder den An- schein geben , der Cytoplasmakörper verhielte sich bei der Ab- schnürung relativ passiv, so deuten die letzteren entschieden darauf hin, daß bei diesem Vorgänge das Cytoplasma in lebhafter amöboider Bewegung ist. Sie legen die Annahme sehr nahe, daß die Trennung des Cytoplasmakörpers und der Spermiumanlage dadurch zustande kommt, daß sich die beiden Gebilde, ein jedes durch seine selbstän- digen Bewegungen, die einander antagonistisch entgegen wirken, von- einander losreißen. Inwieweit die Verschiedenheiten, die uns die Präparate von der Cytoplasmaabwerfung zeigen, nur auf verschiedene Einwirkung der Reagentien während des Absterbens des Cytoplasmas zurückzuführen sind, oder ob sie dermaßen zu erklären sind, daß sich der Abschnü- rungsprozeß tatsächlich auf verschiedene Weisen vollziehen kann, dürfen wir nicht entscheiden , weil es uns bis jetzt trotz vieler Be- mühungen leider nicht gelungen ist, den Vorgang an lebenden Zellen zu verfolgen1). Die abgeschnürten Cytoplasmakörper besitzen anfangs gewöhn- lich recht kurze und breite »Pseudopodien«, die nach allen Rich- tungen ausstrahlen; in der Regel scheinen aber diese Ausläufer bald wieder eingezogen zu werden, und die Körper fangen an, in die Länge zu wachsen (Fig. 27/j, wie später näher erörtert werden soll. Ab und zu linden wir zwischen den frisch abgeworfenen Cytoplasma- körpern einige, an denen fast die ganze Cytoplasmamasse in zahl- reiche und dabei lange und dünne Ausläufer ausgezogen ist, die dem Körper ein medusakopfähnliches Aussehen verleihen (Fig. 27 d) ; wir glauben, daß auch solche Formen durch Umwandlung der oben er- wähnten massiveren Körper hervorgegangen sind. Auch kleinere Cytoplasmakörper, die relativ spät, während des beginnenden Wachs- tums des jungen Spermiums, von ihm abgeschnürt werden, erscheinen sehr häufig zu dünnen Fäden ausgezogen (Fig. 30). Der an der Spermiumanlage zurückgebliebene Teil des Cyto- plasmas kann in den einzelnen Fällen von recht verschiedener Größe sein, ist aber meistens an Schnittpräparaten, vor allem an solchen, wo der Mitochondrienkörper nicht zur Darstellung gebracht worden ist, sehr wenig hervortretend, und das junge Spermium macht des- b Da die Kondensation des Kernes vor der Cytoplasmaabwerfung immer anfängt, läßt sich annehmen, daß die aus dem Kerne ins Cytoplasma ausgetretene Flüssigkeit bei diesem Vorgang auch eine Rolle spielt. 12* A. und K. E. Schreiner 180 halb oft beim ersten Blick den Eindruck eines nackten Kernes, an dem mau weder das kleine, in den Kern hinein gedrückte primäre Spitzenbläschen, noch das in Wanderung begritfene Sphärenbläschen, noch die Centriolen mit dem Achsenfaden entdecken kann. B. Bdellostoma burgeri. Obwohl uns in diesem Aufsatze eigentlich nur die zur Sper- mienbildung in engerer Beziehung stehenden Vorgänge an den Zellen interessieren, möchten wir doch, Bdellostoma betreffend, diesen Rahmen etwas überschreiten und die allgemeinen Verhältnisse des Geschlechts- organes sowie auch die Chromatinreifung mit einigen Worten er- wähnen. Wie hoffentlich in einer späteren Arbeit näher geschildert werden soll, ist hei Bdellostoma die Geschlechtsdifferenz weiter ansgebildet als bei Myxine (vgl. Schreiner. 04), und der Gdschlechtsstrang zeigt bei makroskopischer Unter- suchung ein regelmäßigeres, stabileres Verhalten als bei jener. Tiere mit wohl entwickelten Hoden, die reichliche Mengen reifer und in Entwicklung begriffener Geschlechtszellen enthalten, kommen viel häufiger als unter unsern Myxinen vor. Auch sind bei Bdellostoma die mikroskopischen Bilder von den Hoden sozusagen gleichmäßiger und klarer als bei Myxine, Abnormitäten und Varia- tionen in der Entwicklung der Zellen sind viel seltener, und es kann keinem Zweifel unterliegen , daß Bdellostoma . von der geringeren Größe ihrer Zellen (vgl. unten) abgesehen, ein günstigeres Objekt für das Studium der Spermiogenese darbietet als Myxine. Die Chromsomenzahl der Zellen von Bdellostoma läßt sich an unserm Ma- terial, wo die Chromosomen der Mitosen meistens geschwollen und oft zusammen- geklumpt sind, nicht mit Sicherheit feststellen; sie scheint etwas geringer als bei Myxine zu sein ; wir haben mehrere Male 48 gefunden. Die Konjugation der Chromosomen läßt sich gut verfolgen, und die Spermatocytenkerne zeigen während derselben keine Zusammenballung der dünnen Fäden. Die Doppel- schlingen sind völlig voneinander getrennt, und es läßt sich leicht feststelleu. daß sie frei im Polteile des Kernes endigen. Die Lösung der Konjugation fängt, ähnlich wie bei Salamandra (06), früher an als die Kontraktion der Chromosomen, und es schiebt sich, wie bei dem erwähnten Objekt, zwischen beide Vorgänge ein »Streckungsstadium« ein; während desselben werden die Schlingen unter die Oberfläche des Kernes geführt. In dieser Zeit haben wir auch in einigen Fällen das Vorhandensein der »zweiten Längsteiluug« der Chromo- somen feststellen können. Die bivalenten Chromosomen zeigen in der Prophase der ersten Reifungs- teilung Formen, die uns von andern Objekten wohl bekannt sind; besonders häufig kommen Ringe oder Y-ähuliche Formen vor. Die Interkinese scheint von beträchtlicher Dauer zu sein, und die Chromosomen lassen sich während derselben schwerlich gegeneinander abgrenzen, treten dann aber vor der zweiten Reifungsteilung als kurze, zierliche Doppelbügel auf x . Die Teilungsweise der Chromosomen in den Mitosen läßt sich an unsern Präparaten nicht feststelleu. Die Spermatiden von Bdellostoma sind, wie die übrigen Zellen dieses Tieres, kleiner als die von Myxine , ihr Durchschnitt beträgt Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 181 0,008 mm, der ihrer Kerne 0,0063 mm. Ihre Gestalt ist beinahe sphärisch, der Kern hat, wie in früheren Generationen der Geschlechts- zellen, eine centralere Lage, als es bei Myxine der Fall war, ein Unterschied, der mit dem Fehlen des Mitochondrienkörpers an unsern Bdellostomapräparaten vielleicht im Zusammenhänge steht. Einen noch auffallenderen Unterschied in der Zusammensetzung der Spermatiden hei unsern beiden Myxinoiden haben wir darin ge- funden, daß wir bei Bdellostoma keinen chromatoiden Körper haben nachweisen können ; auch haben wir bei diesem Tiere in den Spermatocyten kein Heraustreten chromatoider Substanz aus dem Kerne feststellen können. Was die Centriolen und die Sphäre mit ihren Differenziationen betrifft, so erlauben unsre Präparate kein eingehendes Studium dieser Gebilde. Die Centriolen haben Stäbchenform und scheinen sich in jeder Hinsicht wie die Centriolen von Myxine zu verhalten. Das Sphärenbläschen kommt, wie bei Myxine , während der Kon- jugationsperiode zur Entwicklung. In den Spermatiden ist es kon- stant, und zwar, wie es scheint, immer in Einzahl vorhanden und hat im hinteren Teil der Zelle, den Centriolen nahe, seine Lage. Eine Lunula tritt am Bläschen nur wenig deutlich hervor. Das Bläs- chen liegt gewöhnlich dem Kerne dicht an und scheint manchmal die Kernmembran leicht einzudrücken. Zur Zeit, wo sich die Cen- triolen am Kerne befestigen, hat sich das Bläschen in der Regel von ihnen entfernt und ist oft in der vorderen Hälfte der Zelle zu ent- decken. Wir haben den Eindruck bekommen, daß es bei Bdellostoma seine definitive Lage am Vorderende der Spermatide regelmäßig schon vor der Cytoplasmaabwerfung einnimmt. Was endlich das primäre Spitzenbläschen betrifft, so haben wir es in den Spermatiden von Bdellostoma nicht mit völliger Sicher- heit als wohlbegrenzten Körper nachweisen können, glauben aber nichtsdestoweniger annehmen zu dürfen, daß es auch hier auf prin- zipiell dieselbe Weise w ie bei Myxine vorkommt. In einzelnen Fällen haben wir nämlich an jungen Spermatiden ein recht wohl begrenztes, vom Eosin rötlich gefärbtes Körperchen außerhalb des Kernes, den Centriolen ungefähr gegenüber, beobachtet, das wir für das primäre Spitzenbläschen halten möchten; in späteren Stadien vermögen wir es nicht mehr im Cytoplasma aufzu finden, meinen dagegen manchmal in der entprechenden Region eine kleine, durch besonderes Licht- brechungsvermögen hervortretende Partie der Kernoberfläche nach- weisen zu können. 182 A. und K. E. Sehreiner Gegen das Ende der »Ruheperiode« der Spennatiden kommt bei BdeUostomci in der zentralen Partie des Kernes ein nucleolusartiger Körper allmählich zur Entwicklung; anfangs ist dieser undeutlich abgegrenzt, von unregelmäßiger Gestalt und zeigt geringe Affinität zu Farbstoffen, bekommt aber bald schärfere Grenzen und sphärische Form und nimmt während der beginnenden Kondensation des Kernes an Größe und Deutlichkeit zu. In seinem Verhalten Farbstoffen gegenüber unterscheidet er sich vom C'hromatin und kommt dem Cytoplasma näher, wird aber intensiver als dieses gefärbt; mit Eisen- hämatoxylin färbt er sich zuerst grau, später schwarz; eine besonders starke Affinität zum Eosin ist ihm nicht eigen. Der Körper scheint von Anfang an zum Kernuetze in Beziehung zu stehen , und die Chromatinbalken zeigen während der beginnenden Kondensation des Kernes zu demselben eine strah- lige Anordnung, ähnlich wie sie in den Spermatiden von Myxine gegen den »Chromatinknoten« zu- sammenlaufen. ZurZeit, wenn der Cytoplasma- körper von der Spermiumanlage abgeworfen wird, hat die Konden- sation des Kernes schon ange- fangen, der Kern ist kleiner und dunkler geworden. Die Centriolen haben sich in der Regel recht weit nach vorn an dem Kerne befestigt, und dieser zeigt hinter der Befestigungsstelle eine Abflachung oder seichte Vertiefung. Das Sphärenbläschen ist aus dem Cytoplasma verschwunden, und die Spitzenanlage scheint fertig gebildet zu sein, tritt aber jetzt noch wenig deutlich hervor. Die Cy toplasmaabwerfung scheint, wie bei Myxine , sehr schnell zu verlaufen, und zwar auf ungefähr dieselbe Weise wie dort (Fig. Q); doch tritt die »Pseudopodienbildung« bei Bdellostoma weniger hervor, und die eben abgeworfenen Körper zeigen in der Regel eine sphärische Form. Spermatide von Bdellostoma. Abwertung des Cytoplasmakörpers. Vergr. wie Fig. A. 2/3. II. Spermienreifung. A. Myxine glutinosa. 1. Aufangsstadien. Spermientypen. Nach beendigter Abschnürung des Cytoplasmakörpers tritt das junge Spermium als fertige Anlage hervor, deren einzelne Teile auf Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 183 die für das reife Spermium charakteristische Weise zueinander ge- ordnet sind. Es stellt zunächst ein recht plumpes Geschöpf dar, das zwar zu Eigenbewegung fähig, flir die Erfüllung seiner künftigen Aufgabe aber noch sehr ungeeignet ist und deshalb eine durch- greifende Umwandlung erleiden muß, ehe es als elegant gebautes, leicht bewegliches und dabei festes und widerstandsfähiges reifes Spermium sein selbständiges Leben antreten kann. Die Verände- rungen, die zusammen die Spermienreifung ausmachen, sind teils Veränderungen der äußeren Gestalt des Spermiums, teils Ver- änderungen seiner inneren Beschaffenheit. Es ist besonders die erstere Art, mit der wir uns hier beschäftigen wollen, während unsre Untersuchungsmethoden von den inneren Vorgängen der Sper- mienreifung nur sehr unvollständige Aufschlüsse gewähren. Die Gestaltveränderungen, die die Spermien von Myxine bei ihrer Reife erleiden, arten sich recht einfach; sie laufen sozusagen den direkten Weg vom Ausgangspunkte bis zum Endziel, ohne daß sich der ganze Vorgang in charakteristische, voneinander abgesetzte Perioden einteilen läßt. Das Längenwachstum des Spermiums fängt meistens schon während der Wanderung des Sphärenbläschens nach vorn, und zwar auf die Weise an, daß die dichte Cytoplasmaschicht, die sich wäh- rend der Abstoßung des großen Cytoplasmakörpers um den Kern, besonders um dessen hinteren Pol, gesammelt hat, in der Verlänge- rung der Kernachse nach hinten spitzig ausläuft, um rasch zu einem langen und kräftigen Schwanzausläufer auszuwachsen (Fig. 18, 21—22). Das Längenwachstum des Kernes fängt etwas später als die Schwanzbildung an, und zwar erst, nachdem sich das sekundäre Spitzenbläschen an das Vorderende des Kernes angelegt hat1); mau bemerkt dann, daß sich der Kopf in der Umgebung des Spitzenbläschens leicht zuspitzt, wobei die dünne Cytoplasmaschicht, die den Vorderteil des Kopfes bedeckt, vom Spitzenbläschen durchbohrt wird (Fig. 26, 43 — 44). Der ganze Kern wächst nun ziemlich rasch in die Länge, ohne dabei anfangs andre hervortretende Veränderungen zu erleiden. 1i Es läßt sich zwar nicht ganz selten beobachten, daß der Kern ein wenig in die Länge gezogen werden kann, ehe noch das Sphärenbläschen seine end- gültige Lage erreicht hat (Fig. 22—23); in solchen Fällen zeigt sich indessen das Yorderende des Kernes nicht zugespitzt, sondern quer abgestutzt, während die Entwicklung des Schwanzes verhältnismäßig weit vorgeschritten ist, und wir meinen deswegen, daß ein solches, scheinbar vor der Fertigbildung der Spitzenanlage eintretendes Längenwachstum des Kopfes nur als eine, durch die Schwanzbildung bewirkte, passive Dehnung anzusehen ist. A. und K. E. Schreiner 184 Während dieses beginnenden Längenwachstums des Spermiums scheint der Achsenfaden, auffallend genug, eine verhältnismäßig passive Rolle zu spielen und sich auf recht verschiedene Weise ver- halten zu können, ohne daß die Entwicklung der Spermien dadurch in wesentlichem Grade beeinträchtigt wird. Wenn die Centriolen auf die dorsale Seite des Spermatidenkemes gerückt sind, verläuft, wie oben beschrieben, der Achsenfaden von dieser Stelle in ventraler und gewöhnlich zugleich etwas seitlicher Richtung zur Zelle hinaus. Auch nach der Abwertung des Cyto- plasmakörpers zeigt der proximale Teil des Fadens dieselbe Ver- laufsrichtung, der distale Teil kann sich dabei aber auf zwei ver- schiedene Weisen verhalten. Am häutigsten verläuft er in der Verlängerung des proximalen Stückes frei hinaus; indem nun der cytoplasmatische Schwanzausläufer nach hin- ten auswächst; nimmt er iu einigen Fällen gleich den Faden in sich auf Fig. S, 23), viel häutiger aber schiebt er sich zuerst an der ven- tralen Seite des Fadens vor- bei, und dieser verläuft daun, nur von einzelnen, recht wenig hervortretenden Cyto- plasma- oder Sphärenzügen begleitet, über den Rücken des Schwanz- ausläufers hinaus (Fig. 17 — 22, 26 — 27, 29 ; erst nachträglich, wenn der Schwanzausläufer an Länge zugenommen hat, wird eine innige Verbindung zwischen ihm und dem Achsenfaden etabliert, und dieser nimmt seine typische Lage im dorsalen Teil des Cytoplasmazapfens ein (Fig. R — S). In einer Reihe andrer Fälle verläuft in den jungen Spermien der peripherische Teil des Achseufadens nicht in der Verlängerung des proximalen Teils frei hinaus, sondern ist um die ventrale Seite des Kernes herum nach vorn gebogen und in großer Ausdehnung in der den Kern umhüllenden dünnen Cytoplasmaschicht eingeschlossen: es läßt sich dabei nicht selten feststellen, daß der Faden unmittelbar über das Spitzenbläschen vorbeiläuft Fig. 21, 24 — 25). Auch in solchen Fällen bildet sich gewöhnlich zuerst ein kleiner Schwanz- ausläufer iu der hinteren Verlängerung der Kernachse, das weitere Fis:. E— S. S ) S. Spitzenanlage. Junge Spermien, Srlnvanzbildung. Vergr. wie Fig. A. Zur Spemienbildung der Myxinoiden. 185 Wachstum des Cytoplasmas findet aber nicht in dieser Richtung, sondern an dem Achsenfaden entlang statt; indem sich nun der Schwanzausläufer in dieser neuen Richtung allmählich weiterent- wickelt, wächst er über das Spitzenstück des Spermiums in der proxi- malen Verlängerung der Kernachse hinaus, und wir bekommen Spermien, die sich von den gewöhnlichen geraden Formen darin unterscheiden, daß sie sich, ähnlich wie die Spermien von Bombina- tor. mit dem Ende des Kopfes, wo die Centriolen gelegen sind und der Achsenfaden befestigt ist, nach vorn bewegen, wovon wir uns bei Untersuchung von lebendem Material überzeugt haben (Fig. 24, 44 — 45, 53—55 u. a.). Als Rest des ersten cytoplasmatischen Schwanzausläufers zeigen solche umgebogene Spermien manchmal lange Zeit während ihrer Entwicklung in der distalen Verlängerung ihres Kopfes ein zugespitztes Cytoplasmazäpfchen (Fig. 44 — 45). Umgebogene Formen kommen zwischen unreifen Spermien von Myxine im ganzen häufig vor, und zwar bei einigen Tieren viel häufiger als bei andern; sie müssen, obwohl sie, wie unten näher erörtert werden soll, den typischen, geraden Spermien gegenüber häufig gewisse Abweichungen auch in der Gestalt des Kopfes zeigen, unzweifelhaft als völlig normale Gebilde angesehen werden; dagegen scheinen sie unter den reifen Spermien nicht mehr als normale Ge- bilde vorzukommen, indem die Verbindung zwischen Kopf und Schwanz typischerweise kurz vor beendigter Reifung wieder gelöst wird. Wenn, wie wir meinen, das Hervorgehen der beiden Typen der unreifen Spermien auf ein verschiedenes Verhalten des Achsen- fadens heim Beginn der Spermienreifung zurückzuführen ist, so fragt es sich, worauf wieder dieses verschiedene Verhalten des Achsen- fadens beruht. Hängt es mit gewissen Eigentümlichkeiten im Baue der Spermatiden zusammen, oder kann es nur Zufälligkeiten zuge- schrieben werden, daß der Faden bald im Cytoplasma eingeschlossen wird, bald frei hinauswächst, um sich mit dem distalwärts gerichte- ten Schwanzausläufer zu vereinigen? Sehr wahrscheinlich ist wenig- stens manchmal die Form des Spermiums tatsächlich sozusagen in der Spermatide vorausbestimmt, während es in andern Fällen viel- leicht Zufälligkeiten sind, die entscheiden, ob die eine oder die andre Spermienform aus der Spermatide hervorgehen wird. Zu dieser Zeit finden, wie wir annehmen müssen, innerhalb des Cytoplasmas starke Strömungen statt, die von der Gegend der Sphäre nach verschiedenen Richtungen ausgehen. Diese Strömungen sind dreierlei Arten: Im ganzen peripherischen Teil des Zelleibes der ISO A. und K. E. Schreiner Spermatide setzen zuerst diffuse, centrifugale Strömungen ein, die sich in der Kegel bald nach der einen Seite am stärksten geltend machen und hier zur Abschnürung des großen Cytoplasmakörpers führen. Die beiden andern Arten von Strömungen gehören der Spermienanlage selbst an und sind nach der Achse derselben ge- richtet, und zwar die eine, die die Wanderung des Sphärenbläschens begleitet, an der einen Seite des Kernes entlang nach dem Vorder- ende desselben (Spitzenströmung), die andre, zuletzt einsetzende nach hinten (Schwauzströmung). Wenn, wie häufig der Fall ist, die Ab- wertung des Cytoplasmas zur Zeit, wo die beiden achsialen Strö- mungen einsetzen, noch nicht beendigt ist, so sehen wir, wie oben erwähnt, häufig, daß die letzten Teile des überflüssigen Cytoplasmas teils mit dem Sphärenbläschen nach vorn, teils mit dem Schwanz- ausläufer nach hinten geführt werden, um an diesen Stellen zur Ab- schnürung zu gelangen (vgl. Fig. 17, 21 — 22, 27b, 30;. Wenn nun, wie wir annehmen, der Achsenfaden während der betreffenden Zeit auf die Cytoplasmaströmungen keinen richtenden Einfluß übt, sondern sich passiv verhält, so müssen wir umgekehrt annehmen, daß er selbst in seinem Verlauf von diesen beeinflußt werden kann, und zwar werden die zur Abwerfung des Cytoplasma- körpers führenden Strömungen dazu beitragen können, daß der Faden, wie früher, frei aus der Zelle hinausragen wird, während ihn die Spitzenströmung unter Umständen nach vorn, die Schwanzströ- mung aber nach hinten ziehen kann. Was nun die Umstände betrifft, die den Achsenfaden unter den Einfluß der Spitzenströmung bringen und somit die Bildung eines umgebogenen Spermiums veranlassen können, so läßt sich vermuten, daß schon der Winkel, den der Faden in der Spermatide mit der distalen Verlängerung der Kernachse bildete, hier eine Rolle spielt, indem er desto leichter nach vorn geführt werden muß, je größer dieser Winkel ist. Wenn sich in den jungen Spermien aber der Achsenfaden mit dem Spitzenstück verbunden zeigt, glauben wir, diese Verbindung darauf zurückführen zu müssen, daß das Sphären- bläschen beim Antreten seiner Wanderung nicht, wie gewöhnlich, an der dorsalen Seite des Kernes, sondern an dessen ventraler Seite, zwischen diesem und dem hier austretenden Achsenfaden, gelegen war; man muß sich wohl bei solcher Lage des Bläschens vorstellen können — und wir haben Bilder beobachtet, die entschieden dafür sprechen — , daß der noch recht kurze Faden mit dem Bläschen nach dem Vorderende des Spermiums geführt und hier festgehalten werden Zur Spermienbildang der Myxinoiden. 187 kann, indem das Bläschen an dem Faden entlang gleitet. Für eine solche Auffassung scheinen auch die recht seltenen Fälle zu sprechen, wo der Faden mit seinem proximalen Teil nach dem Vordereude des Fig. T. Spermien verschiedenen Alters nach frischem, in physiologischer Kochsalzlösung untersuchtem Material gezeichnet. An den meisten hier abgehildeten Spermien hat eine größere oder geringere (artifizielle) Ansammlung von Flüssigkeit ventralwärts von dem hinteren Kopfteile und der proximalen Partie des Schwanzes stattgefunden. ia-b, ein Spermium hei zwei verschiedenen Einstellungen; 9a— c, ein in lebhafter Bewegung begriffenes Spermium bei drei verschiedenen Ansichten; 10, ein Spermium von der Seite ( a ) und gegen das Vorder- ende (6) gesehen; 14, ein Spermium von der Seite (u) und bei ventraler Ansicht (&). 14 — 15 sind mit Linse 1.5 mm u. Occul. 12, die übrigen mit derselben Linse u. Ocul. S bei Objekttisch- höhe gezeichnet. -{3. Spermiums verläuft, hier aber umbiegt, um vom Hinterende des Kopfes frei hinauszulaufen (Fig. 52); man muß hier annehmen, daß der Faden, als sein proximaler Teil mit dem Bläschen nach vorn ge- ISS A. und K. E. Schreiuer führt wurde, vielleicht wegeu ungewöhnlicher Länge, mit seinem distalen Ende im hinteren Teil des Spermiums zurückgehalten und in die Schwanzströmung eiugezogen wurde. Ah und au findet man in etwas vorgeschrittenen Stadien der Reifung Spermien, die sieh als Zwischenformen zwischen dem ge- raden und dem umgebogenen Typus ergeben, indem der Schwanz zuerst nach vorn verläuft, daun aber an der Seite des Kopfes um- biegt und frei hinausläuft (Fig. 51). Ob in solchen Fällen die Ver- bindung zwischen Kopf und Schwanz au früheren Stadien inniger gewesen und nur ungewöhnlich früh gelöst wurde, oder ob wir hier ein ursprüngliches Verhalten vor uns haben, läßt sich schwerlich ent- scheiden. Die Erfahrungen, die uns die Untersuchung von frischem Ma- terial von den oben besprochenen Verhältnissen, besonders von dem Hervorgehen der beiden Spermientypen, gebracht haben, stimmen mit unsren Befunden au fixiertem Material wohl überein. Auch unter den lebenden Geschlechtszellen sind uns junge, noch mit rnnden Köpfen versehene Spermien begegnet, an denen der Achsenfaden frei war und mit dem nach hinten gerichteten Schwanzausläufer eiuen Winkel bildete. Noch häufiger haben wir aber an dieser ersten Phase der Reifuug Spermien vorgefuuden, deren Achsenfaden nach vorn geschlagen war und innerhalb der Cytoplasmahülle des Kopfes fest- gehalten wurde, die an lebenden Zellen iu der Regel — wahrschein- lich wegen beginnender artifizieller Ansammlung von Flüssigkeit innerhalb derselben (vgl. u.) — stärker als an fixierten hervortritt, (Fig. T 1—2); dabei zeigt sich der Faden häufig mit der Spitzen- anlage verbunden, während in andern Fällen keine solche Verbindung vorhanden ist. Unter Spermien verschiedener Entwicklungsstufen kommen auch nicht ganz selten solche vor, an denen Schwanz und Kopf gegeneinander gebogen sind, ohne besonders innige Verbindung miteinander aufzuweisen (Fig. T a). 2. Entwicklung des Kopfes. Der Kopf des jungen Spermiums baut sich aus zwei Teilen auf, dem Kerne der Spermatide und der recht unansehnlichen Spitzen- anlage, die durch Vereinigung des primären und des sekundären Spitzenbläschens hervorgegangen ist. Bei den Gestaltveräuderungen, die der Kern während der Sper- mienreifuug erleidet, machen sich besonders zwei Erscheinungen gel- tend, nämlich Längenwachstum und Kondensation (Verkleine- Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 189 rung durch Abgabe von Flüssigkeit). Von diesen beiden fängt die Kondensation zuerst an, und zwar, wie oben geschildert, gleich nach dem Eintreten des chromatoiden Körpers in den Kern und setzt sich während der ganzen Umlageruugsperiode fort, so daß sich der Durch- Fig. U. Junge Spermien aus einem Zupfpräparat. (Fixierung: 10°/o Formalinlösung, Färbung: Hämatoxylin-Eosin). 4a— b, ein Spermium von (1er Ventralseite gesehen bei zwei verschiedenen Einstellungen; a, bei mittlerer Einstellung an den Kopf, b , bei Einstellung an seine ventrale Fläche. Vergr. wie Fig. A. 2/3 messer des Kernes am Ende dieser Periode auf ungefähr 0,0065 mm verkleinert hat. Wenn sich das sekundäre Spitzenbläschen zu dieser Zeit am Vorderende des Kernes befestigt hat, setzt das Längenwachs- tum des Kernes gleich ein, indem es, wie es scheint, an dieser Stelle anfängt und rasch auf den ganzen Kern übergreift, so daß dieser 190 A. und K. E. Schreiner ungefähr gleichmäßig iu die Länge gezogen wird und sich nur gegen die Spitzenanlage leicht verjüngt (Fig. Ui_4, 27, 29, 32 — 33, 43 — 48, 101 — 102). Seltener kann es Vorkommen, daß schon von An- fang an der Vorderteil des Kopfes viel stärker als der Hinterteil in die Länge wächst, so daß der ganze Kopf Retortenform annimmt Fig. 103, vgl. unten BdeUostoma). Bei diesem ersten Längenwachstum des Kernes wird seine Längenachse gewöhnlich bis auf etwa 0,012 mm vergrößert, während der Querdurchschnitt entsprechend abnimmt, indem sich zu dieser Zeit die Kondensation nur wenig geltend macht. Es folgt nun eine Zeit, während der sich die Kondensation des Kopfes wieder stärker entwickelt und das Längenwachstum über- wiegt; dabei nimmt der Querdurchmesser des Kopfes allmählich ab, während seine Längenachse iu der Regel zuerst noch etwas zunimmt (Fig. U 5 7 , 34, 48—50/, um schließlich wieder etwas abzunehmen. Während der letzten Zeit der Reifuug entwickelt sich in der Regel ein immer mehr hervortretender Unterschied zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil des Spermienkopfes, indem der Vorderteil allmählich schlanker wird (Fig. 50—68), ohne jedoch vom breiteren Hinterteil scharf abgesetzt zu werden. An seinem vorder- sten Ende, das das Spitzenstück trägt, verbreitert sich der Kopf wieder etwas, und zwar ist dies desto auffallender, je dünner der nächstfolgende Teil ist Fig. 55, 61 — 68). Bei den erwähnten Veränderungen, durch die der Kopf seine endgültige Gestalt gewinnt, machen sich in den einzelnen Fällen viele Variationen geltend, indem der Kopf auf einem bestimmten Entwicklungsstadium bald etwas länger und diiuner, bald etwas breiter und kürzer ist, während gleichzeitig der Unterschied an Dicke zwischen Hinter- und Vorderteil bald wenig hervortretend, bald sehr auffallend sein kann. Was besonders das letztere Verhalten betrifft, so läßt sich in der Regel eiu Unterschied zwischen den geraden und den umgebogenen Spermien feststellen, indem bei den letzteren der Kopf während der Reifung gewöhnlich länger ist als bei den ersteren; dabei zeigt sich besonders der Vorderteil des Kopfes mehr oder weniger stark in die Länge gezogen und entsprechend verjüngt, während der Hinterteil in allen Fällen ungefähr von der gleichen Dicke ist (Fig. 55, 67 — 68 ; man gewinnt den Eindruck, daß der Vorderteil des Kopfes dehnbar ist und deshalb in solchen Fällen, wo eine besonders innige Verbindung zwischen Spitzenaulage und Schwanz besteht, bei dem Längenwachstum des letzteren wie eiu elastisches Band passiv gedehnt wird. Die reifen Spermien haben Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 191 wieder alle ungefähr dieselbe Gestalt, und wir müssen deshalb an- nehmen, daß der Vorderteil des Kopfes, wenn die Verbindung zwischen Spitzenstück und Schwanz gelöst wird, sich wieder zusammenziehen kann; daß aber auch Spermien, die bei fast beendigter Reifung der- artig deformiert sind, wie die in Fig. 67 — 68 abgebildeten, noch im- stande sind, sich auszustrecken und sich zu typischen, befruchtungs- fähigen Spermien umzubilden, halten wir für sehr unwahrscheinlich. Die Köpfe der reifenden Spermien zeigen an allen Stadien einen, meistens wenig hervortretenden, asymmetrischen Bau, der auf die Vertiefung, die sich bei der Befestigung der Centriolen am Kerne bildete, zurückzuführen ist, indem diese Vertiefung von einer Stelle am Rücken des Spermiums, etwas vor dessen Hinterende, schief nach der einen Seite und nach vorn verläuft. In einigen Fällen erscheint der Vorderteil des Kopfes nicht cylindrisch, sondern etwas seitlich abgeplattet und kann, besonders wenn er in die Länge gezogen ist, eine leichte Drehung um seine Längenachse aufweisen. Bei der Kondensation verändert sich das Aussehen des Kern- geriists allmählich, es scheint teils aufgelöst, teils in mehrere größere und kleinere Klumpen gesammelt zu werden (Fig. U), deren Kon- turen mit der fortschreitenden Kondensation an Schärfe verlieren, bis sich der ganze Kerninhalt zu der elastischen, halb durchscheinen- den und lichtbrechenden, scheinbar homogenen Substanz des reifen Spermienkopfes umgewandelt hat. Hand in Hand mit der fortschreitenden Kondensation verändert sich allmählich das Verhalten des Kopfes zu Farbstoffen; diese Ver- änderung tritt an allen doppeltgefärbten Präparaten sehr deutlich her- vor, und zwar auf die Weise, daß der Kopf zu Hämatoxylin, Karmin und basischen Anilinfarbstoffen eine immer zunehmende Affinität erhält. Die Köpfe der reifen Spermien färben sich mit den erwähnten Farbstoffen intensiv und leuchtend. Nach Fixierung in Hermanns Flüssigkeit und Färbung mit Eisenhämatoxylin geben aber die Köpfe den Farbstoff wieder leicht her, während dieser sowohl an dem Spitzenstück als an den Centriolen und dem Schwänze haften bleibt, dabei zeigen die Köpfe meistens einen leicht gelblichen Ton (Fig. 84 — 89). Nicht selten lassen sich an der Oberfläche der Köpfe stark lichthrechende kleine Körperchen beobachten 1). l) Ähnliche Körperchen lassen sich, wie wir in einer früheren Arbeit (05a. S. 215) beschrieben haben, auch an den Chromosomen der Mitosen, mit denen die Köpfe der reifen Spermien in ihrem chemischen und physikalischen Verhalten im ganzen sehr übereinstimmen, und ebenfalls an den Nucleolen häufig nachweisen. 192 A. und K. E. Schreiner Die Entwicklung des Spitzenstücks ist bei Myxine recht schwer zu verfolgen, und zwar sowohl wegen der geringen Gestalt dieses Gebildes als deswegen, weil es an den jungen Spermien bei der Präparation sehr leicht beeinträchtigt wird und deshalb in den ver- schiedenen Präparaten ein ziemlich verschiedenes Aussehen darbietet. Wie früher geschildert, setzt sich die Anlage des Spitzenstücks aus zwei verschiedenen Teilen zusammen, dem gleich nach Ablauf der zweiten Reifungsteilung aus der Sphäre der jungen Spermatide her- ausdifferenzierten primären Spitzenbläschen und dem ebenfalls von der Sphäre herrührenden Sphäreubläschen (sekundären Spitzenbläschen), dessen Entstehung bis auf die Konjugationsperiode zurückgeführt werden konnte, das aber in den Spermatiden etwas später als das pri- märe Spitzenbläschen zum Vorschein kommt. Ob vielleicht auch andre Teile, im besonderen der vordere Teil der Kernmembran, sich am Auf- baue des Spitzenstücks beteiligen, haben wir nicht entscheiden können. Wie früher erwähnt, läßt sich am Anfang der Spermienreifung das sehr kleine primäre Spitzenbläschen meistens gar nicht erkennen, da es im Kerne eingedrückt liegt; über die betreffende Stelle wölbt sich das halbkugelförmige oder leicht zugespitzte, helle sekundäre Spitzenbläschen, das keine Affinität zu Farbstoffen zeigt und schein- bar von wechselnder Größe sein kann (Fig. 26, 29 — 30, U). Das Bläschen scheint manchmal etwas seitlich abgeplattet zu sein und reicht nicht selten an der einen Seite etwas weiter am Kerne hinab als an der andern (Fig. U4, V). Au lebenden jungen Spermien läßt sich das sekundäre Spitzen- bläscheu als solches kaum wahrnehmen; die Spitzeuanlage tritt aber immer durch ihr Lichtbrechungsvermögen deutlich hervor und scheint sich während ihrer weiteren Entwicklung recht einfach zu verhalten. An den ganz jungen Spermien bildet sie ein flaches Kegelchen, das dem Kerne mützenförmig ansitzt (Fig. T 1—3), und das bei der fort- schreitenden Spermienreifung allmählich höher und spitziger wird und sich dadurch in das Spitzenstück des reifen Spermiums um- wandelt (Fig. T 4 — 15). Ein Aussehen, das mit dem eben geschilderten wohl überein- stimmt, zeigt das Spitzenstück auch in gewissen unsrer in Flemmings Flüssigkeit fixierten und mit Eisenhämatoxylin gefärbten Scknitt- präparaten *), wo das Mützchen schwarz gefärbt erscheint. Sonst ') Auch das Sphärenbläschen der Spernjatocyten und Spermatiden tritt an den Fi.EMMiNG-Prüparaten weniger hervor und erscheint kleiner als an unsern übrigen Präparaten. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 193 haben wir aber an allen unsren Präparaten die Spitzenanlage der jungen Spermien, so wie oben dargestellt, als helles Bläschen vor- gefunden. Während aber an den Schnitt- und Zupfpräparaten fixierter Hoden am Vorderende des jungen Spermiums meistens keine andre deutliche Differenziation als das Bläschen zu beobachten ist und die Spitzenanlage, wenn dies bei der Präparation zerstört worden ist, vollkommen zu fehlen scheint, so läßt sich an Ausstrich präparaten, besonders an solchen, die mit Osmiumsäure und Fuchsin (nach der Vorschrift von Retzius) behandelt sind, in günstigen Fällen an der Basis des Bläschens eine färbbare Grenzschicht wahrnehmen (vgl. Fig. 43), die eine gewisse Ähnlichkeit mit der Spitzenanlage der lebenden Spermien hat. Wenn nun der Kopf in die Länge wächst und sich seine Konden- sation stärker zu entwickeln anfängt, läßt sich sowohl an Ausstrich- präparaten als in günstigen Fällen auch an Zupf- und Schnittpräpa- raten innerhalb des Bläschens ein dichteres, abgerundetes oder zuge- spitzes Zäpfchen nachweisen, das sich scheinbar von der basalen Fläche gegen die Kuppe des Bläschens erhebt (Fig. U6_7, V, 35—36); ob es dabei in der Mitte des Bläschens oder an einer seiner Wände entlang emporwächst, können wir nicht entscheiden. Wir halten es für wahrscheinlich, daß dies Zäpfchen, das in seinem Verhalten zu Farbstoffen dem primären Spitzenbläschen nahe kommt, einigermaßen auf dieses zurückzuführen ist. Gleichzeitig mit der Entwicklung dieses Zäpfchens tritt auch an der Kuppe des Bläschens eine Ver- dichtung auf (Fig. 48), die eine ähnliche Affinität zu Farbstoffen wie das Zäpfchen zeigt und sich mit diesem bald vereinigt. Das Spitzen- bläschen scheint sich jetzt rasch um das Zäpfchen zu kondensieren, und dieses nimmt dabei die Gestalt eines an der Spitze meistens leicht abgerundeten Kegelchens an, das mit verbreiteter, mützen- förmiger Basalscheibe dem Vorderteil des eigentlichen Kopfes an- haftet (vgl. Taf. III — IV). Das Spitzenstück bildet manchmal nicht die genaue Verlängerung der Kopfachse, sondern ist etwas dorsal- wärts verschoben (Fig. T 12). Das Spitzenstück der reifen und fast reifen Spermien zeigt eine starke Affinität zu den gewöhnlichen Cytoplasmafarbstoffen, vor allem zum Eosin, mit dem es leuchtend rot gefärbt wird. An den oben S. 191 erwähnten Hermann - Eisenhämatoxyliupräparaten, wo die Köpfe stark entfärbt sind und einen gelblichen Ton haben, zeigen sich die Spitzenstücke schwarz gefärbt (Fig. 84 — 89); sie erscheinen hier größer als gewöhnlich und tragen zugleich ein eigentümliches Archiv f. Zellforschung. I. 13 194 A. und K. E. Schreiner Aussehen, was darauf beruht, daß die Farbe der Außenfläche des kleinen lichtbrechenden Gebildes anhattet, das deshalb im optischen Längsschnitt doppelt erscheint Fig. 85, 88 — 89 . Die Form des Spitzenstücks tritt an solchen Spermien schön hervor: von der ver- breiterten Basalscheibe, die dem Kerne mützenförmig anhaftet, ver- jüngt sich das Spitzenstück allmählich, um sich an seinem vordersten Ende in der Regel wieder etwas zu verbreitern. Wie soll man sich nun die Unterschiede, die meistens im Aus- sehen des Spitzenstücks der jungen Spermien an lebendem und an fixiertem Material vorhanden sind, befriedigend erklären? Unzweifel- haft sind die Verschiedenheiten auf die Einwirkung der angewandten Fixierung*- nnd Untersuchungsflüssigkeiten zurückzuführen, indem diese meistens eine Alteration der noch nicht kondensierten Teile der Spitzenanlage hervorrufen. Es wird dann leicht verständlich sein, warum die Übereinstimmung zwischen den Bildern der frischen und fixierten Präparate mit der fortschreitenden Kondensation und dem Fesrerwerden des Spitzenstücks immer größer wird, bis schließlich an den reifen Spermien das Spitzenstück nach allen Fixierungsmitteln fast die gleiche Gestalt wie au lebenden Spermien zeigt. Die Entwicklung des Schwanzes. Die Grundlage des Spermienschwanzes bildet der Achsenfaden, der schon in der ganz jungen Spermatide vgl. oben vom distalen Ende des distalen Mutter-} Centriols aus der Zelle herausgewachsen ist. Um diesen Faden, zu dem sich später ein zweiter. > accessorischer Achsenfaden gesellt, werden gewisse Hüllen gebildet, zu denen das Material in dem früher erwähnten, während der Wanderung des Sphärenbläschens in der hinteren Verlängerung der Kernachse heraus- gewachsenen Schwanzausläufer vgl. S. 183 gegeben wird. Dieser Ausläufer, der eine konische Form hat und sich bald mit dem Achsen- faden vereinigt, so daß dieser im dorsalen Teil desselben seine Lage be- kommt. wird von der Sphäre, dem Mitochondrienkörper und einer verschieden mächtigen Schicht undifferenzierten Cytoplasmas, die auch den Kern umschließt, aufgebaut. Sehr wahrscheinlich werden von allen diesen drei Bestandteilen des Schwanzausläufers spezifische Hüllen um den Achsenfaden gebildet, da wir aber während der Spermienreifung die Sphäre vom Mitochondrienkörper nicht unter- scheiden und auch über die feineren Vorgänge bei der Bildung des Schwanzes nur unvollständige Aufschlüsse geben können, so werden Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 195 wir in unsrer Beschreibung nur von zwei Schwanzhüllen sprechen, einer inneren, die wahrscheinlich von der Sphäre und dem Mito- chondrienkürper aufgebaut wird und dem Achsenfaden direkt anliegt, und einer äußeren, wahrscheinlich aus undifferenziertem Cytoplasma bestehenden, die die innere Hülle locker umschließt und etwas weiter distalwärts als diese letztere auf den Achsenfaden zu reichen scheint, während sie sich proximalwärts in einer den Kopf bis zum hinteren Bande des Spitzenstücks eng umschließenden Cvtoplasmahiille fortsetzt. Da die äußere Schwanzhülle, soweit wir haben feststellen können, über die distale Grenze der inneren Hülle immer hinausreicht, den Achsenfaden aber nicht in seiner ganzen Länge umschließt, so können wir am Schwänze der Spermien bei Myxine , ähnlich wie bei den meisten übrigen Wirbeltieren, drei Teile unterscheiden, und zwar vom peripherischen Ende gerechnet: 1. das Endstück, das schein- bar nur aus dem nackten Achsenfaden besteht, 2. einen ebenfalls recht kurzen, scheinbar mit einer äußeren Cytoplasmahülle versehenen Teil, der wohl als Hauptstück bezeichnet werden muß, und 3. einen an den reifen Spermien ungefähr die proximalen zwei Drittel ein- nehmenden Teil, der sowohl eine innere wie eine äußere Hülle be- sitzt und wohl Mittel- oder Verbindungsstück genannt werden muß, obwohl er sich von dem gleichnamigen Teil andrer wohl unter- suchten Spermien insofern unterscheidet, als sich an seinem Aufbau keine Centriolderivate beteiligen. Wir wollen jetzt versuchen, die Entwicklung des Schwanzes ge- nauer zu verfolgen. Nachdem sich der Schwanzausläufer mit dem Achsenfaden ver- einigt hat, wächst seine äußere, aus undifferenziertem Cytoplasma bestehende Schicht rasch in peripherischer Richtung auf den Achsen- faden über, indem sie sich nach hinten allmählich verjüngt und schein- bar nur den äußersten Teil des Fadens frei läßt. Diese Cytoplasma- hülle, die somit das ganze junge Spermium mit Ausnahme des Spitzenbläschens und des Endteils des Achsenfadens umschließt, kann anfangs eine gewisse Mächtigkeit besitzen, wird dann aber bald zum Teil abgeworfen J), so daß der Kopf und der Achsenfaden mit seiner *) Diese nachträgliche Cytoplasmaabwerfung, wobei das Cytoplasma in der Regel in dünne, pseudopodienähnliche Fäden ausgezogen wird (vgl. oben , vollzieht sich meistens im proximalen Teil des jungen Schwanzes Fig. 29 — 30;, seltener und in geringerem Maße weiter peripherwärts Fig. 30,. Auch an späteren Stadien der Spermienreifung werden ab und an ähnliche kleine Cytoplasmateile vom Schwänze abgeworfen. 13* 196 A. und K. E. Schreiner inneren Hülle an späteren Stadien meistens nur von einer ganz dünnen äußeren Hülle umgeben sind, die an gewissen Präparaten (wie besonders au frisch zubereiteten Ausstrichpräparaten) kaum zu beobachten ist, an andern aber, besonders im Bereiche des proxi- malen Schwanzteiles, in mehr oder weniger gequollenem Zustande hervortritt. Während sich die äußere Cytoplasmahülle an den geraden Spermien kontinuierlich vom Schwänze auf dem Kopfe fortsetzt, so liegt an den umgebogenen Spermien, wie man sich einfach ausdrücken kann, der Kopf zum Teil oder ganz, immer aber mit Freilassung des Spitzen- stücks, innerhalb des proximalen Teiles der äußeren Schwanzhülle zurückgeschlagen. Zu gleicher Zeit, wo die Cytoplasmahülle auf den Achsenfaden überwächst, nimmt dieser an Länge erheblich zu, so daß der junge Schwanz bald seine endgültige Länge, wenn nicht völlig, so doch beinahe, erreicht (vgl. Fig. U 1—3); das spätere Längenwachstum des Schwanzes scheint sich vornehmlich im Bereiche des Mittelstiicks zu vollziehen. Ehe wir nun zur Schilderung der Bildung von der inneren Schwauzhülle übergehen, werden wir das Verhalten der Centriolen während der Spermienreifung und die Bildung des accessorischen Achsenfadens betrachten. Die Centriolen erleiden bei Mijxine während der ganzen Spermien- reifung nur sehr geringe Veränderungen; sie lassen sich an den reifen Spermien (Fig. 85, 90) in first derselben Gestalt und an derselben Stelle des Kopfes nachweisen, wie am Anfang der Umlagerungs- periode; nur bekommen sie bei der Reifung allmählich zueinander und zur Spermienachse eine bestimmtere Stellung, als früher der Fall war, und zwar ist es besonders das proximale (Tochter-) Centriol, das seine Stellung ändert, während das distale (Mutter-) Centriol, das schon früh ungefähr die proximale Verlängerung des Achsenfadens bildete und sich scheinbar gleich nach dem Heranrücken der Centriolen gegen den Kern (vgl. oben) in seiner ganzen Länge an diesem befestigte, bei den Gestalt Veränderungen des Kernes zur Längenachse desselben parallel zu liegen kommt. Am Anfang der Spermienreifung besteht gewöhnlich noch die frühere Verbindung zwischen den Centriolen, und das Tochtercentriol bildet mit dem Muttercentriol einen nach hinten und seitwärts offenen Winkel, der in der Regel spitzig ist Fig. 17, 19), seltener 90° oder mehr beträgt (Fig. V, 18, 25 — 26). Diese Verbindung wird nun allmählich gelüst, und das Tochtercentriol Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 197 dreht sich, bis sein distales (ursprünglich freies) Ende nach hinten gerichtet ist und beide Centriolen somit zueinander eine parallele oder distalwärts leicht konvergierende Stellung bekommen. Dabei bleiben sie in der Kegel in unmittelbarer Nähe voneinander gelegen, und es läßt sich in günstigen Fällen nachweisen, daß das Tochtercentriol meistens etwas kürzer als das Muttercentriol ist; seltener scheinen (vgl. oben. S. 160) die Centriolen schon beim Anfang der Reifung von derselben Größe zu sein; in solchen Fällen wird auch die Verbindung zwischen ihnen verhältnismäßig früh gelöst, und sie scheinen an späteren Stadien weiter voneinander liegen zu können als gewöhnlich. Während der letzten Zeit der Reifung nehmen beide Centriolen scheinbar an Größe etwas ab. Nach Vollendung der Drehung des proximalen Centriols, oder während dieselbe noch stattfindet, entsteht im Anschluß an sein distales Ende ein feiner, nach hinten laufender Faden, der allmählich stärker wird und sich bald zum Achsenfaden gesellt (Fig. 49), in andern Fällen aber an diesem entlang eine recht weite Strecke ver- läuft, ehe er sich mit ihm vereinigt (Fig. 32 — 33, 46 — 48). An fixiertem Material läßt sich oft au jungen Spermien feststellen, daß die beiden Fäden umeinander gewunden sind, während sie an späteren Stadien meistens miteinander in so intime Verbindung getreten sind, daß sie als ein einzelner Faden, der sich proximalwärts gegen die Centriolen gabelig teilt, hervortreten (Fig. 49, 56—62, 79, 83). Ab und an läßt sich aber auch jetzt, besonders an macerierteu Präpa- raten, die Dualität des Achsenfadens auf größeren oder kleineren Strecken sicher nachweisen. Nicht ganz selten kommen auch Spermien vor, deren Centriolen Achsenläden von gleicher Dicke tragen, und zwar scheinen dies eben solche Spermien zu sein, deren beide Cen- triolen von gleicher Größe sind und sich frühzeitig getrennt haben (Fig. 32 und 46). Der accessorische Achsenfaden scheint, soweit wir an macerierten Spermien haben feststellen können, nie die Länge des Hauptfadens zu erreichen, indem er sich über die distale Grenze des Mittelstücks kaum weit hinaus erstreckt. So wie an früheren Stadien, zeigt der Mitochondrienkörper auch während der Spermienreifung an den verschiedenen Präparaten ein sehr wechselndes Verhalten, es ist uns auch nicht gelungen, über die Art und Weise, wie aus ihm (in Verbindung mit der Sphäre) die innere Schwanz hülle hervorgeht, zur vollen Klarheit zu ge- langen. 198 A. und K. E. Schreiner An lebenden jungen Spermien bildet der Mitochondrienkörper eine dem hinteren Kernpole dicht anliegende Ansammlung relativ großer, licktbrechender Körnchen (vgl. Fig. T,), deren Menge etwas wechselnd sein kann. Indem nun der Kopf in die Länge wächst, nimmt auch der Mitochondrienkörper an Breite ab, verdichtet sich um den Achsenfaden und gleitet allmählich periplierwärts auf den- selben (Fig. T 3-4) ; dabei hält sich recht lange am hinteren Kernpole eine größere Anhäufung von Körnchen, die sich erst an den Schluß- stadien der Reifung, indem das ganze Verbindungsstück in die Länge wächst, ausgleicht. Die proximale Hälfte bis zu zwei Dritteln des Acksenfadens zeigt sich daun von einer recht gleichmäßigen, sich distalwärts leicht verjüngenden, lichtbrechenden Hülle umschlossen (Fig. T15), die in allen Fällen von gleicher Dicke und ungefähr von gleicher Länge zu sein scheint. Au den umgebogeneu Spermien scheint, wenigstens in vielen Fällen, an der Stelle, wo sich die äußere Cytoplasmakülle vom Vorderende des Kopfes auf den Schwanz überschlägt, der peri- pherischen Verbreitung der Mitochondrien ein erheblicher Widerstand geboten zu werden, uud dies mag der Grund sein, warum an solchen Spermien der Kopf bei dem Längenwachstum des Verbindungsstücks manchmal stark in die Länge gezogen wird vgl. Fig. 55, 67 — 68), während in andern Fälleu, wo keine solche Dehnung des Kopfes ein- tritt, sich das Verbindungsstück bogenförmig vom Kopfe abhebf (vgl. Fig. 52 — 54, 58). Die an Osmium-Fuchsin-Ausstrichpräparaten beobachteten Bilder stimmen, was die innere Schwanzhülle betrifft, mit den oben von lebendem Material geschilderten recht gut überein. Der Mitochondrien- körper bildet hier mit der Sphäre einen dichten, intensiv gefärbten Körper von feinkörnigem und meistens etwas faserigem Bau, der mit seinem proximalen Teil die hintere Kuppe des Kopfes wie ein Eichel- napf die Eichel umschließt und dabei auf der dorsalen Seite etwas weiter als auf der ventralen hinaufreicht, indem er den Achsenfadeu bis zu seiner Ursprungsstelle am Rücken des Kopfes begleitet. Während nun allmählich die achsiale Partie des Körpers auf den Achsenfaden hinüberwächst, hält in der Regel, ähnlich wie an leben- den Spermien, am distalen Kopfende eine mehr oder weniger aus- geprägte Auftreibung an (Fig. 77 — 78), die erst kurz vor beendigter Reifung vollkommen verschwindet (Fig. 79 — 82). Während weder die lebenden Spermien noch die erwähnten Ausstrichpräparate besonders auffällige Größenuutersekiede des Mito- Zur Spermienbilduug der Myxinoiden. 199 chondrienkörpers aufweiseu, so finden wir an unsren früher (S. 157) erwähnten, mit Eisenhämatoxylin gefärbten Schnittpräparaten, wo dieser Körper mit besonderer Deutlichkeit hervortritt und sich aus staubfeinen Körnchen aufgebaut zeigt, an den jungen Spermien ähn- liche Unterschiede wie an den Spermatiden vor, während dagegen die reifen Spermien keine entsprechenden Unterschiede zeigen. Bei Verfolgung der Spermienreifung au diesen Präparaten erhält man den Eindruck, daß immer eine bestimmte Menge von Mitochondrien zum Aufbau der inneren Schwanzhülle verbraucht wird, während in vielen Fällen ein größerer oder geringerer Teil des Körpers am ur- sprünglichen Platz, dicht hinter dem Kopfe zurück- bleibt, um kurz vor beendigter Reifung innerhalb der äußeren Schwanzhülle peripherwärts abzugleiten, um allmählich abgeworfen oder aufgelöst zu werden (Fig. 69—73). Wie oben erwähnt, scheint an den meisten unsrer Präparate der Mitochondrienkörper mehr oder weniger aufgelöst zu sein, und die achsiale Partie der jungen Schwänze zeigt sich dann viel weniger kompakt und körnig, dafür aber in der Regel aus- geprägter streifig oder faserig gebaut als in den oben beschriebenen Fällen. In der Regel tritt diese achsiale Partie als ein gegen die äußere Cytoplasma- schicht recht wohl abgegrenztes Kegelchen hervor, in dessen dorsaler Wand der Achsenfaden verläuft, und das auch sonst allseitig von oft sehr hervor- tretenden Fäserchen, die eine Art »Faserkorb« bilden, umgeben ist (Fig. S); die Fäserchen laufen distalwärts spitzig zusammen, proxi- malwärts befestigen sie sich auf dem hinteren Umkreis des Kopfes oder lassen sich über den Kopf bis gegen das Spitzenstück hin verfolgen (Fig. 32, V). An Präparaten, die mit Methylenblau und Eosin gefärbt sind, können diese Fäserchen, ähnlich wie die Zug- fasern der Mitosen und die Faserbündel der Cytoplasmakörper (vgl. unten), einen leichten rötlichen Ton annehmen, und es läßt sich vielleicht aus diesem Verhalten vermuten, daß sich die Sphäre an ihrem Aufbau beteiligt; auch der Umstand, daß diese Fäserchen an Präparaten, wo der Mitochondrienkörper fast vollkommen aufgelöst, die Sphäre aber an früheren Entwicklungsstadien gut gefärbt ist, am meisten hervortreten, könnte für die Richtigkeit einer solchen Annahme sprechen. Fig. V. I Junges Spermium. Vergr. wie Fig. A. -/s. 200 A. und K. E. Schreiner Indem nun die Kondensation des Kopfes fortschreitet und das Verbindungsstück des Schwanzes, dem der beschriebene Faserkorb an Ausbreitung entspricht, in die Länge wächst, wird der faserige Bau desselben wieder undeutlicher und verliert sich schließlich meistens vollständig; an späteren Stadien lassen sich in der Kegel nur einige wenige, häutig, wie es scheint, zwei feine aber scharf be- grenzte Fäserchen nachweisen, die vom distalen und ventralen Ende des Kopfes auf den Schwanz in distaler Kicbtung recht weit verfolgt werden können (Fig. Ti4a, V, 60); wir dürfen aber nicht mit Sicher- heit deu Ursprung dieser Fäserchen, die einen konstanten Bestandteil des Spermienschwanzes zu bilden scheinen, und die wir die Ventral- fasern nennen möchten, auf die früheren Korbfasern zurückführen. Proximalwärts über den Kopf haben wir sie nicht verfolgen können. An Ausstrichpräparaten, die nach Fixierung mit Flemmings oder Zenkers Flüssigkeiten mit Eisenhämatoxylin gefärbt sind, sieht man meistens an den jungen Spermien innerhalb oder zwischen den er- wähnten Korbfaseru eine größere oder geringere Menge graugefärbter Körnchen, die um den proximalen Teil des Achsenfadens, vor allem an seiner dorsalen Seite, gelegen sind (vgl. Fig. 44 — 60). Während der weiteren Entwicklung sieht man nicht selten, daß sich diese Körnchen, die augenscheinlich vom Mitochondrienkörper herrühren, gewissermaßen in spiraligen Bändern um den Achsenfaden anordnen (vgl. Fig. 50, 52, 57); wir dürfen aber über die Bedeutung derartiger Bilder keine bestimmte Meinung äußern. Häufig findet man auch, besonders an etwas späteren Stadien, daß im Bereiche des Ver- bindungsstückes der Achsenfaden mit seiner inneren Hülle einen spiraligen Verlauf hat (Fig. 56), was sicherlich auf eine Kontraktion der äußeren Schwanzhülle zurückzuführen ist. Über das Schicksal des Mitochondrienkörpers, der sich in den männlichen Geschlechtszellen von Myxine von deu Ursamenzellen an beobachten läßt, haben wir somit gefunden, daß er sich bei der Spermienreifung über den proximalen Teil des Achsenfadens verteilt und zur Bildung einer recht ansehnlichen Hülle, die mehr als die Hälfte des Fadens umschließt, das Material liefert, daß er aber in Fällen, wo er als kompakter Körper von wechselnder Größe hervor- tritt, sehr wahrscheinlich auch Stoffe andrer Natur enthält, die bei der Präparation in den meisten Fällen aufgelöst werden. An den letzten Stadien der Spermienreifung wächst die innere Schwanzhülle in distaler Kicbtung weit auf deu Achsenfaden über; bei den jetzt eintretenden inneren Umwandlungen der Schwanzlnillen Znv Spermienbildung der Myxinoiden. 201 wird die äußere cytoplasmatische Hülle immer unscheinbarer, sei es, daß sie sich der inneren Hülle dicht anlegt oder vielleicht zum Teil abgeworfen wird. Es wird jetzt in der Kegel nicht mehr möglich, die distale Grenze weder der inneren noch der äußeren Schwanzhülle mit Sicherheit zu erkennen, und obgleich wir den Eindruck bekommen haben, daß die äußere Hülle immer etwas weiter distalwärts als die innere reicht, so dürfen wir dies nicht mit absoluter Sicherheit be- haupten; es wäre ja möglich, daß der freilich wenig hervortretende Unterschied, der sich noch an den reifen Spermien zwischen einem dünneren »Endstück« und einem etwas stärkeren »Hauptstück« feststellen läßt, auf andern Verhältnissen, in die wir nicht haben eindringen können, beruhte. Bei der Behandlung mit den verschiedenen Flüssig- keiten können die Spermien, reife und unreife, in oft er- heblichem Maße ihre Form ändern, und zwar teils durch Kontraktion, teils durch Quel- lung ihrer verschiedenen Teile. ^ , . , r Lebende reife Spermien, in physiologischer Kochsalz- oO ZClgGD SiCn Z. r>. an US- lösung untersucht. Die Schwänze der in 1 und 2 ab- mium - Fuchsin -Ausstrichm’ä- gebildeten Spermien bewegten sich bei der Zeichnung ^ noch lebhaft. paraten die Spermien im gan- Yergr. Linse 1.5 mm. u. Ocular 8. zen meistens größer als in frischem Zustande, und besonders erscheint hier der Kopf, in ge- ringerem Maße auch das Mittelstück der Spermien gequollen, während die äußere Cytoplasmahülle meistens wenig hervortritt (vgl. Fig. 77 — 82). Viel häutiger aber kommt es bei der Präparation zu einer Kon- traktion des Kopfes und einer Aufquellung der äußeren Cytoplasma- hülle. Eine solche Anschwellung der ganzen äußeren Hülle haben wir besonders in einigen Fällen nach Fixierung mit Hermanns Flüssigkeit sehr ausgesprochen gefunden (vgl. Fig. 84—87). Auch an lebenden Spermien, die in destilliertem Wasser oder dünnen Salzlösungen untersucht werden, bemerkt man, daß sie sehr schnell ihre ursprüng- liche Form ändern, indem sich Flüssigkeit innerhalb ihrer äußeren 202 A ■ und K. E. Schreiner Cytoplasmahülle ansammelt. Die Aufblähung der Cytoplasmahülle fängt immer an der ventralen Seite des Spermiums an (vgl. Fig. T, besonders 11 — 15) und kann, besonders an reifen Spermien, zuletzt einen solchen Grad erreichen, daß die ganze Cytoplasmahülle ein großes Bläschen bildet, an dessen innerer Wand der Kopf und der proximale Teil des Schwanzes mit ihren dorsalen Kanten oft festgewachsen sind, während der distale Teil des Schwanzfadens innerhalb des Bläschens frei liegt (Fig. W, vgl. auch Fig. 74—76); dabei kann die Beweglichkeit des Schwanzes noch völlig erhalten sein, und man kann nicht selten be- obachten, wie der mit dem Mittelstück verbundene Teil der Bläschen- wand bei den Schwingungen des Schwanzes kielartig hervorgetrieben und hin- und hergeschlagen wird, während sich der dünne, distale Teil des Schwanzes innerhalb des Bläschens sehr schnell bewegt. Unzweifelhaft haben wir in solchen Fällen mit einer Quellung, die auf Einwirkung hypotonischer Medien beruht, zu tun, und die oben beschriebenen Veränderungen der Spermien sind somit denen vollkommen analog, die Kolzoff (06) neulich nach Beobachtungen an My/ocfo/yfa-Spermien geschildert hat. Ähnlich wie dieser Forscher es hat, haben wir mehrmals beobachtet, daß die gequollenen Hüllen zweier oder mehrerer Spermien miteinander zu einem großen Bläschen verschmelzen können (Fig. W4_5, 86 — 87). Von der soeben beschriebenen Aufblähung der äußeren Cytoplasma- hülle des Spermiums zu unterscheiden ist eine andre Art von Bläschen- bildung im Bereiche des Schwanzes, die sowohl zusammen mit jener als auch allein auftreten kann. Au fixierten Spermien, vor allem an solchen, deren Köpfe schon recht weit kondensiert sind, läßt sich nicht selten ein größeres oder kleineres helles Bläschen beobachten, das der distalen Fläche des Kopfes direkt anliegt, und das den Achsenfaden mit der Mitochoudrienhülle an seiner dorsalen, die »Ventralfasern« an seiner ventralen Seite hat (Fig. 29 rechts, 37, 40, 60, 66, 70, Tc, 10-11, u— 15, W4). Wir halten es für wahrscheinlich, daß dieses Bläschen, dessen Wand aus einem Teil der Kernmembrau gebildet zu werden scheint, einem Austreten von Flüssigkeit aus dem Kopfe sein Entstehen verdankt, sei es, daß dieser Vorgang artifiziell hervorgerufen ist oder bis zu einem ge- wissen Grade auch die natürliche Kondensation des Kopfes begleitet. Die reifen Spermien von Myxine (Fig. T15, 63, 65, 79—80, 82, 84 — 90, 107) besitzen eine Länge von ungefähr 0,060 — 0,065 mm1', wovon 0,01 — 0,012 mm auf den Kopf fällt. 1 Die Messungen sind au Osmium-Fuehsin-Ausstnchprüparaten ausgefiihrt. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 20B Der Kopf ist scheinbar bilateral symmetrisch gebaut. Sein Durchschnitt ist sphärisch, im schmaleren Vorderteile oft seitlich leicht zusammengedrückt. Sein größter Durchmesser entspricht ungefähr der Befestigungsstelle der Centriolen und beträgt etwa 0,0025 — 0,003 mm. Der Vorderteil ist nicht selten flaschenhalsähnlich verschmälert, dabei an seiner Spitze aber wieder etwas verbreitert (Fig. 84, 90), so daß das Spitzenstück demselben wie ein halb ausgezogener Pfropf ansitzt. An lebenden beweglichen Spermien beobachtet man oft, daß der dünnere Vorderteil des Kopfes etwas biegsam ist. Der Hinterteil des Kopfes springt in ventraler Richtung vor, und seine distale Fläche ist dorsalwärts und nach hinten gekehrt, meistens ist sie leicht kon- vex, seltener etwas ausgehöhlt (vgl. Fig. 85, 88 und Ti5, ein extremer Fall ist in Fig. 93 wiedergegeben). Der Kopf erscheint in unbeschädigtem Zustande lichtbrechend und fast völlig homogen und strukturlos, nur ab und an läßt er eine wenig hervortretende Längsstreifung vermuten. Wie das Studium ge- quollener und beim Druck des Deckgläschens zerquetschter Köpfe lehrt (Fig. 83), beruht diese Längsstreifung auf dem Vorhandensein zahl- reicher, feiner, aber distinkter Fäserchen, die vom Spitzenstück, zum Teil zu Bündeln vereinigt, in seichten Windungen über den Kopf verlaufen und vom distalen Ende desselben auf den Schwanz übertreten. Sehr wahrscheinlich haben wir es hier mit Fäserchen zu tun, die in oder innerhalb der äußeren Cytoplasmahülle des Spermiums liegen und eine Art Stützskelett bilden1). Es liegt nahe anzunehmen, daß sie aus den früher sichtbaren Korbfasern (vgl. S. 199) hervorgegangen sind. Wie zerquetschte oder macerierte Spermien zeigen, besitzt das Spitzenstück eine erheblich größere Festigkeit als der eigentliche Kopf. Der Schwanz der reifen Spermien ist im lebenden Zustande, wenn er sicht nicht bewegt, gerade ausgestreckt oder zeigt eine leichte ventrale Krümmung; er scheint sich hei oberflächlicher Be- trachtung distalwärts ganz allmählich zu verjüngen und läuft in eine äußerst feine Spitze aus, so daß es sehr schwer ist festzustellen, wo er aufhört. In geeigneten Fällen kann man aber sowohl an leben- den wie an fixierten Spermien, besonders an solchen, die noch nicht vollkommen reif sind, zwei Stellen erkennen, wo der Schwanz etwas plötzlicher an Stärke abnimmt, und wir können hiernach den ganzen ') Diese Fasern sind wahrscheinlich von derselben Natur wie die von Retzius (02) an Spermien von Acanthias und von Koltzoff (06) an Spermien mehrerer Evertebraten beschriebenen Stützfäden. 204 A. und K. E. Schreiner Schwanz in drei Stücke einteilen, die wir nach der gebräuchlichen Nomenklatur als Verbindungs- oder Mittelstück. Hauptstück und End- stück bezeichnet haben. Das Verbindungsstück nimmt den größten Teil des Schwanzes ein, seine Länge beträgt durchschnittlich 0,025 — 0,030 mm; an frischen Spermien zeigt es sich stärker lichtbrechend als der übrige Teil des Schwanzes und läßt in günstigen Fällen an gefärbten Sper- mien eine ganz feine Querstreifung wahrnehmen, die sich zeich- nerisch kaum wiedergeben läßt. Vom distalen Teil des Schwanzes fällt ungefähr 0,014 — 0,018 mm auf das Hauptstück, 0,004 bis 0,006 mm auf das Endstück. Von einem Hals in gewöhnlichem Sinne (vgl. Waldeyer 06 kann bei Myxine nicht die Rede sein, da die Centriolen neben- einander in ihrer ganzen Länge dem hinteren Kopfteile anliegen und mit den proximalen Enden der beiden Achsenfäden in unmittel- barem Zusammenhänge stehen. Auch scheint sich die von den Mito- chondrien gebildete Hülle — sowohl nach lebenden Spermien als nach Ausstrichpräparaten zu urteilen — in proximaler Richtung bis zu den distalen Enden der Centriolen hinauf zu erstrecken. Immerhin gewinnt man jedoch manchmal, besonders nach Bildern an Schnitt- präparaten, den Eindruck, daß der vorderste Teil des Schwanzes etwas anders als das eigentliche Verbindungsstück gebaut ist; nicht selten scheint nämlich die Mitochondrienhülle erst eine kurze Strecke hinter dem Kopfe mit einer kleinen Verbreiterung anzufangen, und man kann dann zwischen dieser und der hinteren Fläche des Kopfes oft ein winziges helles Bläschen wahrnehmen, in dessen dorsaler Wand die beiden sich gabelig spreizenden Achsenfäden, in der ven- tralen aber die au reifen Spermien sonst nicht sichtbaren Ventral- fasern (vgl. oben) verlaufen (Fig. 88). In solchen Fällen hat es den Anschein, als ob der Kopf vom Verbindungsstück durch einen ganz kurzen »Hals« getrennt wäre; wir halten es für recht wahrscheinlich, daß diese Bilder durch Retraktion der inneren Schwanzhülle, viel- leicht auch durch Kontraktion des Kopfes zustande kommen, dürfen uns jedoch über diesen Punkt nicht mit Bestimmtheit äußern. Wenn lebende Spermien im Seewasser unter das Deckgläschen gebracht werden, zeigen sie sich meistens bewegungslos ; in günstigen Fällen kann man jedoch hier und da einige finden, die sich lebhaft bewegen und in größeren oder kleineren Kreisen herumschwimmen. Wir haben den Eindruck bekommen, daß der distale, dünnere Teil des Schwanzes bei den Bewegungen wie ein Propeller das ganze Zur Sperraienbilduug der Myxinoiden. 205 Spermium vorwärtstreibt ; dieser Teil führt nämlich überaus schnelle schraubenförmige Schwingungen aus, während der proximale Teil des Schwanzes viel langsamere pendelartige Schwingungen um einen Punkt in der vorderen Hälfte des Verbindungsstückes macht. Wir zählten einmal, daß der Kopf eines Spermiums, das freilich schon ein wenig »ermüdet« war, in einer Minute 21 Schwingungen nach links und ebensoviele nach rechts ausführte, während die vom dis- talen Teile des Schwanzes ausgeführten Schwingungen unzählbar waren. Bei den Schwingungen des proximalen Teiles des Spermiums wird der Kopf auch etwas hin und her um seine Längenachse rotiert. Kiemals sahen wir, daß der dem Halse andrer Spermien ent- sprechende vorderste Teil des Schwanzes als eine Gelenkstelle diente, in welcher der Kopf Biegungen gegen den Schwanz ausführte. B. Bdellostoma burgeri. Während die reifen Spermien von Bdellostoma (vgl. Fig. 124 — 126; denen von Myxine sehr ähnlich sehen, erscheinen die jungen Spermien dieser beiden Myxinoiden, vor allem was die Form ihrer Köpfe betrifft, wie unsre Figuren zeigen, recht verschieden. Die auffallenden Unterschiede, die zwischen den ausgeprägtesten Formen der unreifen Spermien unsrer beiden Objekte bestehen, werden in- dessen auf beiden Seiten durch viele Übergangsformen vermittelt. Die jungen Spermien von Bdellostoma zeigen im ganzen einen viel mehr hervortretenden asymmetrischen Bau und eine weit kom- pliziertere Skulptur als die von Myxine ; da sie aber in dieser Hin- sicht sehr viele Variationen aufweisen, und es an unsrem Material recht selten gelingt, die Sagittalebene der Spermien sicher festzu- stellen, so haben wir bezüglich dieser Verhältnisse dem, was aus unsren Zeichnungen zu ersehen ist, nur wenig hinzuzufügen. Die Formveränderungen des Kernes fingen früher bei Bdellostoma als bei Myxine an sichtbar zu werden, indem der Kern bald nach der Befestigung der Centriolen an seiner dorsalen Seite mehr oder weniger ausgeprägt die Form eines abgerundeten Kegels mit unregel- mäßig gestalteter Basalfläche annimmt (Fig. 109—110, 127). Es ent- wickelt sich nun, ähnlich wie bei Myxine , in der hinteren Verlänge- rung der Kernachse ein Schwanzausläufer, der entweder von Anfang an den Achsenfaden umschließt oder sich doch bald mit diesem ver- einigt. Gleichzeitig mit der Entwicklung dieser Schwanzanlage tritt am Vorderende des Kopfes eine auffällige Veränderung ein, indem die das Spitzenbläschen tragende Partie sehr rasch zu einem langen, 2(»6 A. und K. E. Schreiner schmalen, von dem in seiner Form noch wenig veränderten großen Hinterteil des Kopfes scharf abgesetzten Schnabel auswächst (Fig. 111 bis 117). Während sich dieser schmale Vorderteil des Kopfes an unsren mit Hämatoxylin und Eosin doppelgefärbten Zupfpräparaten in seinem Verhalten zu Farbstoffen nicht vom Hinterteil unterscheidet, so wird er an Schnittpräparaten, wo die Elemente im ganzen kleiner erscheinen, vom Eisenhämatoxylin , in geringerem Grade auch von andern Farbstoffen erheblich stärker gefärbt als der Hinterteil und zeigt sich dabei von diesem durch eine recht scharfe Linie abge- grenzt (Fig. 128 — 129 . Die Absetzung des Vorderteiles des Kopfes gegen den Hinterteil desselben bleibt eine verschieden lange Zeit bestehen und kann sehr ausgeprägt sein (Fig. 118 — 119 ; wenn sich aber die Kondensation des Kopfes stärker entwickelt, gleicht sich der Unterschied allmählich aus, und die Retortenform des Kopfes wird in die eines regelmäßig zugespitzten Kegels verändert (Fig. 120 —123). Die distale Fläche des Kopfes zeigt bei Bdellostoma in der Kegel eine sehr ausgeprägte, schief dorsalwärts gerichtete Aushöh- lung und läuft nach hinten in zwei meistens ungleich langen, seit- lichen Zipfeln aus (vgl. Fig. 115—116, 120, 122 — 123), von denen feine Fäden auf den Schwanz hinüberzulaufen scheinen. In der proximalen Partie dieser Aushöhlung liegen die Centriolen, die in- dessen an unsrem Material im ganzen wenig hervortreten, so daß wir über ihr näheres Verhalten nichts mitteilen können. Ab uud zu zeigt sich an unsren Präparaten der Kopf etwas ge- schwollen und dabei leicht spiralig gewunden (vgl. Fig. 121), was sehr wahrscheinlich auf das Vorhandensein ähnlicher »Skelettfasern« wie der für Myxine oben beschriebenen (vgl. S. 203) zurückzu- führen ist. Umgebogene Spermien kommen bei Bdellostoma auf dieselbe Weise wie bei Myxine , aber als eine Seltenheit vor vgl. Fig. 134,. Das Spitzenstück tritt, nachdem die Spermienreifung angefangen hat, mit großer Deutlichkeit als helles Bläschen hervor, das mit einer stark färbbaren Scheibe dem Vorderteile des Kopfes ansitzt und, ähn- lich wie bei Myxine, an etwas vorgeschrittenen Stadien in seinem Inneren eine Verdichtung aufweist, die an ihrer Spitze am stärksten gefärbt wird Fig. 112, 115, 121, 123). Uber die feineren Vorgänge bei der Entwicklung des Schwanzes gestattet uns unser Material keine genaueren Aufschlüsse zu geben. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 207 Die reifen Spermien von Bdellostoma (Fig. 124 — 126) sehen denen von Myxine sehr ähnlich, ihre Köpfe sind aber etwas schlanker als diejenigen der AZt/xri^n-Spermien und zeigen gewöhnlich eine seichte S-törmige Krümmung; der ventralwärts gerichtete Fortsatz des hinteren Kopfteiles ist ausgeprägter als bei Myxine , das feine kegel- förmige Spitzenstück etwas länger. Nach Färbung mit Eisenliäma- toxylin erkennt man die beiden Centriolen als zwei kleine Körner auf der dorsalen Seite des hinteren Kopfteiles (Fig. 126) ; das proxi- male Centriol scheint nicht, wie bei Myxine , neben dem distalen in derselben Höhe am Kopfe zu liegen, sondern an seiner proximalen Seite. Das Verhalten des Achsenfadens zu den Centriolen haben wir nicht sicher festzustellen vermocht. Die Länge der Spermien beträgt 0,044 — 0,050 mm , wovon 0,009—0,010 mm auf den Kopf fällt. Die Länge des Spitzenstückes ist etwa 0,0006 mm, der größte Durchmesser des Kopfes 0,0015 mm. Ebensowenig wie bei den Spermien von Myxine läßt sich am Schwänze der i*/e//ortowa-Spermien die distale Grenze des Verbin- dungsstücks sicher bestimmen, die Länge desselben scheint aber meistens 0,021 — 0,026 mm zu betragen. Das Vorhandensein eines Endstücks haben wir nicht sicher feststellen können. Anhang zur Spermienreifung. Späteres Schicksal der abgeworfenen Cytoplasmakörper. Die von den jungen Spermienanlagen losgetrennten Cytoplasma- körper (vgl. S. 178—79) erleiden eine sehr eigentümliche und cha- rakteristische Umbildung. Wie früher beschrieben, sind diese Körper gleich nach der Ab- wertung häufig mit zahlreichen, abgerundeten, nach allen Richtungen hin austretenden, pseudopodienähnlichen Ausläufern versehen (vgl. Fig. 19 — 20, 27 a, 28), während sie in andern Fällen regelmäßiger abgerundet erscheinen; das letztere ist an unsren Präparaten von Bdellostoma fast immer der Fall. In ihrer centralen Partie zeigen die Körper eine meistens deutlich hervortretende körnige Verdich- tung (vgl. Fig. 27a), die, soweit wir einsehen können, aus Sphären- substanz, vielleicht auch zum Teile aus Mitochondrien besteht. Wie oben (S. 179) für Myxine erwähnt, scheinen sich die Cyto- plasmakörper in seltenen Fällen auf die Weise verändern zu können, daß sie eine sehr große Zahl ganz feiner verästelter Ausläufer hinaus- b Die Messungen sind an Forraalin-Zupfpräparaten ausgeführt. A. und K. E. Schreiner 208 schicken vgl. Fig. 276?); wir halten es indessen nicht für unmöglich, daß diese Erscheinung, die nur an gewissen Präparaten angetrofi'en wird, auf Einwirkung der Fixierungstlüssigkeiten auf eben abge- worfene Cytoplasmakörper beruhen kann. Die Umbildung, die die Körper in der ganz überwiegenden Mehrzahl der Fälle erleiden, ist jedenfalls von andrer Art. Zu gleicher Zeit, wenn an den jungen Spermien die Schwanz- ausläufer zur Entwicklung kommen und ihre Köpfe iD die Länge zu wachsen anfaugen, findet auch ein Längenwachstum der ihnen ungehörigen Cytoplasmakörper statt. Die unregelmäßigen, pseudo- podienälmlichen Ausläufer werden eingezogen, während gleichzeitig von der centralen Verdichtung aus Bündel von feinen Fäserchen ent- wickelt werden Fig. 27 e), die deu Korbfasern der jungen Spermien auffallend ähnlich sehen und wie diese nach Färbung mit Methylen- blau und Eosin einen leichten rötlichen Ton zeigen (vgl. Fig. 106). Die Faserbündel wachsen in der Pegel rasch in die Länge und treiben dadurch den Cytoplasmakörper in langen zugespitzten Zipfeln hervor, die vom übrigen Teile des Körpers mehr oder weniger scharf abgegrenzt sein können (Fig. 21 f, X). In den meisten Fällen, bei Bdellostoma fast ausnahmslos, wachsen die Fäden in zwei entgegen- gesetzten Richtungen aus, indem sie in der centralen Partie des Körpers kontinuierlich ineinander übergehen, und die Körper be- kommen dann die Form abgeplatteter Spindeln (Fig. X 2, g-w, 27 e — f , 106, 135); ab und an können sich die Zipfel peripherwärts teilen, oder es können vom Centrum Faserbündel nach mehreren Richtungen auswachsen, so daß die Körper eine unregelmäßige Stern- form bekommen (Fig. Xi0); dabei gehen die Fasern meistens im Centrum ineinander über, seltener kann man beobachten, daß von der centralen Verdichtung aus ein Faserbündel nach einer Seite aus- wächst, ohne sich nach der entgegengesetzten Seite fortzusetzen. Bei ihrem Wachstum scheinen die achsialen Fasern allmählich miteinander zu verschmelzen und dadurch recht wohl begrenzte, stärker färbbare spindelförmige Körper zu bilden, die von der äußeren, locker gebauten, aus undifferenziertem Cytoplasma bestehenden Partie der Körper umschlossen werden; in diesem äußeren Teile läßt sich in der Regel an älteren Cytoplasmakörpern eine Vaeuolisation wahr- nehmen. Das Längenwachstum der Cytoplasmakörper scheint sich wäh- rend der ganzen Reifung der ihnen angehörigen Spermien fortzu- setzeu und kann eiuen sehr wechselnden Grad erreichen. Manchmal Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 209 findet man in den reifen Hodenfollikeln spindelförmige Cytoplasma- körper , deren Form an die einer glatten Muskelzelle erinnert , und deren Zipfel ebenso lang oder sogar länger als die reifen Spermien sein können, während andre Körper mehr plump und nur mit relativ Fig. X. Umbildung der Cytoplasmakörper. In t, 5 nnd 8 ist die Cytoplasmaabwerfung nicht eingetreten. 4 — 5 vorgeschrittene Chromatolyse der Kerne, 8 ein scheinbar fast normales Spermium, innerhalb des Cytoplasmakörpers gelegen. Vergr. Linse 1.5 mm. Ocular 6. 2/3. Archiv f. ZeUforschung. I. 14 21Ü A. uud K. E. Schreiner kurzen Ausläufern versehen sind. Auch die Größe der Körper kann sehr verschieden sein, was natürlich auf die verschiedene Menge des von den jungen Spermien auf einmal abgeworfenen Cytoplasmas zurückzuführeu ist. Die beiden Zipfel eines spindelförmigen C3T0- plasmakörpers erreichen meistens ungefähr die gleiche Länge, seltener erscheint der eine kurz und abgerundet, während der andre sehr lang und spitzig ausgezogen ist. Bei Bdcllostoma sind die aus- gewachsenen Cytoplasmakörper meistens stark zusammengebogen, so daß die breitere Partie eine Kahnform bekommt, während die beiden laugen Ausläufer aufgerollt oder umeinander gewunden sind (vgl. Fig. 135 d). Niemals haben wir an frischen Ausstrichpräparaten auch die geringste aktive Bewegung der Cytoplasmakörper beobachten können. Sowohl bei Myxine wie bei Bdcllostoma kann es Vorkommen, daß der Cytoplasmakörper in größerer oder geringerer Ausdehnung mit dem Spermium in Verbindung bleibt und daß die beiden Ge- bilde trotzdem manchmal ihre Umwandlungen auf normale Weise durchlaufen können (vgl. Fig. 66, 135 b — e). III. Bemerkungen über einige häufige Anomalien bei der Spermienbildung. Die vielfachen atypischen Verhältnisse, die bei der Entwicklung der männlichen Geschlechtszellen unsrer Objekte zur Beobachtung gelangen, auszuforschen, wäre eine Aufgabe für sich, die sehr viel Zeit uud Mühe in Anspruch nehmen würde. Es ist keineswegs unsre Absicht, auf dieses schwierige Kapitel hier näher einzugehen, doch möchten wir dem Leser im Anschluß an unsre Schilderung der typi- schen Spermienbildung einige Anomalien, die uns besonders häufig begegnet sind und die zum Teile über die Natur der Vorgänge bei der normalen Spermiogenese gewisse Aufschlüsse zu geben imstande zu sein scheinen, mit einigen Worten vorführen. Die Anomalien, mit denen wir uns hier beschäftigen wollen, gehören, soweit sie die Spermieubilduug betreffen, zwei Kategorien an. Die er stere Kategorie umfaßt atypische Spermienformen, vor allem Doppelbildungen, deren Entstehen auf Unregelmäßigkeiten im Ablauf der vorangehenden Zell- oder Kernteilungen zurückgeführt werden kann, bei denen aber der Beifuugsvorgang auf einigermaßen normale Weise vollendet wird; zur letzteren Kategorie gehören aber Entwicklungshemmungen der Spermatiden, die auf Störungen Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 211 im normalen gegenseitigen Verhältnis der einzelnen Teile derselben zurückzuführen sind. Wir werden uns zuerst mit Anomalien der ersten Kategorie be- schäftigen. 1. Doppelbildungen kommen unter den Spermien unsrer beiden Objekte recht häufig vor; sie können sehr verschiedene Grade aufweisen, und zwar werden alle Übergänge vorgefunden zwischen Zwillingsspermien, die nur in geringer Ausdehnung miteinander ver- wachsen sind, und solchen, an denen die Doppelnatur nur an der vorderen oder hinteren Partie des Kopfes zu erkennen ist, oder wo nur die Schwänze in größerem oder geringerem Maße doppelt, die Köpfe aber einfach erscheinen. Was die Größe betrifft, so können die Doppelspermien recht erhebliche Verschiedenheiten zeigen, indem einige zwei, andre aber nur einem normalen Spermium zu ent- sprechen scheinen. Wie ihre Histogenese lehrt, können die Doppelbildungen tat- sächlich auch auf zwei ganz verschiedene Weisen entstehen, und zwar entweder durch Verwachsung zweier Spermienanlagen oder durch Spaltung von einer solchen Anlage. Wir werden in Übereinstimmung mit Retziüs (vgl. unten) die ersteren als echte, die letzteren als unechte Doppelbildungen bezeichnen. Wir müssen nun gleich darauf aufmerksam machen, daß wir in vielen Fällen aus der Größe der Doppelbildungen allein nicht sicher entscheiden können, ob sie als echte oder als unechte aufzufassen sind; dazu können nämlich schon die normalen Spermien zu erheb- liche Variationen an Größe zeigen; es gibt für diese Entscheidung nur ein Kriterium, das völlig maßgebend ist: echte Doppel Sper- mien besitzen, wenn sie nicht pathologisch verändert sind, zwei Centriolenpaare und zwei doppelte Achsenfäden, die un- echten dagegen nur zwei einfache Centriolen und Achsen- fäden. A. Echte Doppelbildungen gehen, soweit wir haben fest- stellen können, immer aus Doppelspermatiden hervor, die wieder dadurch entstehen, daß hei der zweiten Reifungsteilung die Cyto- plasmaeinscliuUrung ausblcibt, während die Tochterplatten entweder auf normale Weise von einander getrennt werden, so daß zwei normal große Kerne hervorgehen, oder in größerer oder geringerer Ausdeh- nung in Zusammenhang bleiben und von einer gemeinsamen Kern- vacuole umschlossen werden, wodurch ein runder Kern von der doppelten normalen Größe oder zwei mehr oder weniger miteinander 14* 212 A. und K. E. Schreiner verwachsene Kerne entstehen. Solche Doppelspermatiden besitzen von Anfang an immer zwei getrennte Centriolenpaare, die bei der unmittelbar auf die Teilung folgenden Wanderung der Centriolen einander entgegenrücken und schließlich unweit voneinander gelagert werden. Sie können in einigen Fällen von getrennten Sphären umschlossen werden, und es kann mit jedem Centriolenpaar ein Sphärenbläschen zur Entwicklung gelangen ; nicht selten bekommen aber die beiden Centriolenpaare eine gemeinsame, mehr oder weniger in die Breite gezogene Sphäre, und es wird auch, wovon wir uns überzeugt haben, in einigen Fällen nur ein Sphärenbläschen gebildet. Der Mitochondrienkörper scheint immer ungeteilt zu bleiben. Das primäre Spitzenbläschen hat an etwas älteren Doppelspermatiden, wenn zwei Kerne vorhanden sind, in dem den Centriolen gegenüber- liegenden (vorderen) Winkel zwischen beiden Kernen seine Lage und kann, ähnlich wie das Sphärenbläschen, einfach oder doppelt sein. Aus diesem verschiedenen Verhalten der Anlagen der Spermien- teile ergeben sich die verschiedenen Formen von Doppelspermien, die aus solchen Spermatiden hervorgehen können, von selbst; an unsren Tafeln haben wir einige Beispiele abgebildet. In Fig. 131 ist ein junges Doppelspermium von Bdellostoma wiedergegeben, dessen Kopf zwar auffallend groß ist, sich in seinem Baue aber von dein eines normalen Spermiums in keiner Hinsicht unterscheidet; am hinteren Kopfteile liegen aber zwei recht weit von- einander getrennte Centriolenpaare, die von diesen ausgehenden Achsenfäden vereinigen sich kurz hinter dem Kopfe miteinander. Diesem Spermium sehr ähnlich ist das in Fig. 38 von Myxine abge- bildete, wo auch eine Doppelbildung des hinteren Kopfteiles andeu- tungsweise ausgesprochen ist; die weit getrennten Centriolen, von denen die Achsenfäden ausgehen, ließen sich, wahrscheinlich wegen ihrer Lage an den Kauten des Kopfes, nicht mit Sicherheit als doppelt erkennen, und wir können deshalb auch nicht mit absoluter Bestimmt- heit behaupten, daß wir hier eine echte Doppelbildung vor uns haben, obwohl die Größe des Kopfes nach dieser Lichtung zu deuten scheint. Schon beim ersten Blick präsentieren sich die in Fig. 39 und 130 dargestellten Spermien als Doppelbildungen, deren Köpfe an ihren vorderen Teilen gespalten und mit zwei wohl entwickelten Spitzenstückeu versehen sind, an ihren hinteren Teilen aber nur ver- breitert erscheinen. Die häufigsten vielleicht von allen echten Doppelspermien sind an unsren Präparaten solche, deren beide Köpfe vollkommen selb- Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 213 ständig sind und wo die Verwachsung sich auf den Schwanz be- schränkt (vgl. Fig. 40, 94'), 132); scheinbar ist in solchen Fällen meistens nur die äußere Schwanzhülle gemeinsam, während die mit getrennten inneren Hüllen versehenen Achsenfäden sich oft umein- ander drehen (Fig. 40 . Es mag wohl recht wahrscheinlich sein, daß sich einige solche »Zwillingsspermien - bei ihrer weiteren Reifung voneinander vollkommen trennen, und daß somit aus einer Doppel- spermatide schließlich zwei normale Spermien hervorgehen können. B. Unechte Doppelbildungen (Spaltbilduugen) sind, wie wir glauben, auf Spermatocytenteilungen , in denen die Centriolen eine verfrühte Entwicklung zeigten (vgl. S. 158) zurückzuführen. Wie wir in einer früheren Arbeit (05 b) beschrieben haben, können die Centriolen der Spermatocyten I und II von Myxine in ihrer Entwicklung dem Kerne vorauseilen und sich schon während der Metaphasen oder frühen Anaphasen voneinander trennen, wodurch drei- oder vierpolige Mitosen (Mitosen mit gespaltenen Polen) hervor- gehen. Wenn die Centriolen sich während der Kernteilung weit von- einander getrennt haben, können während der Telophase, wie früher erwähnt, die Chromosomen der einen oder beider Tochterplatten von- einandergerissen werden, so daß die jungen Zellen zwei Kerne, die von gleicher (vgl. Fig. B) oder häufiger von ungleicher (vgl. Fig. Yt) Größe sind, bekommen. Wo die Centriolen während der Mitose weniger weit voneinanderrücken , wird gewöhnlich ein normaler, runder oder ein bohnenförmiger Kern gebildet. Wenu die erwähnte Anomalie bei der zweiten Reifungsteilung ein- tritt, bekommen wir nach dem oben Angeführten Spermatiden mit ge- spaltenen oder ungespaltenen Kernen und zwei mehr oder weniger weit voneinander getrennten Centriolen. Wenu die Entwicklung der Centriolen nur wenig verfrüht ist, verhalten diese sich in den Mitosen auf normale Weise, trennen sich aber in den Spermatiden zu einer früheren Zeit als gewöhnlich. Wie man einsehen wird, können somit alle Übergänge Vorkommen zwischen normalen Spermatiden und solchen, die gespaltene Kerne und getrennte Centriolen besitzen. Schon bei unsrer Behandlung der Spermienbildung haben wir (vgl. S. 197) erwähnt, daß nicht ganz selten junge Spermien anzu- treffen sind, deren Centriolen von ungefähr gleicher Größe sind und Achsenfäden von gleicher Mächtigkeit tragen ; diese Centriolen liegen *) Eine partielle Verwachsung der beiden Köpfe des in dieser Figur wieder- gegebenen Doppelspermiums ließ sich jedoch nicht sicher aussehließen. 214 A. und K. E. Schreiner gewöhnlich in einem gewissen Abstande voneinander am hinteren Kopfteile des Spermiums, und die von ihnen ausgehenden Achsen- fäden können in einem größeren oder geringeren Teile des Verbin- dungsstücks getrennt verlaufen (vgl. Fig. 32, 33, 46, 48, 50 j. Ist nun die Spreizung der Achsenfäden nur geringfügig, scheinen sie von einer für beide gemeinsamen, in ihrer vorderen Partie etwas verbrei- terten inneren Hülle umschlossen zu werden, wenn aber die Entfer- nung der Fäden größer ist, scheint jeder von diesen eine eigene innere Hülle zu bekommen. Wie wir annehmen müs- sen, rühren solche Spermien eben von Spermatiden her, deren Centriolen eine ver- frühte Entwicklung zeigten, und sie stehen somit solchen nicht fern , deren Köpfe wegen einer schon in der Mitose stattgefundenen Tren- nung der Centriolen eines Fig. Y. Poles gespalten sind. Solche zweiköpfigen Spermien kom- men eben bei Tieren, wo eine Spaltung der Pole in den Reifungsteilungen nicht, selten ist, ab und an vor. Wir haben in Fig. Y2 ein zu Unechte D oppelhilduugen. 1. Spermatide mit zwei ungleich großen Kernen, getrennten Centriolen und einem Sphärenhläschen. 2. Unreifes Spermium mit zwei ungleich großen Köpfen und gemeinsamem Schwänze. Yergr. wie Fig. A. ’/i- mal gebaut, der andre aber von sehr geringer Größe und atypischem Baue erscheint und kein Spitzenstück besitzt. Dieses Sper- mium kann wohl nur dadurch entstanden sein, daß die Tochterplatte nach der zweiten Reifungsteilung in zwei Teile gespalten wurde, von denen der eine nur aus ganz wenigen Chromosomen zusammen- gesetzt war. Auch wenn die Centriolen eines Poles in der Mitose recht weit voneinander entfernt waren, scheinen sie bei ihrer auf die Teilung folgenden Wanderung einander nahe zu rücken ; wir sehen deshalb, daß die beiden Achseufäden, selbst wenn sie sich, wie in dem in Zur Spermienbilduug der Myxinoiden. 215 Fig. Y2 wiedergegebenen Falle, auf verschiedenen Köpfen befestigen, sich nach hinten vereinigen. Wir haben überhaupt an unsrem Material niemals mit Sicherheit unechte Doppelbildungen mit völlig gespaltenem Schwänze, wie sie nach der vorliegenden Literatur hei gewissen andern Objekten recht häufig vorzukommen scheinen (vgl. unten), beobachtet. Im Anschluß an unsre Besprechung der Doppelbildungen sei auch erwähnt, daß wir bei Myxine einmal ein normal gebautes Riesenspermium beobachteten, dessen Kopf vier- bis fünfmal größer als ein normaler Spermienkopf war. Auch haben wir einmal bei Myxine ein doppelschwänziges Zwergspermium vorgefunden Fig. 92); wie dasselbe hervorgegangen ist, können wir nicht sagen, es ließe sich aber wohl annehmen, daß es von einer Spermatide mit gespaltenem Kerne herrührte, deren beide Centriolen sich an dem kleineren Kerne befestigt hatten. Wie allgemein bekannt, sind Spermien mit zwei Köpfen oder zwei Schwänzen von zahlreichen Verfassern bei den verschiedensten Tieren beschrieben worden1). Besonders haben sich die schwedischen Forscher Broman (02a— b) und Retzius (02) durch ausgedehnte Untersuchungen über den Bau und die Histogenese solcher Spermien große Verdienste erworben. Nach Broman ist die Entwicklung der einköpfigeu, zwei- schwänzigen Riesenspermien bei allen von ihm untersuchten Objekten insofern gleich, als sie ihren Ursprung im allgemeinen von Mitosen nehmen, deren Chromosomen alle zusammenbleiben und von einer gemeinsamen Kernmembran umgeben werden. Das an jedem Pole gelegene Centriol teilt sich während der Anaphase in zwei, und diese wandern dann unter der Zelloberfläche den von dem andern Spindelpole kommenden Centriolen entgegen, und es entwickelt sich auf normale Weise ein Schwanzfaden im Anschluß an jedes Centriolen- paar (02 a, S. 530—31). Wenn aber in der zweiten Reifungsteilung die Chromosomen zwar auf die Spindelpole verteilt werden, eine nachfolgende Cytoplasmateilung aber ausbleibt, so entstehen zweiker- nige Riesenspermatiden, die zur Bildung von zweiköpfigen Sper- mien Anlaß geben können (S. 533). Wie man einsehen wird, stimmen diese Beobachtungen Bromans, die an Spermien des Menschen, des Salamanders und einiger Hai- *) Ausführliches Literaturverzeichnis bei Broman [02b;. 216 A. und K. E. Schreiner fische (. Mustelus und ScyUium ) gemacht sind, mit unsren Erfahrungen über das Hervorgehen der echten Doppelbildungen bei unsrem Ma- terial vollkommen überein; dagegen erwähnt Broman keine zwei- schwänzigen Spermien, die nach ihrem Baue mit unsren unechten Doppelbildungen verglichen werden konnten. Von solchen finden wir aber bei Retzius eine eingehende Beschreibung, die von zahlreichen Abbildungen begleitet wird. Retzius ist zu der Überzeugung gelangt, daß wenigstens beim Menschen und bei den Säugetieren die Mehrzahl der einköpfigen Doppelschwänze durch eine Spaltung des Achsenfadens in zwei Teilfäden entstehen. Diese Auffassungsweise findet er durch folgende zwei Tatsachen begründet: erstens gibt es eine ganze Reihe von Übergangsformen zwischen den typisch einschwänzigen und den atypisch doppelschwänzigen, zweitens finden sich bei allen diesen Übergangsformen, gerade wie bei den typischen einschwän- zigen, stets nur zwei proximale Centralkörperkörner. Selte- ner entstehen nach Retzius bei dem von ihm untersuchten Material doppelschwänzige Riesenspermien auf die von Broman gefundene Weise. »Man könnte demnach mit Recht zwischen den echten Doppelschwänzen im Sinne Bromans, den echt biuroiden Spermien und den durch Spaltung des Schwanzes entstandenen, die als pseudo- biuroide Spermien zu bezeichnen sind, unterscheiden« (S. 60). Retzius gelangt also durch seine Studien reifer Säugetier- spermien zu genau derselben Auffassung von der Natur der Doppelbildungen, zu der wir nach histogenetischen Untersuchungen an unsrem Material gelangt sind. Es besteht zwar zwischen den Beobachtungen von Retzius und den unsrigen ein Unterschied, dem aber keine prinzipielle Bedeutung beigelegt werden kann; während er nämlich bei seinem Material eine völlige Spaltung des Schwanzes relativ häufig vorgefunden hat, scheint eine solche bei Myxine jeden- falls äußerst selten vorzukommen. 2) Entwicklungshemmungen der Spermatiden. Während, wie oben geschildert, zwischen den ausgewachsenen Spermatiden sowohl Doppelbildungen wie Spaltbildungen relativ häufig anzutreffen sind, so kommen pathologische Zellen hier nicht in größerer Zahl als in früheren Generationen der männlichen Geschlechtszellen vor. Auffallend häufig findet man dagegen solche zwischen Spermien von verschiedenem Entwicklungsgrade, und es unterliegt keinem Zweifel, daß wir es hier in der Mehrzahl der Fälle mit Entwicklungshemmungen zu tun haben, die auf eine Störung des normalen Ablaufs, der den Zur Spermienbildang der Myxinoiden. 217 Reifungsvorgang einleitenden Umlagerungen innerhalb der Sperma- tide zurückzuführen sind. Die häutigste Störung in der Umbildung der Spermatiden be- steht darin, daß die Abwertung des Cytoplasmakörpers nicht zustande kommt und das Längenwachstum des Kernes unterbleibt. Während Figr. Z. das Cytoplasma dieser pa- thologischen Zellen ganz dieselben Veränderungen erleidet wie die typischer- weise abgeworfenen Cyto- plasmakörper, degeneriert der Kern früher oder spä- ter (vgl. Fig. Z, X 4 — 5, 135 a). In mehreren Fäl- len haben wir beobachten können, daß das Längen- wachstum des die Sper- miumanlage noch ein- schließenden Cytoplasma- körpers sich zuerst durch Veränderungen der Sphäre kundgibt, indem hier feine Züge oder Fäserchen auf- treten, die nach beiden Seiten, gewöhnlich unge- fähr quer zur Kernachse, auswachsen, und die den Faserblindeln der abge- worfenen Cytoplasmakör- per ganz ähnlich sehen uud sich wie diese ver- halten. In einer Reihe solcher atypischen Zellen, wo das Längenwachstum des Cytoplasmas kürzlich angefangen hatte, haben wir mit Sicherheit feststellen können, daß sich die Wanderung des Sphärenbläschens gegen das Vorder- ende des Kernes nicht eingestellt hatte (Fig. Z , ), und daß meistens auch die Centriolen nicht in die gewöhnliche intime Beziehung zum Kerne getreten waren (Fig. Z 1-4). Viel seltener als die jetzt besprochene Anomalie kommt es während der Umlageruugsperiode vor, daß die Kondensation des Hemmungsbildungen von Spermatiden. Bezeichnungen und Vergr. wie Fig. A. 2/3. 218 A. und K. E. Schreiner Kernes zur normalen Zeit nicht anfängt; in solchen Fällen scheint immer die Einwanderung des chromatoiden Körpers in den Kern ver- spätet oder völlig gehemmt zu sein (vgl. Fig. N, Z4). Wie sich in solchen Fällen die spätere Entwicklung geartet haben würde, darüber dürfen wir nichts Sicheres sagen; doch erschien in einigen der von uns beobachteten Fälle dieser Natur das Kerngerüst schon etwas altericrt, so daß wir annehmen müssen, daß der Kern in beginnen- der Degeneration begriffen war. Wenn wir das, was uns die oben kurz erwähnten Entwicklungs- hemmungen der Spermatiden gelehrt haben, mit unsren Erfahrungen über den normalen Ablauf der Umlagerungen innerhalb der Spermium- aulage zusammenstellen, so gelangen wir zu folgenden Schlüssen be- züglich des inneren Zusammenhangs dieser letzteren Vorgänge: 1) In jeder Spermatide fängt zu bestimmter Zeit ein Längen- wachstum an, zu dem der Impuls wahrscheinlich von der Sphäre ausgeht. Das Längenwachstum der abgeworfenen Cytoplasmakörper und das der Spermienanlagen findet auf analoge Weise statt und ist wahrscheinlich auf dieselben Kräfte zurückzuführen. > 2) Das Längenwachstum des Kernes wird erst durch die Ver- einigung des Sphärenbläschens mit dem primären Spitzenbläschen möglich. 3) Die Abwerfung des Cytoplasmakörpers von der Spermiuman- lage tritt nur ein, wenn diese letztere entwicklungsfähig ist. 4) Die Kondensation des Kernes kann erst nach der Vereinigung des chromatoiden Körpers mit demselben eintreten. So, wie schon aus unsren Figuren hervorgehen wird, kommen die soeben besprochenen Anomalien — Hemmung der Wanderung der Centriolen und des Sphärenbläschens sowie die des Eintretens des chromatoiden Körpers in den Kern — recht häufig miteinander kombiniert vor; doch kann wenigstens die letztere dieser Entwick- luugsstörungen sehr wohl isoliert auftreten und außerdem in der Mehrzahl der Fälle fehlen, wo die beiden erstereu Anomalien vor- handen sind. Was nun das Verhältnis zwischen diesen betrifft, so ist es sicher, daß in den meisten Fällen, wo die Wanderung des Sphärenbläschens unterblieben ist, die der Centriolen auch nicht ein- getreten war; doch glauben wir, ohne uns in diesem Punkt mit Sicherheit aussprechen zu können, daß diese beiden Anomalien in selteneren Fällen voneinander isoliert auftreten können; so halten wir es z. B. für die in Fig. Z4 abgebildete Zelle für wahrschein- lich, daß die Spitzenanlage auf normale Weise gebildet worden ist, Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 219 obwohl die Befestigung der C'entriolen am Kerne unterdrückt worden war. Zum Beschluß dieser kurzen Erwähnung der häutigsten Ent- wicklungsauomalien der Spermatiden sei noch mit wenigen Worten einiger Bilder gedacht, die uns in einem Hoden von Fig. AÄ. Mi/xine begegnet sind, der neben Follikeln mit normalen, fast reifen Sper- mien zahlreiche Follikel enthielt, in denen die Zellen pathologisch ver- ändert erschienen. In diesen letzteren Follikeln fanden wir zwischen scheinbar typisch ent- wickelten Spermatiden größere Zellen, die einen großen oder mehrere kleine Kerne enthielten (vgl. Fig. AA,). Diese Kerne stimmten in ihrem Aussehen nur wenig über- ein mit den Kernen der Spermatiden und Sper- matocyten, zeigten da- gegen eine auffällige Ähnlichkeit mit Sperma- togonien kernen aus der Ruhephase und den ver- schiedenen Stadien der Prophase. In einigen die- ser Kerne hatte sich das Kerngerüst in Klumpen gesammelt, welche teilungsreifen Chromo- somen ähnlich sahen; nur waren sie meistens erheblich größer als solche. Das Verhalten des Ceutralapparates konnte leider an diesen Zellen nicht genauer studiert werden, es ließ sich aber beob- achten, daß sich in den Zellen, deren Kernmembraneu aufgelöst waren, eine Art von Spindelapparat entwickelte, der sowohl mit der Spindeltigur einer Mitose als vor allem auch mit den Faserbündeln 220 A. und K. E. Schreiner der abgeworfenen Cytoplasmakörper eine große Ähnlichkeit hatte. Zwischen den nach beiden Seiten ausgewachsenen »Spindelfasern«, die ähnlich wie in den abgeworfenen Körpern das Cytoplasma in langen Zipfeln vorgetrieben hatten, lagen die Chromatinklumpen, die in einigen Zellen eine ungefähr runde Form hatten und in keiner in- timen Verbindung mit den von einem zum andern Zipfel verlaufen- den Fasern zu stehen schienen (vgl. Fig. AA2), in andern Zellen aber, die wahrscheinlich als weitere Entwicklungsstadien der ersteren auf- gefaßt werden mußten, sich au ihrem einen Ende spitzig ausgezogen zeigten, während das andre Ende abgerundet war, so daß die Klumpen eine auffallende Ähnlichkeit mit Spermienköpfen bekamen (vgl. Fig. AA4). Es batte dann häufig den Anschein, als ob sowohl vou ihrem zugespitzten wie von dem abgerundeten Ende Fäserchen aus- giugen, die sich in den Zipfeln des Cytoplasmas fortsetzten (Fig. AA3); seltener erschienen die Chromatinklumpen an beiden Euden zuge- spitzt. Niemals haben wir Zeichen einer Teilung dieser Chromatin- klumpen, mehrmals aber die eines Hinfalls beobachtet. Von welcher Natur die Zellen sind, aus denen sich die be- schriebenen abnormen Gebilde entwickeln, können wir nicht sicher sagen. Nach dem Aussehen ihrer Kerne halten wir es aber fiir recht wahrscheinlich, daß sie als Zellen aufzufassen sind, in denen die Konjugation der Chromosomen überhaupt nicht eingetreten ist, die verschiedenen Zellteile aber bis zu einem gewissen Grade die für Spermatocyten und Spermatiden charakteristischen Veränderungen durchlaufen haben. Wenn wir diese abnormen Zellen hier erwähnt haben, so ist es aus dem Grunde geschehen, weil scheinbar ähnliche Bildungen von einem früheren Untersucher der Spermienentwicklung von Myxine (Cunningham) beschrieben worden sind und für seine Beurteilung der normalen Spermiogenese eine sehr wichtige Rolle gespielt haben (vgl. unten). IV. Frühere Angaben über die Spermien und ihre Bildung bei den Myxinoiden. Die vorliegende Literatur über die Spermien der Myxinoiden und ihre Entwicklung ist sehr spärlich und rührt von einer Zeit her, wo man noch nicht sehr tief in das Wesen der Spermiogenese ein- gedrungen war. Die erste Mitteilung Uber die Spermien von Myxine verdanken wir Cunningham (87), der bei drei Tieren Spermien in geringer Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 221 Zahl vorfand, ohne jedoch ihre Entwicklung näher verfolgen zu können. Die wenigen Stadien, die er herausfinden konnte, hat er in seiner Fig. 14 wiedergegeben. Die Spermien besitzen einen birnen- förmigen Kopf, der sehr stark lichtbrechend und scharf konturiert ist. Der dickere Hinterteil des Kopfes wird von einem durchsich- tigen Cytoplasmakörper umgeben, der sich in einem langen Schwanz fortsetzt. In einigen Fällen waren zwei Spermien mit ihren Schwänzen verbundeu, und der zwischen beiden Köpfen verlaufende Faden besaß spindelförmige Verdickungen, die aus hellem Cytoplasma bestanden. In andern Fällen zeigte eine sphärische Zelle zwei Ausläufer, von denen der eine den Schwanz eines Spermiums darstellte, während der andre in einer Spitze auslief; auch wurden Zellen beobachtet, die ein oder mehrere spermienkopf ähnliche Gebilde einschlossen. Cunningham stellt sich nach diesen Bildern die Entwicklung der Spermien auf die Weise vor, daß aus den Kernen der Spermatocyten eine Anzahl von Spermienköpfen hervorgehen, die aus der Zelle hin- auswandernd das Cytoplasma derselben in Fäden, die zu Spermien- schwänzen werden, auszieben. Kurz nach der Veröffentlichung dieser Arbeit Cunninghams er- schien die wichtige Mitteilung Nansens (87). Nansen hat keine eingehende Untersuchung der Spermiogenese von Myxine angestellt, liefert aber von derselben eine kurze Schilderung, die von zahlreichen klaren Abbildungen begleitet wird. Nach Nansen entsteht jedes Spermium aus einer runden Spermatide durch Längenwachstum des Kernes und des Zelleibes derselben (Fig. 5, 16 — 17), und es liegen gar keine Tatsachen vor, die zur Stütze der Angaben Cunninghams vom Hervorgehen mehrerer Spermien aus einem »Spermatoblast« dienen könnten; über die Natur der von diesem Forscher beschrie- benen Bildungen kann er nichts Sicheres aussagen, hält es aber für möglich, daß dieselben als artifiziell veränderte Spermien aufzu- fassen sind. Wie die Zeichnungen Nansens lehren, bat er die Spitzenanlage der jungen Spermien erkannt (Fig. 17 h, k) und auch die abgeworfe- nen Cytoplasmakörper gesehen, ohne aber über deren Bedeutung klar zu werden (Fig. 4, 16 — 17 . Die Kritik, der Nansen die Angaben Cunninghams unterworfen, hat diesen veranlaßt, seine Untersuchungen über die Spermienbildung von Myxine später (92) wiederaufzunehmen, und zwar an einem reichlicheren Material, das er in Alverströmmen bei Bergen gesammelt hat. Durch diese erneute Untersuchung fand Cunningham seine 222 A. und K. E. Schreiner früheren Angaben über die Entwicklung mehrerer Spermien aus einem »Spermatoblast« in vollem Maße bestätigt, doch gelang es ihm nicht, die Teilung der Spermatocytenkerne in Spermienköpfe zu verfolgen. Die zwischen den reifen Spermien vorkommenden kernlosen Cyto- plasmakörper faßt Cünningham als die von den Spermien verlassenen »Spermatoblasten« auf; die Ausläufer der letzteren geben die Wege an, auf welchen die Spermien aus denselben ausgewandert sind. Die Spermieneutwicklung bei Myxine soll nach Cünningham somit von der bei andern Wirbeltieren festgestellteu recht verschieden seiu und mit der bei gewissen Borstenwürmern und Mollusken gefundenen übereiustimmen. Nach den Abbildungen Cunninghams können wir nicht be- zweifeln, daß er als erster die Spermien von Myxine gesehen hat, wir müssen aber, wie aus der Schilderung unsrer Befunde hervor- gehen wird, Nansen darin Recht geben, daß die Auffassung Cunnixg- hams bezüglich der Entwicklung der Spermien vollkommen falsch ist; nur durch Verkennung der wahren Natur der zwischen den Spermien vorkommeuden Cytoplasmakörper und Einziehung unzwei- felhaft abnormer Bilder in die typische Entwicklungsreihe der Sper- mien ist dieser Forscher zu seiner Auffassung von der Spermien- bildung geführt worden. Die von ihm als »Spermatoblasten« gedeuteten Zellen sind wohl aller Wahrscheinlichkeit nach von ähn- licher Natur wie die von uns in Fig. AA wiedergegebeuen, oben beschriebenen Zellen und haben sicherlich mit der normalen Spermien- reifung ebensowenig etwas zu tun wie jene. Ob die in seiner Fig. lb — c abgebildeten, mehrere spermieukopfähnliche Körper ein- schließenden Gebilde auch von dieser Natur sind, oder ob wir hier durch hypotonische Einwirkung des Untersuchungsmediums gequollene und miteinander verschmolzene Spermien (vgl. oben S. 202) vor uns haben, wollen wir unentschieden lassen1). Über die Spermien von Bdellostoma finden wir in der Literatur nur folgende kurze, von Dofleix in einer brieflichen Mitteilung an Waldeyer (06, S. 119) gelieferte Schilderung: »Die Köpfe der Spermien von Bdellosioma !Stouti) sind spindelförmig, in eine Spitze ausgezogen und von 8 — 10 u Länge. Das Verbindungsstück hebt *) Es mag wohl auch möglich sein, daß bei Tieren, die wie Myxine von recht tiefem Wasser etwa 60 bis 100 m) aufgeholt werden, die Zellen schon durch die Herabsetzung des Druckes, sowie der Salinität des umgebenden Wassers unter Umständen beeinträchtigt werden können, trotzdem daß die Tiere mehrere Stunden am Leben bleiben. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 223 sich wenig ab. Der Schwanz ist relativ stark, jedoch nicht besonders lang.« Eine Beschreibung, die, wie man sieht, mit unsren Befunden sehr wohl lihereinstimmt. V. Schlußbemerkungen. Wenn wir zum Schluß einen Rückblick auf die Spermienreifung von Myxine werfen, so werden wir gleich sehen, daß wir in diesem Vorgang dieselben gröberen Züge festgestellt haben, wie die von der Spermienreifuug andrer Wirbeltiere schon längst bekannten: Aus dem Kerne der Spermatide geht durch Längenwachstum und Kondensa- tion der Spermienkopf hervor, aus der Sphäre wird ein Spitzenstück oder Spieß gebildet, die Centriolen treten zum Kerne in enge Be- ziehung, und im Anschluß an dieselben entsteht ein Achsenfaden, der die Grundlage des Spermienschwanzes bildet; um diesen Faden lagert sich wieder der Mitochondrienkörper als eine innere Schwanz- hülle, während das undifferenzierte Cytoplasma der Spermatide zum größten Teil abgeworfen wird und sein übriger Teil die äußere Hülle des Spermiums bildet. Unsre Untersuchungen haben indessen zugleich gezeigt, daß in den feineren Vorgängen der Spermiogenese bei Myxine an mehreren Punkten recht wesentliche Unterschiede von dem, was über diesen Prozeß von andern Objekten bekannt ist, vorhanden sind. Es kommen hier vor allem zwei Differenzen in Betracht: 1) Wir haben hei Myxine feststelleu können, daß der aus den Kernen der Spermatocyten stammende chromatoide Körper, der einen konstanten Bestandteil der Spermatide bildet, während der Umlage- rungsperiode in den Kern hineinwandert und wahrscheinlich für die Kondensation desselben von Bedeutung ist. Wie wir früher ;05a, S. 280 — 83) ausführlich geschildert haben, sind scheinbar ähnliche Körper, sowohl in den Spermatocyten wie Spermatiden mehrerer andrer Wirbeltiere beschrieben und eine Bildung derselben vom Kerne von mehreren Forschern vermutet worden; eine Wiederver- einigung mit dem Kerne in den Spermatiden ist aber nach unsrem Wissen früher niemals beobachtet worden. Nach der Schilderung der meisten Verfasser scheinen die Körper in den Spermatiden keine Rolle zu spielen und im Cytoplasma früher oder später aufgelöst zu werden. Aus der vorliegenden Literatur läßt sich, soweit wir übersehen können, kein sicherer Schluß über die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen unsrem chromatoiden Körper und den chromatoiden Kör- pern oder Nebenkörpern der Autoren ziehen, und es muß deshalb 224 A. uud K. E. Schreiner weiteren Untersuchungen Vorbehalten sein zu entscheiden, inwieweit sich bei andern Objekten mit den von uns hei Myxine gefundenen analoge Verhältnisse nachweisen lassen ‘). 2) Eine zweite bemerkenswerte Erscheinung in der Spermiogenese von Myxine, zu der, soweit wir wissen, von der Spermienbildung bei andern Wirbeltieren bis jetzt kein Gegenstück bekannt ist, ist die Bildung des Spitzenstuckes aus zwei getrennten Anlagen, die sich erst beim Beginn der Spermienreifuug miteinander vereinigen. Von diesen Anlagen, die beide aus der Sphäre, und zwar, wie es scheint, auf ungefähr dieselbe Weise hervorgeheu, nimmt die eine (das primäre Spitzenbläscheu) unmittelbar nach dem Ablaufe der zweiten Reifungsteilung ihre definitive Lage am Vorderende des Kernes ein, während die zweite (das Sphärenbläschen) bis zum Anfang der Spermienreifung im entgegengesetzten Teile der Zelle, dicht neben den Centriolen, ihre typische Lage hat. Wenn man die Literatur über die Spermiogenese der Wirbel- tiere studiert, so wird mau finden, daß die Anlage des Spitzenstückes des Spermiums sich hei einigen Objekten ( Selachiern , Moore 96, BromanOI; Amphiuma , Mc. Gregor 99; Säugetieren, v. Lexhossek 98 u. a.) auf ähnliche Weise wie unser primäres Spitzenbläschen ver- hält, indem sie kurz nach der zweiten Reifungsteilung ihre endgültige Lage am Vorderende des Kernes einnimmt, bei andern ( Salcimandra , Meves 97; Rana , Bromax 07) aber sich insofern wie das Sphären- bläscheu von Myxine verhält, als sie unmittelbar vor dem Beginn der Spermienreifung vom hinteren Teile der Zelle gegen das Vorder- ende des Kernes wandert und sich hier befestigt; dagegen ist für kein andres Wirbeltier das gleichzeitige Vorhandensein dieser beiden Arten von Anlagen beschrieben worden. Es scheinen somit nach unsren jetzigen Erfahrungen, was das Verhalten der Anlage des Spitzenstückes der Spermien vor dem Ein- treten der eigentlichen Spermienreifung betrifft, bei verschiedenen Wirbeltieren recht bedeutende Verschiedenheiten zu bestehen. Diese Unterschiede gewinnen eine noch größere Bedeutung, wenn wir an- nehmen dürfen, daß bei andern Objekten, ähnlich wie bei Myxine, i) Sehr eigentümlich ist es, daß in den Spermatiden des Eichhörnchens, wo nach Van Molle 06) ein chromatoider Körper konstant vorhanden ist. dieser am Anfang der Spermienreifung in enge Beziehung zum Kerne tritt vgl. seine Fig. .6—18, wobei Bilder zustande kommen, die an diejenigen, die zu der- selben Zeit bei Myxine auftreten, in hohem Maße erinnern, ohne daß es jedoch zu einer wirklichen Vereinigung des Körpers mit dem Kerne kommt. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 225 durch eine kurz nach dem Ablaufe der zweiten Reifungsteilung zum Kerne in Beziehung tretende (primäre) Spitzenanlage die Polari- tät der Spermatide bestimmt wird, während durch die sich erst beim Beginn der Spermienreifung vollziehende Wanderung einer (sekun- dären) Spitzenaulage gegen den vorderen Fol des Kernes das Längen- wachstum des letzteren veranlaßt wird (vgl. BromanOI); es würden sich daun zwischen den bei den Wirbeltieren, sogar bei ganz nahestehen- den Formen (wie z. B. Sakimandra und Amphiuma ), beschriebenen Spitzenanlagen prinzipielle Unterschiede ergeben, die zu den großen äußeren Ähnlichkeiten, die dieselben in ihrem sonstigen Verhalten meistens miteinander zeigen, in auffallendem Gegensatz stehen würden. Es muß künftigen Untersuchungen Vorbehalten bleiben zu ent- scheiden, ob solche Unterschiede tatsächlich vorhanden sind, oder ob auch bei andern Objekten, wie bei Myxine, die Anlage des Spitzen- stückes aus zwei Teilen zusammengesetzt wird, von denen die eine aber so wenig hervortretend ist, daß sie sich bis jetzt der Beobach- tung entzogen hat. • • Soweit uns bekannt, liegt in der Literatur nur von einem Ob- jekte, und zwar von einem Wirbellosen, eine genauere Beschreibung von Verhältnissen vor, die uns trotz großer äußerer Unähnlichkeiten doch bis zu einem gewissen Grade mit den von uns bei Myxine ge- fundenen homologisiert werden zu können scheinen. Nach den äußerst verdienstvollen Untersuchungen von Pantel und de Sinety (07) wird bei Notonecta in den jungen Spermatiden eine Spitzenanlage ebauche procephalique) gebildet, durch deren Lage der vordere Pol des Spermiums bestimmt wird; unmittelbar vor dem Anfang der eigentlichen Spermienreifung spielt sich nun in den Spermatiden ein eigentümlicher Vorgang ab, der von den Verfassern als die Nuta- tion bezeichnet wird, und der darin besteht, daß die Spitzenanlage sich distalwärts gegen den hinteren Kernpol verschiebt, au dieser Stelle eine durchgreifende Veränderung erleidet, um dann wieder zu ihrem ursprünglichen Platz zurückzukehren. Unmittelbar nach Voll- endung dieser Nutatiou setzt das Längenwachstum des Kopfes ein 1 . Es scheint somit bei Notonecta wie bei Myxine, wenn auch auf andre Weise als hier, eine Wechselwirkung zwischen Teilen, die in l) Ein ähnlicher Vorgang ist früher von Henri so (91) in den Spermatiden von Pyrrhocoris gefunden und nach Pantel und de Sinety in einer uns nicht zugänglichen Arbeit von Voinov bei Cybister geschildert worden. Selbst haben wir bei der Umbildung der Spermatiden von Locusta Bilder vorgefunden, die analog mit den von Pantel und de Sinety gelieferten zu sein scheinen. Archiv f. Zellforschung. I. 15 226 A. und K. E. Schreiner den Spermatiden am vorderen bzw. am hinteren Kernpole ihre Lage haben, stattzufinden und für das Eintreten des Längenwachstums des Kernes eine notwendige Bedingung zu sein. Diese Übereinstimmung in der Entwicklung zweier in ihrem Baue so äußerst verschiedenen Spermieuformen scheint in der Richtung zu sprechen, daß wir hier mit Verhältnissen von allgemeinerer Bedeutung zu tun haben. Biologische Station, Dröbak, den 23. Juli 1907. Literatur,1) Benda, C. (1903 , Die Mitochondria. Ergebu. cL Anat. u. Entwickluugsgesch. Bd. 12. Broman, J. (1901 . Über gesetzmäßige Bewegungs- und Wachstumserscheinungen (Taxis- und Tropismenformen der Spermatiden, ihrer Centralkörper. Idiozomen und Kerne. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 59. (1902 a), Über Bau und Entwicklung von physiologisch vorkommenden atypischen Spermien. Anat. Hefte I. Bd. 18. (1902 b), Über atypische Spermien speziell beim Menschen und ihre mög- liche Bedeutung, Anat. Anz. Bd. 21. (1907 , Über Bau und Entwicklung der Spermien von Rana fusca. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 70. Cunningham, J. T. (1887;, On the Structure and Development of the Eeproductive Elements in Myxine glutinosa L. Quartl. Journ. of Micr. Sc. vol. 27. 7(1892', Spennatogenesis in Myxine glutinosa. Quartl. Journ. of Micr. Sc. vol. 33. Goldschmidt, R., und Popoff, M. 1906), Die Karyokinese der Protozoen und der Chromidialapparat der Protozoen- und Metazoenzelle. Arch. f. Protistenk. Bd. 8. Henking, H. 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Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 227 Meves, Fk. (1902), Struktur und Histogenese der Spermien. Ergebn. d. Anat. u. Entwicklungsgesch. Bd. 11. Moore, J. E. S. (1893), Mammalian Spermatogenesis. Anat. Anz. Bd. 8. (1896) , On the structura! Changes in the reproductive Cells during the Spermatogenesis of the Elasmobranchs. Quartl. Journ. of Micr. Sc. vol. 38. Nansen, F. 1887), A Protandric Hermaplirodite Myxine glutinosa. L. amongst the Vertebrates. Bergens Museums Aarsberetning. 1887. Niessing, C. 1897 . Die Beteiligung von Centralkörper und Sphäre am Aufbau des Samenfadens bei Säugetieren. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 48. Pantel, J. et Sinety, R. de (1907), Les Cellules de la lignee male chez le Notonecta glauca L. La Cellule. t. 23. Renson , G. (1882 , De la spermatogenese chez les Mammiferes. Arch. de Bio- logie. t. 3. Retzius, G. 1902), Biologische Untersuchungen. Neue Folge. Bd. 10. Stock- holm u. Jena. Schoenfeld, H. (1900 , La spermatogenese chez le taurcau. 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Erklärung der Figuren, Sämtliche Figuren sind mit Zeiss Apochr. 1.5 mm (Apert. 1.30), unter Be- nutzung des ABREschen Zeichenapparats auf Objekttischhöhe entworfen. (Tubusl. 160 mm.) In allen Figuren bedeuten: B. Sphärenbläschen. C. chromatoider Körper, M. Mitochondrienkörper, p. S. primäres Spitzenbläschen, S. sekundäres Spitzenbläschen. Tafel I. Myxine ' glutinosa . Sämtliche Figuren sind mit Oc. 12 entworfen. Fig. 1—2. Erste Reifungsteilung, Metaphase. Sphärenbläschen in Auf- lösung begriffen. Hermanns Gemisch, Eisenhämatoxylin. Eosin. 15* 228 A. und K. E. Schreiner Fig. 3. Erste Reifungsteilung, Telophase. Ungleiche Verteilung des Mito- chondrienkörpers auf die Tochterzellen. Sphärenbläschen in Bildung begrifi'eu. Flemminüs Flüssigkeit nach der Vorschrift von Bexda, Eisenh. Fig. 4. Erste Eeifungsteilung, spätere Telophase. Zwei junge Sphären- bläschen im Anschluß an die Centriolen gebildet. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 5. Zweite Reifuugsteilung, Telophase. Bildung des primären Spitzen- bläschens und des Sphärenbläschens im Anschluß an die Centriolen. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 6. Junge Spermatide. Primäres Spitzenbläscheu gebildet. Entstehung des Sphärenbläschens außerhalb des Cytocentrums aus einem im Cytoplasma freiliegenden Sphärenballen. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 7. Junge Spermatide. Die Centriolen mit dem Sphärenbläschen nach hinten um etwa 90° verschoben. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 8. Zwei junge Schwesterspermatiden. In der unteren das Sphären- bläschen in engem Anschluß an die Centriolen, in der oberen ein atypisches Verhalten : das Tochtercentriol ist am primären Spitzenbläschen zurückgeblieben, und auch die Wanderung des Muttercentriols ist etwas verspätet; Sphärenbläschen der oberen Zelle wahrscheinlich frei im Cytoplasma entstanden. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 9— 10. Zwei ausgewachsene Spermatiden, die im Follikel eine benach- barte Lage hatten. Auffälliger Größenunterschied des Mitochondrienkürpers der beiden Zellen. Flemm. nach Benda. Eisenh. Fig. 11. Ausgewachsene Spermatide. *Pseudopodien*bildung des chrorna- toiden Körpers. Herm. Eisenh. Fig. 12. Spermatide aus dem Anfang der Umlagerungsperiode. Radiäre Anordnung des Kerngerüstes hervortretend. Herm. Eisenh. Fig. 13. Dasselbe Stadium. Beginnende Wanderung der Centriolen gegen den Kern. Herm. Eisenh. Fig. 14- 20. Spermatiden aus der Umlagerungsperiode. Fig. 14 — 15 vor der Cytoplasmaabwerfnng. die übrigen während oder nach derselben. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 14. Chromatoider Körper in Einwanderung durch die Kernmembran begriffen; Bildung von »Pseudopodien« von demselben. Fig. 15. Atypisches Verhalten des Sphärenbläschens. Fig. 16—20. Wanderung des Sphärenbläschens nach dem vorderen Kernpol. Tafel II. Myxine glutinosa. Fig. 21 — 26, 32 — 38 und 40—42 mit Oc. 12, Fig. 27 — 31 und 39 mit Oc. 6 entworfen. Fig. 21—24. Spermatiden aus der Umlagerungsperiode, Sphärenbläschen bis an den Rand des primären Spitzenbläschens vorgerückt; in Fig. 21—22 das Cytoplasma im Anschluß an das Sphärenbläschen zipfelartig ausgezogen. Bil- dung des Schwanzausläufers, ln Fig. 24 der Achsenfaden mit dem Schwanz- aueläufer nach vorne umgebogen. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 25 — 26. Junge Spermien beim Beginn der Reifung. In Fig. 25 der Aehseufaden nach vorne umgebogen und mit dem Spitzenbläschen intim ver- bunden. In Fig. 26 verläuft der Achsenfaden über den Rücken des Schwanz- ansläufers in seitlicher und ventraler Richtung frei hinaus. Herm. Eisenh. Zur Spermienbildung der Myxinoiden. 229 Fig. 27 — 29. Spermatiden, junge Spermien und frisch abgeworfene Cyto- plasmakörper aus demselben Follikel gezeichnet. Fig. 27 a—b zwei Spermatiden in Cytoplasmaabwerfung; Fig. 27 c und Fig. 28— 29 junge Spermien in nach- träglicher Cytoplasmaabwerfung, in Fig. 28 der Kern quer durchschnitten; Fig. 21cl ungewöhnliche Umbildung des Cytoplasmakörpers (Medusakopf); e—f gewöhnliche Form der Umbildung des Cytoplasmakörpers. Herm. Eisenh. Fig. 30. Junges Spermium mit nachträglicher Cytoplasmaabwerfung. Herm. Eisenh. Fig. 31. Ganz junges Spermium mit dem. abgeworfenen Cytoplasmakörper durch einen dünnen Stiel verbunden; sehr hervortretender Mitochondrienkörper. Flemming nach Benda. Eisenh. Fig. 32. Älteres Spermium mit zwei ungefähr gleich starken Achsenfäden, die nach hinten zusammenlaufen. Mehrere feine Fädehen sichtbar, die vom Kopfe auf den Schwanz hinüber verlaufen. Herm. Eisenh. Fig. 33. Spermium von ungefähr demselben Alter; Ventralfasern sichtbar. Herm. Eisenh. Fig. 34. Älteres Spermium mit ungewöhnlichem Aussehen der Centriolen. die punktförmig erscheinen und zwei feinen Fädehen den Ursprung geben, die sich gleich zu einem starken Achsenfaden vereinigen. Herm. Eisenh. Fig. 35. Vorderteil eines Spermienkopfes; innerhalb des Spitzenbläschens ein stark gefärbtes Zäpfchen sichtbar, das einer kleinen Scheibe ausitzt. Herm. Eisenh. Fuchs. Fig. 36. Zeigt ungefähr dasselbe Verhalten des Spitzenstückes wie Fig. 35. Ausstrichpräparat. Zenker. Eisenh. Fig. 37. Älteres Spermium mit vorgeschrittener Kondensation des Kopfes. Achsenfaden von Mitochondrien umlagert. Anfangsteil des Schwanzes etwas artifiziell gequollen. Flemming nach Benda Eisenh. Fig. 38. Doppelspermium mit einfachem Kopfe. Herm. Eisenh. Fig. 39. Doppelspermium mit getrennten Vorderteilen des Kopfes. Herm. Eisenh. Fig. 40. Doppelspermium mit völlig getrennten Köpfen; beinahe reif. Fig. 41—42. Fast reife Spermien. Ausstrich präparat. Zenker. Eisenh. Tafel III. Myxine glutinosa. Sämtliche Figuren sind mit Oc. 6 entworfen. Fig. 43—66 und 74 — 76 nach Ausstrichpräparaten, die mit Flemmings Flüssigkeit fixiert und mit Eisenh. gefärbt waren. Fig. 67 nach einem mit Hämatoxylin und Eosin gefärbten Formalin-Zupf- präparat. Fig. 68 nach einem Schnittpräparat. Herm. Eisenh. Fig. 69—73 nach Schnittpräparaten, Flemming nach Benda. Fig. 74 — 76 stellen artifiziell veränderte Spermien dar. Fig. 63—65 reife Spermien. Tafel IV. Myxine glutinosa. Fig. 77—80 und 93 mit Oc. 8, die übrigen mit Oc. 12 entworfen. Fig. 77 — 83 nach Osmium-Fuchsin-Ausstrichpräparaten gezeichnet. 230 A. und K. E. Schreiner Fig. 79 stellt ein fast reifes, Fig. 80 ein reifes Spermium dar. Fig. 81—82 Kopf und Mittelstück artifiziell gequollen. Fig. 83. Ein gequollener und gequetschter Spermienkopf mit sichtbaren »Skelettfasern*. Fig. 84 — 87. Ungefähr reife Spermien mit artifizieller Quellung der äußeren Hiille. Herm. Eisenh. Fig. 88. Spermium kurz vor beendigter Reifung. Herm. Eisenh. Fig. 89. Reifes Spermium, hinterer Teil des Schwanzes nicht mitgenommen. Herm. Eisenh. Fig. 90. Reifer Spermieukopf mit ungewöhnlich schlankem Vorderteil ; Centriolen sichtbar. Herm. Eisenh. Fig. 91. Reifer Kopf mit etwas abweichender Form des Spitzenstückes. Herm. Eisenh. Fig. 92. Atypisch gebautes Zwergspermium mit zwei getrennten Schwänzen. Herm. Eisenh. Fig. 93. Unreifer Spermienkopf mit ungewöhnlich starker Aushöhlung der hinteren Fläche. Herm. Eisenh. Fig. 94. Doppelspermium mit völlig oder fast getrennten Köpfen; nicht ganz reif. Herm. Eisenh. Tafel V. Myxine glutinosa. Fig. 95 — 107 mit Oc. 8, Fig. 108 mit Oc. 12 entworfen. Fig. 95 — 106 aus Schnittpräparaten nach Fixierung mit Zenkers Flüssig- keit, Färbung mit Methylenblau und Eosin. Fig. 95. Spermatocyte aus der Konjugationsperiode; Austreten chroma- toider (rotgefärbter) Substanz aus dem Kerne. Fig. 96. Erste Reifungsteilung, Metaphase; Teilung des chromatoiden Körpers. Fig. 97—99. Ausgewachsene Spermatiden; Einwanderung des chromatoiden Körpers in den Kern. Fig. 100 — 105. Fortschreitende Entwicklungsstadien der Spermien; Ver- teilung des chromatoiden Körpers innerhalb der Kerne und Kondensation der- selben. Fig. 106. Umgebildeter Cytoplasmakörper. Fig. 107. Reifes Spermium aus einem mit Ilämatoxylin und Eosin gefärbten F ormalin-Zupfpräparate. Fig. 108. Pol einer Spermatocyte aus der Konjugationsperiode. In der Mitte die beiden Centriolen mit wohl entwickelten Knospen, von hellem Centro- plasma umgeben; außerhalb dieses die eigentliche Sphäre mit Sphärenballen und zwei jungen Sphärenbläschen. Außerhalb der Sphäre, durch eine konzentrische helle Cytoplasmaschicht von ihr getrennt, der Mitochoudrienkörper , der einen von dem der Sphäre und ihrer Derivate verschiedenen Farbenton hat. Flemming nach Benda. Eisenh. Orange. Tafel VI. Bdcllostoma burgeri. Fig. 109—131 mit Oc. 12, 132 — 135 mit Oc. 6 entworfen. Fig. 109 — 126 und 132 — 135 nach Zupfpräparaten, die mit Ilämatoxylin und Eosin gefärbt waren; Fig. 125—131 nach Schnittpräparaten, die mit Eisenhäma- toxylin und Eosin gefärbt waren. Schreiner (Lei. Verlag von Wil m Tof. 1. Archiv für Zellforschung Bd. I. Schreiner del. Verlag von H et Taf. 2 lüh-Anst v JohamtsAnuÜ:, JauL. . 1 rchir für Zellforschung BdL 1. Schrci/rv dd Verlag ron Taf. 3 Archiv für ZeUforschung Bd / Ta.f. 5. Ar dm' für Zellforschung Bd. I. Schreiner id. Taf. 6. Zur Spermienbildung der Myxiuoiden. 231 Fig. 109 — 126. Typische Spermienreifung. Fig. 121. Ein leicht gequollener, spiralgewundener Kopf. Fig. 124. Reifes Spermium. Fig. 125. Reifer Spermienkopf, von der rechten Seite gesehen. Fig. 126. Reifer Spermienkopf, vom Rücken gesehen, beide Centriolen sichtbar. Fig. 130. Doppelspermium mit doppeltem Vorderteil des Kopfes und zwei getrennten Achsenfäden. Fig. 131. Doppelspermium mit zwei Centriolenpaaren und zwei getrennten Achsenfäden, die distalwärts zusammenlaufen. Fig. 132. Doppelspermium mit fast oder völlig getrennten, umeinander gewundenen Köpfen und einfachem Schwänze. Fig. 133. Junges Spermium in nachträglicher Cytoplasmaabwerfung. Fig. 134. Umgebogenes, fast reifes Spermium. Fig. 135 a. Spermatide, in der die Cytoplasmaabwerfung und das Längen- wachstum des Kernes nicht eingetreten ist. Kern in Degeneration, Cytoplasma- körper auf gewöhnliche Weise in die Länge gewachsen. b. Reifes Spermium, das mit seinem Schwänze noch mit dem zugehörigen Cytoplasmakörper zusammenhängt. c. Reifes, scheinbar normales Spermium, noch innerhalb des Cytoplasma- körpers gelegen. d. Abgeworfene Cytoplasmakörper, die aus Follikeln mit reifen Spermien stammen. Über das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung und Befruchtung des Dicrocoelium lanceatum Stil, et Hass. (Distomum lanceolatum). Von Richard Goldschmidt München]. Mit Tafel VII. Vor wenigen Jahren vermochte ich zum ersten Male eine lücken- lose Darstellung der Eireifungs- und Befruchtungsvorgänge eines Trematoden, des seltsamen Zoogonus mirus Looss zu gehen. Die Untersuchung ergab dabei das Vorhandensein eines überaus merk- würdigen und einfachen Reduktionsmodus, an dessen wirklichem Vor- handensein nicht zu zweifeln ist1). In der neueren Literatur über das Reduktionsproblem herrscht nun die ausgesprochene Tendenz, ein Reduktionsschema aufzustellen, das für alle Objekte in gleicher "Weise gültig sein soll. Besonders bemühen sich nach dieser Richtung hin die Glieder der Löwener Schule [Literatur s. hei Gregoire [1905, sowie A. u. K. E. Schreiner 1906 ]. Selbstverständlich müssen diese Forscher dann auch sich bemühen, andersartigen Bildern eine ent- sprechende Deutung zu gehen oder sie als nicht genügend über- zeugend zu betrachten (Schleie 1907). Dem gegenüber möchte ich bemerken, daß das nicht wegzuleugnende Vorhandensein der nicht reduzierten Chromosomenzahl in der ersten Reifeteilung des Zoogonus schon allein genügte, um den von mir beschriebenen Reduktionsmodus zu beweisen, auch wenn nicht die lückenlose Folge der weiteren Stadien vorläge, was aber der Fall ist. Vielleicht war es ein Fehler von mir, daß ich zu wenig Abbildungen gab. Aber wird etwas durch 1 Fick ist bei seiner soeben erschienenen kritischen Besprechung der mit dein Reduktionsproblem zusammenhängenden Fragen diese Arbeit völlig ent- gangen. Uber das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung u. Befrucht, usw. 233 zahlreiche Bilder derselben Dinge beweiskräftiger als durch die Fest- stellung, daß die Bilder stets die gleichen sind? Ich habe aber auch des öfteren, insbesondere auch in meinen Referaten im Zoologischen Zentralblatt, betont, daß mir nicht erfindlich ist, warum die Xatur durchaus immer nur auf einem Weg ein gegebenes Ziel erreichen soll, ein Standpunkt, zu dem sich auch Gross 1906 kürzlich be- kannte. Ich hatte nun aus früheren, aber lückenhaften Untersuchungen an Polystomum (Goldschmidt 1902) schließen zu können geglaubt, daß auch dort derselbe »Primärmodus« der Reduktion vorläge wie hei Zoogonus und daraus geschlossen, daß vielleicht alle Trematoden sich hierin wie in noch andern Details der Zellvorgänge gleichartig verhielten. Ich benutzte deshalb die günstige Gelegenheit, reichlich geeignete Stadien von Distomum lanceolatum zu finden, um die betreffen- den Vorgänge bei diesem Wurm zu untersuchen; wie aber gleich vor- ausgeschickt sei, bestätigte sich meine Hoffnung nicht, vielmehr ergab sich hier ein nach einem andern Typus verlaufender Vorgang, wenn auch sonst die Details z. B. in Bezug auf das Verhalten des Sperma- tozoons mit andern Trematoden übereinstimmen. Trotz der geringen Größe der Zellelemente kann Distomum lan- ceolatum nicht als ungünstiges Objekt bezeichnet werden. Insbesondere, wenn man bereits mit den Verhältnissen andrer Trematoden vertraut ist, bietet es sogar viele Vorzüge. Die chromatischen Elemente sind stets im Verhältnis zum Zelleib sehr groß, die Chromosomenzahl nicht allzu hoch. Ein Haupt Vorzug ist wie hei Zoogonus die Mög- lichkeit. die Gesamtuntersuchung an Totalpräparaten auszuführen, da die kleinen, jeder Vergrößerung zugänglichen Eier bis zum Beginn der Furchung vollständig durchsichtig sind. Sodann steht jedes Stadium in beliebiger Menge zur Verfügung, da, wenn überhaupt ein Wurm reifende Eier enthält, im Uterus immer viele Dutzende von Eiern gleichen Stadiums beieinanderliegen. Durch einfaches Zer- zupfen des gefärbten Objektes erhält man so aus wenigen Würmern das gesamte Untersuchungsmaterial. Ebenso lassen sich auch die Ovarialeier durch Zertrümmern leicht isolieren und in beliebigen Mengen studieren. Wie so oft, so sind auch hier die einfachsten Methoden die am besten zum Ziel führenden. Ungünstig ist dagegen das Objekt für die achromatischen Strukturen wegen seines weichen fiüssigkeitsreicheu Plasmas, weshalb sich meine Untersuchung auch ausschließlich auf das Chromatin beschränkt. Ich gebe der Be- schreibung nur Abbildungen der wichtigsten Stadien bei und diese nur in Einzahl, um nicht von andern Objekten so oft Abgebildetes 234 Richard Goldschmidt immer zu wiederholen. Ich hoffe, daß nach obigem mir jedermann glauben wird, daß ich alle Stadien vielmals gesehen habe. Die Literatur über das Verhalten des Chromatins in den Ge- schlechtszellen ist in letzter Zeit so oft zusammengestellt worden, daß ich mir ein näheres Eingehen sparen kann. *) Was die Literatur über die zellulären Vorgänge speziell bei Trematoden anbetrifft, so habe ich sie in meiner Zoogonusarbeit genügend besprochen. Seit- dem sind nur zwei Untersuchungen erschienen, die gleichzeitige Ar- beit von Schubmann (1905) und die von Henneguy (1906), beide über Fasciola liepcitica. Ersterer vermochte gerade über die uns hier interessierenden Probleme wegen der Ungunst des Objekts keinerlei Resultate zu erzielen, und Henneguy war in dieser Beziehung nicht glücklicher. Wenn ich nunmehr zur Schilderung meiner Resultate an D. lance- olatum übergehe, so sei zunächst 1. Die Entwicklung der Eizelle innerhalb des Ovariums besprochen, da ja bei dem augenblicklichen Stand des Reduktions- problems die Interpretation der Vorgänge im jungen Ovocytenkern von ausschlaggebender Bedeutung ist. Die jungen Ovogonien zeichnen sich bereits durch im Verhält- nis zum geringen Plasma große Kerne aus und vermehren sich, wie auch bei andern Objekten, durch Teilungen, deren Zahl aber bei einer nicht in Zonen differenzierten Keimdrüse nicht festzustellen ist. Die Mitose wird eingeleitet durch ein typisches Spiremstadium , das einen aus einem sehr dicken Faden bestehenden Knäuel im Kern zeigt (Fig. lj. Iu der Aquatorialplatte der Mitose zählt man dann deutlich 20 bereits längsgespaltene Chromatinelemente. Es sind gedrungene, leicht gebogene Stäbchen von recht verschiedener Größe. Eine paar- weise Zusammengehörigkeit konnte aber nicht nachgewiesen werden; ein oder zwei Chromosomen zeichnen sich stets durch bedeutendere Größe aus. Figur 2 zeigt ein derartiges Stadium vom Pol aus ge- sehen. Es folgt nach der Teilung ein Ruhekern, und die junge Ei- zelle tritt nunmehr in das Synapsisstadium, wenn wir damit, wie auch andre Autoren es tun, die ganze Reihe der Veränderungen im Kern bis zum Ruhekern des Wachstumsstadiums bezeichnen. Die Reihenfolge der Stadien ist in dieser Zeit genau die gleiche, wie sie von Winiwarter zuerst eingehend analysierte und wie sie *) Anm. bei d. Korr. Soeben wieder von V. Häcker in Spengels Ergebn. u. Fortschr. d. Zool. H. 1. Über das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung u. Befrucht, usw. 235 seitdem oft beschrieben wurde; ich befolge deshalb auch seine Nomen- klatur. In den Details der Schilderung kann ich mich dabei kurz fassen, da die Stadien, abgesehen von unwesentlichen Abweichungen, die das verschiedene Objekt bedingt, auf das genaueste mit dem Ubereinstimmen, was kürzlich Popoff (1907) für Paludina beschrieb und abbildete. Aus dem Kerngerüst des Ovogonienruhekerns geht allmählich das Leptotaenstadium hervor, indem sich die Maschen des Kernge- rüstes in dünne Fäden umbilden, die immer deutlicher nach einer Stelle des Kerns konvergieren. Figur 3 zeigt einen Kern im Moment der Ausbildung des leptotaenen Knäuels, für die Zwischenstadien kann ich auf Popoffs Figg. 12 — 21 Taf. IV hinweisen, die sich kaum von den Bildern bei meinem Objekt unterscheiden. Ist im Kern der dünne Faden mit seinen wirr durcheinanderlaufenden Schlingen fertig ausgebildet, so ist die bekannte Zusammenballung an einem Pole des Kerns zu beobachten, die das Synapsisstadium im engeren Sinn dar- stellt. Innerhalb des dichten Synapsisknäuels kann man aber den einzelnen Faden noch deutlich erkennen, und — wie ja auch bei andern Objekten — lösen sich einige Fadenschlingen aus der dichten Masse heraus und durchziehen den Kern. Diese Fäden weisen die ebenfalls bekannte feine Körnung auf (Fig. 4). Damit sind w'ir zu dem Stadium gelangt, das für das Reduktionsproblem die entschei- dende Bedeutung hat, denn die nun folgenden Veränderungen sind es ja, durch die die halbe Chromosomenzahl zur Ausbildung gelangt. Der dichte Knäuel beginnt sich jetzt etwas aufzulockern, die ein- zelnen Fäden werden wieder deutlicher, ohne daß aber von einem bei den Autoren so beliebten parallelen Verlauf etwas zu bemerken ist. Dagegen sieht man bereits an einzelnen Fäden, die sich schon weiter aus dem Knäuel herausgearbeitet haben, einen sehr feinen, aber deutlichen Längsspalt (Fig. 5). *) Auch dieser Vorgang stimmt genau mit dem von Popoff beobachteten überein. Es folgt nun die Ver- kürzung und Verdickung des Fadens, die zum Pachytaenstadium führt. Sie ist verbunden mit einem Deutlicherwerden des Längsspaltes, einer Segmentierung des Synapsisfadens in zehn Schleifen und deren Anordnung mit den offenen Schenkeln nach einem Pol (Fig. 6). Auch dies sind ja oft beschriebene Dinge, mit deren Schilderung wir uns nicht aufzuhalten brauchen; es sei nur hervorgehoben, daß von einem etwaigen Vorhandensein der Normalzahl dünner Fäden, auf die 1) In der Abbildung gröber ausgefallen, als das Präparat es zeigt. 236 Richard Goldschmidt daun erst die reduzierte Zahl dicker Fäden folgt, nicht die -Rede sein kann. Indem sich die Fäden weiterhin verkürzen und verdicken, be- ginnen sich einzelne aus dem Verband der übrigen zu lösen und mit ihrem einen Ende frei in den Kernraum zu ragen. In Figur 7 ist dies bei vier Fäden eingetreten, während sechs noch bukettartig ge- ordnet sind. In diesem Stadium erkennt man zum erstenmal, daß jeder längsgespaltene Faden in der Mitte durch eine achro- matische Brücke unterbrochen ist, wie in Fig. 7 a stärker ver- größert zu sehen ist. Genau das gleiche finden wir wieder bei Popoff abgebildet. Und diese Querunterbrechung bleibt erhalten, ja wird sogar noch viel deutlicher sichtbar, wenn die immer kom- pakter werdenden Fäden sich jetzt im Kernraum zerstreuen (Fig. 8). Es ist klar, daß wir diese längs- und quergeteilten Fäden jetzt mit gutem Recht als Tetraden bezeichnen dürfen, die wir schließlich (Fig. 9) im ganzen Kern zerstreut und vorwiegend gestreckt verlaufend vorfinden. Es folgt nun nicht wie bei den meisten Objekten ein Diplotaen- stadium und der Übergang zum Ruhekern, sondern es fährt erst die Konzentration der Tetraden noch weiter fort. In Fig. 10 finden wir sie schon stark verkürzt, der Längsspalt ist noch deutlich, der Quer- spalt aber kaum noch bei einzelnen angedeutet, und in Fig. 11 sehen wir sie schließlich zu ganz kurzen Elementen zusammengeschrumpft, in denen der Längsspalt gerade noch zu sehen ist. Erst jetzt dehnen sie sich wieder aus zu langen Fäden, die auffallend körnig erscheinen und durch Brücken miteinander verbunden sind (Fig. 12). Die Körnchen deuten noch durch Anordnung in zwei Reihen den Längs- spalt schwach an (Fig. 13), und schließlich bildet sich in bekannter Weise das Netz des Ruhekernsaus. Da die Eizelle selbst ja keinen Dotter bildet, so kann von einer jetzt folgenden Wachstumszone auch kaum die Rede sein. 2. Die Reifeteilungen und die Befruchtung. Die in den Uterus übertretende Eizelle umgibt sich mit Dotter- zellen und wird, nachdem sich ihr ein Spermatozoon angehängt hat, von der Eischale umgeben. Der Vorgang bietet gegenüber andern Trematoden nichts Besonderes, weshalb auf Henneguys eingehende Darstellung verwiesen sei. Die Zahl der beigegebenen Dotterzellen beträgt meistens vier, häufig auch fünf, seltener drei. Ein solches frisch gebildetes Ei zeigt Fig. 14. Der große Kern enthält ein ziem- Über das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung u. Befracht, usw. 237 lieh gleichmäßiges Kevnnetz mit in den Knotenpunkten eingelagerten Chromatinkörnchen. Im Plasma, dicht der Kernmembran angeschmiegt, liegt das Spermatozoon in Spiraltouren aufgerollt und vollständig intakt mit Kopf und Schwanz. Ferner liegt in der Nähe des Kerns, dem Plasma eingelagert, ein stärker färbbarer ovaler Körper, der Dotterkern. Er scheint hier keine große Polle zu spielen, weshalb ich auch seine Bildung nicht weiter verfolgt habe. Sie dürfte sich aber wohl nicht von der bei Zoogomis unterscheiden. Außerdem findet sich stets im Plasma ein helles, dunkler umsäumtes Bläschen, die Sphäre. Sie sei hier bloß registriert, da ich ihr weiteres Schicksal nicht verfolgen konnte. Die ersten Veränderungen, die sich im Kern verfolgen lassen, bestehen in einem Zusammenfließen der chromatischen Körnchen zu Klumpen, und zwar lassen sich von Anfang an zehn solche zählen. Fig. 15 zeigt sie zu einer Zeit, in der noch das achromatische Kern- netz erhalten ist. Die einzelnen Klumpen sind unregelmäßig geformt und stets von verschiedener Größe. Immer sticht einer durch be- sondere Größe hervor. Sie sind nicht vollständig homogen, sondern lassen im Innern eine fein vakuolisierte Struktur erkennen. Gleich- zeitig wird im Plasma der Schwanz des Spermatozoons aufgelöst, und nur einige blasse Körnchen deuten seine frühere Stelle an. Der Spermakopf lockert dagegen sein Gefüge auf und schwillt zu einem charakteristischen kommaförmigen Gebilde an , das sich der Kern- membran dicht anschmiegt und sie zu etwa einem Drittel umgreift. Fig. 16 zeigt ein ein wenig fortgeschrittenes Stadium. Im Kern ist vom achromatischen Gerüst nichts mehr nachzuweisen, und die zehn Chromatinklumpen zeigen annähernd Kugelgestalt und erscheinen völlig homogen. In Fig. 17 sehen wir sie aber bereits wieder un- regelmäßig geformt werden, sie haben ein sichtliches Bestreben, sich in die Länge zu strecken, und einzelne haben bereits die Formen von Stäbchen. Indem dieser Prozeß fortschreitet, alle Klumpen sich in Stäbchen umwandeln und in diesen plötzlich ein Längsspalt auftritt, wird das Stadium von Fig. 18 erreicht. Der Kern enthält jetzt, da ja die normale Chromosomenzahl 20 beträgt, zehn bivalente Chromatin- elemente, deren Zusammensetzung aber noch nicht nachzuweisen ist. Dies wird aber alsbald möglich. Denn während sich die Kern- membran auflöst, tritt in jedem Element ein deutlicher Querspalt auf, so daß wir in der sich bildenden Aquatorialplatte nunmehr zehn echte Tetraden haben (20, 20 a). Nach der obigen Schilderung der Vor- gänge nach der Synapsis kann über deren Zusammensetzung gar kein 238 Richard Goldschmidt Zweifel herrschen. Der Längsspalt entspricht dem Spalt, der früh- zeitig nach dem Leptotänstadium aufgetreten war, die Querkerbe dem Querspalt, der durch die achromatische Verbindungsbrücke markiert a I a war. Die Zusammensetzung der Tetraden ist also b i b Sein- häufig kann man übrigens in diesem Stadium beobachten, daß eine Verklumpung der einzelnen Tetraden zu einer hufeisenförmigen Masse eintritt, wie in Fig. 19 dargestellt ist. Der Spermakern hat weiter keine Veränderung erfahren, als daß er sich mehr verkürzt hat und nun irgendwo im Plasma in der Nähe der ersten Richtuugsspindel liegt, die wie bei allen Trematoden die ganze Zelle durchzieht. Fig. 21 zeigt die eben auseiuanderweichenden Tochterplatten der ersten Richtungsspindel. In jeder finden sich zehn stabförmige und längsgespaltene Elemente, deren Form, Zusammensetzung und Größe mit Sicherheit den Schluß ziehen läßt, daß die erste Richtungs- teilung nach dem Querspalt erfolgte und eine Reduktionsteilung ist. Die gleiche Form der Dvaden zeigt auch Fig. 22, ein Stadium direkt nach Ausstoßung des ersten Richtungskörpers (Rkt). Es sind nur zwei Dvaden von der Seite sichtbar, die andern alle vom Pol. Die beiden Längshälften der Dyaden hängen nicht mehr so fest zusammen, zeigen einige Neigung zum Auseinanderweichen. Noch deutlicher ist dies beim Eintritt in die Äquatorialplatte der zweiten Richtungsspindel, die Fig. 23 zeigt. Bei zwei Dvaden haben sich hier bereits die Längshälften getrennt und sind im Auseinandergehen begriffen. Das erste Richtungskörperchen ist in beiden Figuren als chromatische kom- pakte Masse zu erkennen, die zwischen den Dotterzellen liegt, und ebenso wie bei Zoogonus gar kein Protoplasma um sich erkennen läßt. Während dieser Vorgänge hat auch der Spermakern Verände- rungen erfahren. In Fig. 22 sehen wir ihn sich auflockern und als eine bimförmige körnige Masse erscheinen. Und in Fig. 23 zerfällt er bereits in zehn kugelige Chromosomen. Also dasselbe Verhalten, wie ich es bereits von andern Trematoden geschildert und auch in seiner theoretischen Bedeutung gewürdigt habe. Die zweite Reifeteilung verläuft, wie zu erwarten, nach dem Längs- spalt der Dyaden. Es ist dies deutlich aus einem Vergleich der Figg. 22, 23 mit Fig. 24 zu ersehen, die die Eizelle nach eben vollendeter zweiter Reifeteilung zeigt. Der dem ersten dicht anliegende zweite Richtungskörper ist noch aus den dicht gedrängten stabförmigen Dyadenhälften zusammengesetzt, im Eiplasma liegen zehn Stäbchen zerstreut. Die zweite Reifeteilung ist also Äquationsteilung. Über das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung u. Befrucht, usw. 239 Nun beginnt die Rekonstruktion der Vorkerne, und zwar vollzieht sie sich in der für die Trematoden charakteristischen Weise, die ich zuerst für Polystomum als Karyomeritenbildung beschrieben habe. In Fig. 25 zeigen die einzelnen Chromosome eine unregelmäßige Form, bekommen zum Teil Verdickungen und Auswüchse, und in Fig. 26 sehen wir sie bereits in einzelne chromatische Kügelchen, die Karyomeriten, zerfallen. Gleichzeitig vollzieht sich derselbe Prozeß auch im Spermakern. Er war ja ebenfalls zu Chromosomen umge- bildet, und diese zerfallen ebenso wie auch bei den andern unter- suchten Trematoden in Karyomeriten. In Fig. 25 ist der Prozeß im Beginn begriffen, in 24 erscheinen die einzelnen Karyomeriten des Spermakerns schon durch feine achromatische Stränge verbunden — ein ebenfalls mit den Verhältnissen bei Polystomum sehr genau über- einstimmendes Bild — , und in 26 bildet sich bereits ein aus kleinen Karyomeritenbläschen zusammengesetzter Spermakern. In Fig. 27 endlich finden wir die beiden Vorkerne dicht beisammenliegend als polymorphe Bläschen, gefüllt mit einer Unmenge von Karyomeriten. Im selben Ei steht auch das erste Richtungskörperchen im Begriff sich zu teilen, ein Vorkommnis, welches aber nicht konstant ist. Die beiden Vorkerne gehen nun allmählich in Ruhekerne über, indem sich die Karyomeriten auf dem entstehenden Kernnetz verteilen, wie Fig. 28 zeigt. Der Spermakern kann dabei wesentlich kleiner sein als der Eikern. Schließlich sind zwei vollständige Ruhekerne von nicht gleicher Größe hergestellt (Fig. 29) mit einem regelmäßigen Kern- reticulum mit eingestreuten chromatischen Körnchen. Die Richtungs- körperkerne vakuolisieren sich um diese Zeit und zerfallen. Dies Stadium scheint ziemlich langen Bestand zu haben , denn man findet ganze Strecken des Uterus mit solchen Eiern gefüllt. Dann erfolgt erst die Ausbildung der ersten Furchungsspindel, wobei sich in jedem Vorkern die zehn Chromosomen bilden, und zwar — wie dies auch bei Zoogonus der Fall ist — im Spermakern durch direktes Zusammenfließen der Körnchen, im Eikern durch Vermittlung eines typischen Spirems. Wie vorstehende Schilderung beweist, hat es sich entgegen meinen Erwartungen herausgestellt, daß die Chromatinreduktion bei Distomuni lanceolatum in ganz andrer Weise verläuft als bei dem im System so nahestehenden Zoogonus. Der Vorgang wäre zu bezeichnen als Tetradentypus mit Präreduktion. Ich hatte früher vorgeschlagen, die verschiedenen Typen der Reduktion nach dem Zustandekommen der 240 Richard Goldschmidt Pseudoreduktion zu bezeichnen, uud hatte unterschieden den Primär- typus, bei dem eine Pseudoreduktion fehlt, also die Normalzahl der Chromosomen in die erste Reiteteilung- eingeht und eine Teilung ein- fach die Chromosomen in zwei Gruppen auseinander rücken läßt. Einwandfrei ist dieser Typus bisher nur zweimal aufgefunden worden (Goldschmidt 1905, Prandtl 1906), neuerdings gibt auch Munson 1906 eine derartige Beschreibung von Papilio rutulus , der ich aber selbt skeptisch gegeuüberstehe. Als zweiten Typus bezeichnete ich den Tetradentypus, bei dem echte Tetraden auftreten, d. h. doppelwertige Chromosomen, deren Ein- zelchromosome nur getrennt werden können, wenn eine Teilung nach dem Querspalt verläuft. Die klassischen Uutersuehungen über Chro- matinreduktion hatten vorwiegend mit einem derartigen Typus ge- rechnet, er ist aber neuerdings in Mißkredit gekommen, seit die Verbindung der MENDELSchen Regeln mit dem Chromosomenverhält- nisseu den Wunsch hat auf kommen lassen, vor den Reifeteilungen einen Zusammenschluß homologer Chromosome zu finden. Die Schulbei- spiele dieses Typus [Cyclops und Ophryotrodia ) sind neuerdings angefochten worden von Lerat (1905), Gregoire und Deton (1906), A. u. K. E. Schreiner (1906, :s), und wenn ich auch die Beweisführung dieser Forscher nicht als stichhaltig anerkennen kann, so scheiden jene Objekte doch bis zur definitiven Klärung aus. Immerhin bleiben noch genug Fälle aus neuester Zeit, die das wirkliche Vorkommen des Tetradentypus beweisen, so, wenn ich zunächst von Montgomery (1900 — 1906) absehe, die Untersuchungen von Popoff (1907), Wassi- lieff (1907), Blackman (1905), Zweiger (1906), denen sich nunmehr auch die vorstehenden Untersuchungen zugesellen. Als besondere Spezialfälle dieses Typus könnten die Symmixisvorgänge gelten, wie sie Häcker (1904), Marcus (1906), Gross (1906 beschrieben. Die Existenz jener beiden Reduktioustypen halte ich also für bewiesen. Als dritten Typus hatte ich den Konjugationstypus aufgestellt, dessen Charakteristikum es wäre, daß vor den Reifeteilungen die Reduktion der Chromosomenzahl so zustande kommt, daß je zwei Chromosomen sich aufsuchen und der Länge nach aueinanderlegen, miteinander konjugieren. Die beiden Reifeteilungeu müssen dann wie normale Mitosen verlaufen, in einer Teilung werden aber doch ganze Chromosomen getrennt. Dieser Typus erfreut sich augenblick- lich im Zeichen Mendels besonderer Gunst, uud ganze Schulen sind bemüht, seine Alleinexistenz zu beweisen (s. vor allem Janssens 1901, 1905 und Schreiner 1906, 1007). Und doch, wenn wir diese Au- Über das Verhalten des Chromatins bei der Eireifung u. Befrucht, usw. 241 gaben frei von theoretischen Postnlaten unter die Lupe nehmen, so erscheint ein gut Teil Skeptizismus berechtigt. Meves (1907) hat kürzlich gerade diesen Punkt diskutiert und ist zum Schluß gelangt, daß immer, wo eine parallele Copulation der Cliromosome beschrieben wurde, die so gedeuteten Bilder durch frühzeitige Längsspaltung der Chromosome zustande kommen. Wenn ich selbst auch nicht auf so ganz ablehnendem Standpunkt der Chromosomenkonjugation gegen- überstehe wie Meves, vielmehr die Möglichkeit ihres Vorhandenseins zugebe, so muß ich doch in der Deutung der bisher vorliegenden Befunde mich ganz mit jenem einverstanden erklären. Auch ich glaube — und das gleiche hat kürzlich Fick in besonders scharfer Weise ausgesprochen — , daß alle bisherigen Angaben über Konjugation sich auf eine frühzeitige Längsspaltung des Chromatins beziehen und daß keine Angabe vor! i egt, die man nicht mit ebenso viel Berechti- gung in dieser Weise deuten könnte. Ich weise auch auf die dies- bezüglichen Bemerkungen von Popoff (1907) hin. Als Konjugation wird nun vielfach auch ein Prozeß bezeichnet, den Montgomery (1900) zuerst für Peripatus beschrieb und den er im Gegensatz zur parallelen Konjugation als conjugation end to end bezeichnet. Eine Betrachtung seiner Abbildungen, besonders der neueren über Hemipteren, zeigt, daß die Bilder im großen ganzen dieselben zu sein scheinen wie die oben für Distomum unter dem Begriff des Tetradentypus geschilderten. Ein Unterschied läge darin, daß Montgomery die Chromosomen sich paarweise zum Zweck der Verlötung aufsuchen läßt und daß sie dann vielfach an der Verlötungs- stelle umknicken, so daß vier parallele Teile entstehen, die durch doppelte Längsspaltung getrennt werden. Was letzteren Punkt an- betrifft, so stellte er ja nur eine verschleierte Tetradenteilung dar, und was die Konjugation betrifft, so scheinen mir auch hierfür die Bilder nicht beweisend zu sein, sondern nur zu zeigen, daß die reduzierten Chromosomen bivalent sind, indem an der durch die Unterbrechung des Chromatins gekennzeichneten Stelle ein Auseinanderbrechen nicht stattfand. Damit kommen wir zur Deutung unsrer eigenen Befunde. Die Reduktion kam ja so zustande, daß nach der Synapsis der Chromatin- faden sich nur in die halbe Zahl von Segmenten zerlegte, während die andre Hälfte der Trennungslinien sich als achromatische Brücke dokumentierte. In der ersten Reifeteilung vollzog sich die Trennung in dieser Brücke, dem Querspalt. Von einer Konjugation homologer Chromosome kann man hier nicht reden, und ich muß Meves recht Archiv f. Zellforschung. I. 16 242 Richard Goldschmidt geben, wenn er solchen Vorgängen gegenüber sich an die einfache BitAUERSche (1893) Auflassung der Chromatinreduktion anschließt. Es kann in solchen Fällen, d. h. in allen Fällen des Tetradentypus und der Konjugation end to end, wirklich von nichts andrem ge- sprochen werden als einer unvollkommenen Segmentierung des Spirem- fadens. Eine andre Frage ist es, ob es, wie Meves meint, gänzlich gleichgültig ist, wie die bivalenten Elemente geviertelt werden, oder ob auf irgend eine Weise es erzielt werden muß, daß die Spalthälften ganzer Chromosome einmal verteilt werden und dies das Wesentliche des Reduktionsprozesses darstellt1). Ich neige vor der Hand noch zu letzterer Auffassung hin, insbesondere auch mit Hinblick auf den Primärmodus der Reduktion. In beiden Fällen aber bleibt die Not- wendigkeit, die Vorgänge in der Synapsisperiode zu erklären. Denn wenn man auch die dichte Verklumpung des Chromatins, für die ursprünglich der Name geprägt wurde, für ein Kunstprodukt hält, so bleibt doch die Tatsache bestehen, daß hier Prozesse vorliegen, die vom Ruhekern über die verschiedensten Umformungen des Chro- matius wieder zum Ruhekern führen, und diese Erscheinungen ver- langen eine Erklärung. Da wir die Erklärung ablehnen, daß hier das Aufsuchen homologer Chromosome stattfindet, so bleiben, soweit ich sehen kann, nur zwei Wege übrig. Der eine wurde zuerst von R. Hertwig (1906, 1907) betreten und seine Gedanken dann weiter von Popoff (1907) und Wassilieff (1907) ausgeführt. Er sieht in den Vorgängen der Svnapsis eine unterdrückte Teilung und bringt den ganzen Prozeß mit der Lehre von der Kernplasmarelation zu- sammen. Der andre Weg, der sich übrigens zum Teil mit ersterem vereinigen läßt, wurde von mir (1904) eingeschlagen und versucht, die Svnapsis als das Stadium aufzufassen, in dem die Herausarbeitung der Vererbungssubstanzen geschieht, durch Trennung des Idiochro- matins vom Trophochromatin. Da die vorliegende Untersuchung aber wegen der Kleinheit des Objekts sich nicht auf diese Punkte er- strecken konnte, so sei auch hier von einer weiteren Erörterung dieses Problemes abgesehen. München, im Juni 1907. >) Einen extrem skeptischen Standpunkt in dieser Frage nimmt Fick ein. So sehr ich in vielen Punkten seiner Kritik zustimme, kann ich mich seinen letzten Folgerungen doch noch nicht anschließen. Über das Verhalten des Chroinatins bei der Eireifung u. Befrucht, usw. 243 Zitierte Literatur, Blackmax. W. M. (1905), The Spermatogenesis of the Myriapods. Bnll. Mus. Comp. Zool. Harvard Coli. V. 48. Brauer, A. (1893), Zur Kenntnis der Spermatogenese von Ascaris megalocephala. Arch. mikr. An. V. 42. 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Kl. 16* 244 Richard Goldschmidt Schubmann, W. 1905), Über die Eibildung und Embryonalentwickluug von Fasciola hepatica L. (Distomum hepaticum Ress.lZool. Jahrb. (Anat.) V. 21. Wassilieff, W. (1907), Die Spermatogenese von Blatta germanica. Arch. mikr. Anat. V. 70. Winiwarter , H. von (1900), Recherches sur l’ovogenese et l'organogenese de l’ovaire des Mammiferes (Lapin et Homme). Arch. Biol. V. 17. Zweiger, H. (1906 , Die Spermatogenese von Forficula auricularia L. In: Jenaische Ztschr. Naturw. V. 42. Erklärung der Abbildungen Taf. 7. Sämtliche Figuren beziehen sich auf Distomum lanceolatum und sind nach Boraxcarmintotalpräparaten gefertigt. Fig. 1 — 13 bei Zei.ss Apochr. Imm. 2 mm Comp. Oc. 18, Fig. 14—29 bei Zeiss Apochr. Imm. 2 mm. Comp. Oc. 12. Fig. 1. Ovogonienkern im Spiremstadimn. Fig. 2. Ovogonie. Äquatorialplatte einer Mitose mit 20 schon längsge- spaltenen Chromosomen. Fig. 3. Junger Ovocytenkern im Beginn der Differenzierung derSynapsisfiiden. Fig. 4. Ovocytenkern in der dichten Synapsis. Fig. 5. Ovocytenkern. Auflösung der Synapsis, Beginn der Längsspaltung des dünnen Fadens. Fig. 6. Ovocytenkern. Bukettstadium mit 10 längsgespaltenen Chromo- somen. 6« ein Chromosom stärker vergrößert. Fig. 7. Ovocytenkern. Beginnendes Pachytaenstadium , 4 Chromosomen haben sich aus dem Bukett losgelöst, zeigen außer dem Längsspalt eine achro- matische Querunterbrechuug. Dieselbe stärker vergrößert in 7 a. Fig. 8. Ovocytenkern. Verteilung der Tetraden im Kern. Fig. 9. Ovocytenkern. Streckung und weitere Verteilung der Tetraden. Fig. 10, 11. Ovocytenkern; fortschreitende Konzentration der Tetraden. Fig. 12, 13. Ovocytenkern; Übergang zum Ruhestadium. Fig. 14. Fertiges Ei vor Beginn der Reifeteilungen. Außer der Eizelle in der Schale 4 Dotterzellen Dz., dk. Dotterkern, sp. Spermatozoon, S. Sphäre. Fig. 15. Die Eizelle allein. Beginn der Chromosomenausbildung und Ver- wandlung des Spermatozoons. Fig. 16. Dasselbe. Das Kernnetz ist verschwunden. Fig. 17. Dasselbe. Streckung der Chromatinklumpen. Fig. 18. Dasselbe. Umbildung der Chromatinelemente in Doppelstäbchen. Fig. 19. Dasselbe. 1. Richtungsspindel mit hufeisenförmig verklumpten Chromosomen. Fig. 20. Dasselbe. 1. Richtungsspindel mit 10 Tetraden. 20a eine Tetrade stärker vergrößert. Fig. 21. Dasselbe. Auseinanderweichen der Tochterplatten der 1. Richtungs- spindel mit 10 Dyaden. Fig. 22. Animale Hälfte des Eies mit Ovocyte 2. Ordn. vor der Bildung der 2. Richtungsspindel. Spermakern bildet Karyomeriten. Rkj. 1. Richtungs- körperchen. Fig. 23. Dass. 2. Richtungsspindel. Spermakern in zehn Chromosome zerfallen. Fig. 24. Dass. Reife Eizelle gleich nach Bildung des 2. Richtungskörpers. Fig. 25. Dasselbe etwas später. Fig. 26. Dasselbe. Karyomeritenbildung in Ei- und Spermakern. Rk2- liegt unter der Eizelle.) Fig. 27. Dasselbe. Rekonstitution von Ei- und Spermakern (Ek. u. sp.) Teilung des 1. Richtungskörpers. Fig. 28. Dasselbe etwas später. Fig. 29. Dasselbe. Fertige ruhende Yorkerne. Zerfall der Richtungskörper. Archiv für ZelUorsc Taf.vn. lith Anst vE A Junta I eipsg- Experimentelle Zellstudien. Von Dr. Metliodi Popoff, Assistent am Zoologischen Institut der Universität München. Mit 18 Textfiguren, 12 Kurven und zahlreichen Tabellen. Inhalt. Einleitung 246 Untersuchungsmaterial: Frontonia leucas, Stylonychia mytilns, Dilep- tus gigas 249 Methode des Experimentierens mit Frontonia leucas 250 I. Experimente und Messungen an Frontonia leucas bei einer Temperatur von 25° C 258 Wachstum des Plasmas, Wachstum des Kernes, Moment der Kern- plasmaspannung, Teilungskurven, Auffassung 276 II. Untersuchungen über die Teilung von Frontonia leucas bei einer Tem- peratur von 14° C und die daraus sichergebenden Schlußfolgerungen. Verlauf der Wachstumskurven für das Plasma und den Kern. Ver- gleich mit denjenigen in der Wärme. Verlangsamung der Lebens- vorgänge in der Kälte 292 UI. Ist eine »Nachwirkung« der Temperatur bei der Teilung der Zelle vorhanden? a. Experimente an Dileptus gigas 306 b. Experimente und Messungen an Stylonychia mytilus 311 IV. Die Kernplasmaspannung als erregendes Moment der Zellteilung: Experimente an Frontonia leucas 328 V. Abhängigkeit der Lebenserscheinungen der Zelle von chemisch-phy- sikalischen Vorgängen 341 VI. Abhängigkeit der Größe der Metazoenindividuen von der Zellgröße, sowie die daraus sich ergebenden Schlußfolgerungen 344 Archiv f. Zellforschung. I. 17 246 Dr. Methodi Popoff II. Teil. Seite Über die Natur der Geschlechtszellen 352 1. Die Geschlechtszelle als Teil eines Organismus. Histologische Speziali- sierung. Lebenslauf einer Generation von Geschlechtszellen. De- pressionsperioden 354 2. Die Umänderungen in der AVachstumsperiode der Geschlechtszellen als Folge ihrer früheren Entwicklung: Die Synapsis. Die erste unter- drückte Teilung. Das Bukettstadium. Chromidienbildung. Ursache derselben. Strahlungserscheinungen in den Geschlechtszellen, Centro- phormienlehre Ballowitzs. Strahlende Kerne. Diploten- und Dictyen- stadium. Die zweite unterdrückte Teilung 359 3. Die Dotterbilduug der Geschlechtszellen als Ausdruck niederer organi- scher Synthesen. Zusammenfassender Überblick: Protozoenzelle, Bid- DERsches Organ. Krankhafte Störungen in der Entwicklung der Ge- schlechtszellen. Thymus. Degenerationserscheinuugen bei den Zellen überhaupt 369 Schlußwort 377 Erster Teil. Teilung (1er Zelle und eng damit verknüpfte Fragen. Einleitung. In den sechziger Jahren des vorigen Jahrhunderts haben die Arbeiten Max Schultzes den Begriff der Zelle von Grund aus um- geändert. Die bis dahin herrschenden Anschauungen von Schwann und Schleiden, nach welchen die Zellmembran den wichtigsten Teil einer Zelle bilden sollte, wurden als unhaltbar zuriickgewiesen und das Hauptgewicht auf das Zellplasma als Träger der Lebensfunk- tionen gelegt. Bei diesen Betrachtungen wurde auch der Zellkern nicht außer Acht gelassen. Vielmehr hat man durch das Studium der Wechselbeziehungen dieser zwei Zellbestandteile — des Plasmas und des Kernes — die Zellfunktionen zu verstehen gesucht. Es wurde nach dieser Weise ein neuer aussichtsvoller Weg in der Zell- forschung betreten. Bald aber hat sich die Sache verändert. Die wichtigen Ent- deckungen Oskau Hertwigs über die komplizierten Umwandlungen, welche der Kern, sowohl Ei- wie Spermakeru, während der Befruch- tung durchmacht; die eingehenden spermato- und ovogenetischen Studien, welche einen geradezu verblüffenden Umwandlungsreichtum des Kernchromatins während der Reifung der Geschlechtszellen auf- deckten; das genaue Erforschen der karyokinetischen Kernteiluugs- figuren haben so sehr die Aufmerksamkeit der Forscher gefesselt, daß der Begriff der Zelle, wenn auch unbewußt, allmählich verändert Experimentelle Zellstudien. 247 wurde. Die Zellforscher haben sich angewöhnt, den Kern für sich allein als ein selbständiges Ganzes zu betrachten, und von diesem einseitigen Gesichtspunkt ausgehend suchte man ins Klare Uber alle diejenigen Vorgänge zu kommen, welche sich im Kerne abspielten. Nicht nur das. Man hat von diesem Gesichtspunkte aus das ganze Zellenleben zu erklären versucht. Und merkwürdigerweise fand dieses Bestreben einen sehr lebhaften Beifall. Ich brauche nur auf die vielen Versuche hinzuweisen, welche sowohl die Vererbung wie auch alle andern Zellfunktionen von diesem Ausgangspunkte aus erklären. In demselben Maße, wie die Betrachtung des Kernes immer mehr in den Vordergrund geschoben wurde, trat diejenige des Plasmas allmäh- lich zurück. Der Kern behauptete eine herrschende Rolle in der Zelle. Zwar sah man auch jetzt in dem Plasma und in dem Kerne die wichtigsten Zellbestandteile, aber alles hörte mit dieser bloßen Kon- statierung auf. Die Zellforschung ging hei der Betrachtung der Zelle vielmehr in der eingeschlagenen einseitigen Richtung weiter. Wenn von Zeit zu Zeit das Plasma beim Zellstudium berücksichtigt wurde, so geschah das wieder in einseitiger Weise. Man betrachtete das Plasma allein für sich und suchte alle die sich in demselben ab- spielenden Vorgänge und die sich in ihm befindenden morphologi- schen Bestandteile als etwas ganz in sich Abgeschlossenes zu erklären. So kam es, daß infolge der starr gewordenen Begriffe vom Kern und Plasma viele, leicht in Zusammenhang zu bringende Plasma- einSchlüsse verschiedene Namen erhalten und ganz abweichende Deu- tungen erfahren haben. Die angebliche Komplizierung in der Zelle hat immer mehr und mehr zugenommen. Es drohte schon die Ein- heitlichkeit bei der Auffassung der Zelle verloren zu gehen: Kern, Plasma und die vielen Bestandteile in denselben wurden immer mehr und mehr getrennt für sich betrachtet — die Zelle wurde allmählich zersplittert. Eine bezeichnende Wendung von dieser extremen Auffassung der Zelle machen die Arbeiten Balbianis, Gerassimows und R. Hert- wigs , welche auf experimenteller Basis die Wechselbeziehungen zwischen Kern und Plasma zu erforschen suchen. Jetzt stehen wir wieder vor einer, wenn auch nicht so tiefen, doch nicht weniger be- deutungsvollen Umwälzung in unsren Zellbegriffen, wie dies in den sechziger Jahren der Fall war. Die Experimente und Beobachtungen Gerassimows an pflanzlichen Zellen und diejenigen Hertwigs an Protozoen bewiesen die engen Wechselbeziehungen, welche bei der Funktion der Zelle zwischen 17* 248 Dr. Methodi Popoff Kern und Protoplasma existieren. Sie zeigten, daß das 'Wachstum des Kernes in gesetzmäßigem Zusammenhang mit dem des Plasmas steht. Die Regulierung dieser beiden wichtigen Momente — des Plasma- und Kernwachstums — wird durch einen regen Stoffaus- tausch zwischen Kern und Plasma bewirkt. Als unmittelbare Folge desselben fand Hertwig das Austreten von chromatischer Substanz aus dem Kerne in das Plasma, hier Chromidien bildend. Auf diese Weise wurde die Einseitigkeit bei der Betrachtnng von Kern und Plasma aufgehoben. Die Lebensvorgänge in der Zelle werden nicht durch die ausschließliche, oder wie es vielfach geschehen ist, durch die vorherrschende Wirkung des Kernes erklärt, sondern den Zell- lebensvorgängen wird durch Beobachtung des gesetzmäßigen Ein- greifens, des Zusammenwirkens der beiden Hauptzellbestandteile, Kern und Plasma, näher zu treten gesucht. Diese große Umwälzung in unsrer Betrachtung der Zelle ist berufen, neue Gesichtspunkte auch in einem der wichtigsten Zell- vorgänge, der Zellteilung, zu eröffnen. Von den oben angeführten Betrachtungen über das Wechselverhältnis zwischen Kern und Proto- plasma ausgehend, hat R. Hertwig versucht, die Teilung der Zelle von diesem Gesichtspunkte aus aufzufassen und zu beleuchten. Er ging von dem Gedanken aus, daß es bei dem Wachstum der Zelle zu solchen Zuständen kommen muß, bei welchen das normale Kern- plasmaverhältnis — die Kernplasmarelation Hertwigs — gestört wird. Die in dieser Richtung ausgeführten orientierenden Messungen stimmten mit dem theoretischen Postulat überein. Es fehlte aber bis jetzt an ausgedehnten und planmäßig ausgeführten Beobachtungen und Messungen, welche alle Momente in den Wechselbeziehungen zwischen Kern und Protoplasma zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen der Zelle berücksichtigen. Das genaue Studium dieser Momente ist unumgänglich notwendig, wenn man eine Basis für die Keruplasmarelationslehre gewinnen will. Die Wichtigkeit der Frage ins Auge fassend, hat R. Hertwig schon vor 4 Jahren mit der Er- forschung dieser Wachstumsmomente der Zelle einen seiner Schüler, Herrn Emil von Wierzbicki betraut. Die Arbeit wurde von dem- selben begonnen und bis zu einem gewissen Abschluß gebracht. Inzwischen aber mußte Herr Wierzbicki, durch politische Wirren verhindert, die Arbeit unterbrechen. Er kam nicht dazu, die ge- wonnenen Resultate zu drucken. Es blieben bloß die von ihm an Herrn Professor Hertwig gemachten mündlichen Mitteilungen übrig, welche R. Hertwig (1905) in seinem Vortrag bei der Experimentelle Zellstudien. 249 Breslauer Naturforscherversammlung zusammenfaßte *). Bei dieser Sachlage wurde ich von meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. R. Hertwig, veranlaßt, die Arbeit von neuem aufzunehmen. Von den ersten gewonnenen Resultaten ausgehend, habe ich den Umfang der Arbeit durch neue Fragestellungen erweitert. So ent- stand derjenige Teil der Arbeit, welcher über die Durch schneidungs- und Regenerationsversuche handelt. Ferner habe ich versucht, die durch Studium an Protozoen gewonnenen Gesichtspunkte zur Auf- klärung der so merkwürdigen Vorgänge, welche sich bei der Aus- bildung der Geschlechtszellen abspielen, zu verwerten, die hier be- kannten Tatsachen genauer zu sichten und dieselben durch Messungen und Experimente einer physikalisch-physiologischen Erklärung näher zu bringen. So entstand der zweite Teil dieser Abhandlung, welcher speziell diesen Fragen gewidmet ist. Untersuchungsmaterial. Zur Entscheidung der aufgeworfenen Fragen habe ich mit In- fusorien experimentiert, die ich in Reinkulturen gezüchtet habe. Als Hauptuntersuchungsobjekt diente Frontonia leucas Ehrbg. An diesem Tiere habe ich die eingehendsten Messungen betreffs der Teilung der Zelle bei verschiedenen Temperaturen ausgeführt. Kon- trollversuche und Experimente Uber die Nachwirkung der Temperatur bei der Zellteilung wurden von mir an den Infusorien Stylonychia mytilus und Dileptus gigas angestellt. Für den zweiten Teil dieser Arbeit, welcher dem Synapsispro- blem, der Chromidienbildung, den abortiven Teilungen, den Strah- lungserscheinungen und der Dotterbildung bei den Geschlechtszellen gewidmet ist, habe ich Messungen an den männlichen Geschlechts- zellen von Ascaris mystax 2) und an den weiblichen von Paludina vivipara ausgeführt. Nachstehend lasse ich die einzelnen Experimente und Messungen mit den daraus zu entnehmenden theoretischen Schlüssen folgen. *) Bei den Untersuchungen Wierzbizkis (Experimente bei einer Temperatur von 25° C) hat sich herausgestellt, »daß, während die Frontonien von einer Teilung zur andern heranwachsen, der Kern lange Zeit über eine sehr geringe Ver- größerung erfährt und das zur Herstellung der Kernplasmarelation nötige ener- gische Kernwachstum erst in die Zeit fällt, in welcher die Teilung eingeleitet und zu Ende geführt wird«. Diese Untersuchungen haben ferner gezeigt, »daß nach Ablauf jeder Teilung zunächst eine Verkleinerung des Kernes erfolgt«. S. 190 — Verh. d. deutsch. Zool. Ges. 1905 — Breslau. 2) Die Präparate von Ascaris mystax verdanke ich der Liebenswürdigkeit des Herrn Dr. Harry Marcus. 250 Dr. Methodi Popoff Methode des Experimentierens mit Frontonia leucas Ehrbg. Frontoma leucas ist ein holotriches Infusor. Es bat eine eiför- mige Gestalt (Fig. 1). Bei einer Länge von 264 — 289 u zeigt da& vordere Ende eine Breite von 148 «, das hintere von 130—135 «. In der Mitte mißt das Tier dnrchschnittlich 150 «. Diese Messungen sind an Tieren kurz vor der Teilung aus Kulturen, welche bei 25° C. gezüchtet worden sind, entnommen. Bei einer Temperatur von 14° C. sind die betreffenden Körperdimensionen wie folgt: Länge 325 «, das vordere Ende ist 155 — 160 « breit, das hintere 140 — 145 u, und in der Mitte zeigt das Tier eine Breite von Fio* 1 150 — 155 ti. Gewöhnlich ist das Tier seitlich schwach abgeplattet. In der Wärme beträgt es in dieser Richtung 130 it , in der Kälte 142 — 146 «. Die beiden Seiten des Körpers werden durch die Stellung des Mundes ge- geben. Derselbe hat die Form einer ovalen Spalte, ist an der Basis mit einer undulierenden Membran versehen und liegt nahe dem vorderen Körperende. Der Mund bezeichnet die ventrale Seite des Körpers. Die Analöflfnung ist am hin- teren Körperende angebracht. Die contractile Vacuole befindet sich in der Mitte des Körpers, näher an der Rückenseite gelegen. Ebenfalls in der Mitte des Körpers, nur ein bißchen nach vorn geschoben, liegt der Kern. Derselbe hat die Form einer ovalen Scheibe, deren eine Seite schwach konvex, die andre in der Mitte eingebuchtet ist. In der Profilansicht erscheint der Kern als ein nur sehr schwach gebogener Stab (Fig. 2), von oben gesehen, zeigt er eine regelmäßige ovale Form (Fig. 3). In der Natur findet man oft Frontonien, deren Körper stark mit Zoochlorellen gefüllt ist. Diese Tiere pflegen in der Regel beträcht- lich kleiner (Länge 280 «, Breite 145«, Dicke 135—140 « bei Tem- peratur ca. 10 — 12° C.) wie die Frontonien, welche keine Zoochlorel- len aufweisen, zu sein. Die Tiere, welche mir zu meinen Experimenten gedient haben, waren frei von Zoochlorellen. Die Frontonien züchtete ich in geschlossenen Uhrschälchen. Als Nahrung verwendete ich eine Zeitlang durch ein feines Planctonnetz Experimentelle Zellstudien. 251 durchgesiebte Diatomeen. Später fand ich eine leichter erhältliche Nahrung in verfaultem Salat. Denselben hatte ich immer in großen Einmachgläsern vorrätig und sorgte dafür, daß nicht viele Infusorien sich darin entwickelten. Vor Gebrauch wurde der Salat auch durch ein feines Planctonuetz gerieben. Jeden Tag habe ich sowohl frische Nahrung als frisches Wasser der Kultur zugegeben. Da- bei achtete ich stets darauf, daß keine neue Frontonia in die Kultur hineinkam. In dieser Weise führte ich zwei Kulturen bei verschiedenen Tem- peraturen: eine bei 25° C., eine andre bei 14° C. Es galt nun, die Größenveränderungen des Kernes wie des Plas- mas zwischen zwei nacheinander folgenden Teilungen festzustelleu, um auf diese Weise ganz präzise Angaben für das Zell wachs tum und die Zellteilung zu bekommen. Durch die regelmäßige, fast ovale Form seines Körpers und den scheibenförmigen Kern bietet Frontonia Fig. 2. Fig. 3. leucas im Vergleich zu andern Infuso- rien ein sehr günstiges Objekt zum Messen. Der einfachste und bequemste Weg zur Feststellung des Kern- und Plasma Wachstums wäre derjenige ge- wesen, ein Tier gleich nach der Teilung zu nehmen, es bis zu der nächsten Tei- lung weiter zu züchten und das allmähliche Anwachsen des Plasmas und des Kernes durch z. B. jede halbe Stunde ausgeführte Messungen genau festzustellen. Das Beschreiten dieses Weges war aus dem ein- fachen Grunde unmöglich, daß an lebenden Frontonien keine genauen Messungen zu machen sind. Die Tiere sind dazu zu beweglich, außerdem treten die Kernkonturen nicht scharf genug hervor. Dieser Umstand komplizierte die von Anfang an so einfach erscheinende Untersuchung ungemein. Um die Wachstumsveränderung des Plas- mas und des Kernes feststellen zu können, habe ich den schon von Wierzbizki eingeschlagenen Weg betreten. Ich habe immer den Moment der Teilung abgepaßt. Gleich nach der Teilung tötete ich das eine Tier ab, das andre kultivierte ich gesondert weiter und tötete es z. B. erst nach einer halben Stunde ab. Nach diesem Verfahren habe ich allmählich die Stadien i/2 Stunde, 1 Stunde D/2 Stunden, 2 Stunden usw. nach der Teilung bis zu der nächsten Teilung gesammelt. Die Tiere fixierte ich immer in Pikrinessigsäure (konz. wässerige Lösung von Pikrinsäure mit 2°/0 Essigsäure) und 252 Dr. Methodi Popoff färbte sie mit Borax-Karmin1) Bei vorsichtiger Anwendung dieser Methoden bekommt man Präparate, welche fast keine Schrumpfung aufweisen. Die einzelnen Tiere habe ich in Nelkenöl aufbewahrt und dort mit sehr fein geteiltem Ocularmikrometer, bei Vergrößerung Ocul. 1 , Objektiv 7 Leitz (1 Teilstrich des Ocularmikrometers = 1)47 u), gemessen. Die Untersuchung im Nelkenöl ist unumgänglich notwendig, da man in dem Ol das Tier nach allen Bichtungen drehen kann. Bei jedem Tiere habe ich die Länge, die Breite und die Dicke sowohl des Kernes wie auch des Plasmas gemessen. Durch Multi- plizierung der gewonnenen Zahlen bekam ich das Volumen des Plas- mas und des Kernes, auf ein Parallelopiped umgerechnet (Fig. 4). Da bei allen Tieren die durch diese Umrechnungsweise gemachten Fehler die gleichen sind und da es bei mir hauptsächlich auf Wachs- tumsrelationen ankam, kann diese Umrechnungsweise gar keinen Einfluß auf die Endresultate ausüben. Anfangs habe ich sowohl das Volumen des Plasmas wie dasjenige des Kernes auf ein dreiach- siges Elipsoid umgerechnet. Auf diese Weise bekommt man Zahlen, welche näher dem eigentlichen Volumen des Kernes und des Plasmas stehen. Die Umständlichkeit dieser Ausrechnung und die oben er- wähnten Verhältnisse ins Auge fassend, habe ich auf diese Methode verzichtet. Die umgerechneten Zahlen von der Messung des z. B. J/2 Stunde nach der Teilung abgetöteten Tieres habe ich mit den- jenigen, welche von dem entsprechenden, gleich nach der Teilung ab- getöteten Tochtertier stammten, verglichen. Diese komplizierte Um- rechnungsmethode mußte unbedingt eingeschlagen werden, da sonst, infolge der für jede Protozoenkultur üblichen kleinen Schwankungen in der Teilungsgröße der Tiere, die Resultate nicht ohne weiteres ver- gleichbar wären. Auf diese Weise konnte ich feststellen, um wie viel größer Plasma und Kern eine halbe Stunde nach der Teilung geworden sind. Durch Bestimmung der Kernplasmarelation, d. h. des Koeffizienten, den man erhält, wenn man die Plasmamaße durch die Kernmaße dividiert, für das eine halbe Stunde nach der Teilung abge- tötete Tier, und durch Vergleichen dieses Koeffizienten mit dem, wel- 1 Sehr schöne Fixierung gibt auch die 2°/o Osmiumsäure. Mit dieser Methode habe ich nur probeweise gearbeitet. Die Osmiumsäure hat den Nach- teil 1., daß ihre Handhabuug wegen des starken Geruches unangenehm und für die Kulturen gefährlich ist, und 2., daß sie nicht so schöne Färbung mit Borax- Karmin zuläßt. Darum habe ich mich auf die Fixierung mit Pikrinessigsäure beschränkt. Ich habe alle Präparate in möglichst gleicher Weise behandelt, damit die bei der Fixierung und Färbung nicht zu vermeidenden Nachteile überall genau die gleichen bleiben. Experimentelle Zellstadien. 253 ches ich von dem gleich nach der Teilung abgetöteten Tiere bekommen habe, konnte ich den Grad der Veränderung des Kernplasmakoeffi- zienten während dieser halben Stunde ausrechnen. Auf diese Weise konnte ich die Veränderung in der Größe des Kernes und des Plasmas in allen Momenten zwischen zwei aufein- anderfolgenden Teilungen feststellen. Statt an ein und demselben Tiere habe ich demnach die Größenveränderuugen bei dem Wachstum der Zelle an einer vollständigen Reihe von Zellen studieren können. Gewöhnlich habe ich die Veränderung des Zellwachstums in je 1 Stunde Abstand studiert. Bei den verschiedenen Experimenten variierte ich diese Zeit je nach Bedürfnis, wie ich es an Ort und Stelle noch erwähnen werde. — Von jedem einzelnen Moment des Zellwachstums habe ich acht bis zehn, eventuell auch mehr Tiere abgetötet, die durch Messung an denselben gewon- nenen Zahlen verglichen und die mittlere Größe, als der Wirk- lichkeit näher stehend , ange- nommen. Diese Kontrolle mußte in vielen Fällen unbedingt ge- macht werden, denn mauchmal kam es aus nicht näher bestimm- baren Gründen vor, daß einige von den zum Experimentieren dienenden Tieren im Wachstum zuriickblieben. Die solchen Tieren entnommenen Messungen zeigten Abweichungen in der Kernplasmarelation, auf die ich bei den späteren Ausführungen näher eiugehen werde. Fi°r. 4. Wie erwähnt, habe ich die bei meinen Messungen gewonnenen Zahlen immer auf die Größe des betreffenden Ausgangstieres umge- rechnet. Diese Umrechnungsweise wird trotzdem nur dann einen Messungsfehler ausschalten können, wenn die zwei aus der Teilung entstandenen Tochtertiere genau von derselben Größe sind. Ist das nun in Wirklichkeit immer der Fall? Um diese Frage zu entscheiden, habe ich Tochtertiere von der Wärme- (25° C.) und Kältekultur (14° C.) und Tiere aus frisch ge- holtem Material (Temperatur 10 — 12° C. Diese Tiere waren zoochlo- rellenhaltig) gleich nach der Teilung abgetötet und gemessen. Die gewonnenen Resultate habe ich in den folgenden drei Tabellen zu- sammengestellt. Temperatur 25° C.1) 254 Dr. Methodi Popoff 8 C co o c3 — ' S CH © 'Js S ._ © © CO co *0. T— t CO CO cf 10 co II g > o "Tf > ~ -US 51 t> » © " CO © > © J«ä CC > <5 © oc SV] 11 5 i-H >■ CO >0 c- t> - M G « G ^00 CM J m q rH »O »O CM J CQ Ö c m Q 40 o 05 ^ CM - G G - M J > J* o CO Cu 1 a o & 1 > J4 CM II 03 k X II © >■ 00 CO CO 3,^ 2. 22 >5£TI _ ja © II 8 > 2 _ CC ,0 -3.S >0 > II rv co 00 ~ ^0) >co > II H ~ 21 _ o o > ^ O II s > s _ OM GO C.O j, CM ^ o >Z o ^ 05 , 00 r>- 05 £T© ^ 40 > II 8 Ä M o O ^ CM O ^ TH o CM 1 H CO J, >3> II 8 00 *o- ^ ►C 0 r* 05 V> >0 K- CM CM © © © N * [> © ö 05 CO C0 J G G 000 H CO X hJ bß <1 bß P G G G G G Q 0 bß u> rP ° bß Ul O bß j- S bß Ul <— 0? rÖ P O 'w P 0 © P o "p P 0 'O ci P ’S H "O ^ 3 § P ’S H 0 O "o p P ’S EH 0 ^=; 3 * P ’S *S .P 3 § p bß - i> [>• 0 O . © O © > izs > > b 0 B B s 0 *ra 05 05 CM o CM CO CM CO 23. CO 9 Mit Ypl bezeichne ieli das Plasmavolumcn , mit Vk = das Kernvolumen. Vpl — Vk bezeichnet das Reinvolutnen des Plasmas nach dem Abzug des Kernvolumens (Vk . L = Länge, Br = Breite, D = Dicke des gemessenen Infusors. Tabelle II. — Temperatur 14 Experimentelle Zellstudien. 255 Tabelle TU. — Zoochlorellenhaltige Frontonia. Temperatur 10 — 12 256 Dr. Methodi Popoff Experimentelle Zeitstudien. 257 Beim Durchseben der Tabellen fällt es gleich ins Auge, daß in der überwiegenden Zahl der Fälle die Tocbtertiere genau gleich groß sind. Es kommen aber auch Fälle vor, in welchen eines der Tochtertiere, gewöhnlich das hintere, ein bißchen kleiner als das andre (das vordere) ist. Die Tiere, welche diese kleine Ungleich- mäßigkeit bei der Teilung aufweisen werden, erkennt man gleich daran , daß sie ihr hinteres Ende zugespitzt haben , während die sich in zwei gleich große Hälften teilenden Tiere nur eine kleine Differenz in der Breite des vorderen und hinteren Körperendes auf- weisen. Diese, wenn auch unbedeutenden, Größenabweichungen bei der Teilung könnten einen merklichen Einfluß in den ersten 2 — 3 Stunden ausüben, während deren ohnedies die zu konstatierenden Unter- schiede, besonders in dem Kernwachstum, nicht bedeutend sind. In den späteren Stadien wäre der Einfluß dieser möglichen Messungs- fehler nur ein sehr untergeordneter gewesen, und daher konnte er außer Acht gelassen werden. Um trotzdem diesen kleinen Fehler möglichst zu vermeiden, habe ich für meine Experimente immer solche Tiere ausgewählt, bei welchen sich die Teilung voraussichtlich ganz gleichmäßig abspielen würde. Eine andre Vorsichtsmaßregel habe ich dadurch eingeführt, daß ich an meinen Präparaten immer genau angegeben habe, ob durch die Teilung gleich große Tiere entstanden sind, und welches Tier, ob das vordere oder das hintere, gleich nach der Teilung ab- getötet worden ist. Bei den Experimenten mit der Kultur bei 25° C. habe ich gewöhnlich das vordere Tier gleich nach der Teilung ab- getötet. Zur Kontrolle, besonders in den ersten 4 Stunden, habe ich auch solche Experimente gemacht, bei welchen ich gleich nach der Teilung das hintere Tier abgetötet, während ich das vordere Tier weiter kultiviert habe. Bei den Experimenten mit den bei 14° C. kultivierten Tieren habe ich umgekehrt fast durchgehend das hintere Tier abgetötet und das vordere weiter kultiviert. Zur Kontrolle nur habe ich die um- gekehrten Experimente wie bei der Kultur 25° C. gemacht, d. h. ich habe hier ausnahmsweise das vordere Tier abgetötet und das hintere weiter kultiviert. 258 Dr. Methodi Popoff Diejenigen Tiere, bei welchen nach der Färbung sich heraus- stellte, daß der Kern, statt ovalscheibenförmig zu sein, kleine Un- regelmäßigkeiten aufwies, habe ich für meine Messungen nicht benutzt. Bei allen diesen Vorsichtsmaßregeln bleiben die unvermeidlichen individuellen Fehler bei der Messung so kleiner Objekte trotzdem nicht ausgeschlossen. Da es aber bei den Versuchen sich haupt- sächlich um Relationen und weniger um absolute Größen handelt, werden sich überall die gleichen individuellen Fehler gegenseitig aus- gleichen. Trotz alledem gestehe ich es gern, daß bei Messungen von Zellen, infolge der vorkommenden kleinen Abweichungen in der Form, die Fehler nicht ganz zu vermeiden sind. Diese kleinen Fehler sind aber nicht imstande, die gewonnenen Hauptergebnisse stark zu beeinflussen. Ich habe die Bedingungen des Experimentierens und des Messens genau geschildert, da für die Beurteilung der Resultate einer ex- perimentellen Untersuchung, wie der vorliegenden, die Art des Arbeitens nicht ohne Wichtigkeit ist. I. Experimente und Messungen an Frontonia leucas bei einer Temperatur von 25° C. Bei Temperatur 25° C. teilt sich Frontonia leucas jede 16 bis 20 Stunden. Diese nicht geringe Schwankung der Teilungszeit war nicht zu beseitigen. Am häufigsten trat die neue Teilung in einem Intervall von 17 Stunden ein. Diese Schwankung des Tei- lungsintervalls bringt es mit sich, daß nicht alle, beispielsweise nach 5 oder 10 Stunden abgetöteten Tiere genau dasselbe relative Alter aufweisen und daher nicht direkt vergleichbar sind. Setzen wir z. B. den Fall voraus, daß wir gerade zwei solche Tiere haben, von denen das eine sich nach 17 Stunden (Tier a), das andre (Tier ß) nach 20 Stunden geteilt haben würde und daß wir beide nach 10 Stun- den abgetötet haben. Wenn wir den ersten Fall, als solcher am häufigsten zutreffend, normal bezeichnen und zum Vergleich benutzen, dann wird das zweite Tier (Tier ß) nach 10 Stunden im Vergleich zum ersteren relativ jünger sein, und zwar das erste (Tier a) würde schon ~ = 0,59, das zweite erst ^2 = 0.50 seines Lebens von 17 ’ ’ 20 Experimentelle Zellstudien. 259 einer Teilung zur andern zugebracht haben, oder in Stunden ausge- rechnet, würde das zweite Tier (Tier ß) im Verhältnis zu dem ersteren 1 Stunde 46 Minuten jünger sein. 1 Stunde nach der Teilung würde das zweite Tier (Tier ß) um = 10,6 Minuten jünger als das Tier a sein usw. Die Fehlerquelle, d. h. daß die nach einer gewissen Zahl von Stunden abgetöteten Tiere deswegen noch nicht im gleichen relativen Alter zu sein brauchen, ist bei meinen Versuchen in der Hauptsache dadurch ausgeschaltet worden: 1., daß ich für jeden Moment mehrere Tiere gemessen habe. Die dabei gewonnenen Zahlen schwanken um eine ziemlich konstante mittlere Größe, und 2. da- durch, daß es in bestimmten Grenzen möglich ist, die Stunde, in welcher sich das abgetötete Tier geteilt hätte, anzugeben und folglich auch sein relatives Alter so ungefähr zu bestimmen. In der folgenden Tabelle gebe ich die häufigsten Zahlen für die einzelnen Momente wieder. 260 Dr. Metkodi Popoff Tabelle für die Veränderungen der Kern- und Plasmagrö 0 cd T3 , r— *1 c § > 3 Plasma Teilung Tochtertiere > 5?“ 3 1 ^ z: s= Dimension Volumen ^ CJ G> Vergleichs- Versuchs- abgetufet abgetötet N cg tier3) tier3) Vergleichstier Versuchstier 21. XU. 06 21. XII. 06 21. XII. 06 V22) L =126 L =135 Vpl = 615 400 Vpl = 661 1 10. 12 Vorm. IO.12 Vorm. IO.« Vorm. Br = 70 Br = 70 Vpl — Vk = 606 913 Vpl — Vk = 653 i Nr. 1 vi) hi) D= 70 D= 70 18. XII. 06 18. XII. 06 18. XII. 06 3/4 L =125 L =142 Vpl = 525 000 Vpl = 5091 3. 25 Nachm. 3.25 Nachm. 4.io Nachm. Br = 70 Br = 63 Vpl — Vk = 516 144 Vpl — Vk = 502 r. Nr. 2 V h D= 60 D= 57 19. XII. 06 19. XII. 06 19. XII. 06 1 L = 127 L =127 Vpl = 533 400 Vpl = 4951 3.25 Nachm. 3.25 Nachm. 4.2r> Nachm. Br = 70 Br = 65 Vpl— Vk = 525 840 Vlp — Vk = 488 1 Nr. 3 V h D = 60 D = 60 18. XII. 06 18. XII. 06 18. XII. 06 1 L =140 L = 155 Vpl = 833 000 Vpl = 813': 3 Nachm. 3 Nachm. 4 Nachm. Br = 85 Br = 75 Vpl — Vk = 821 250 Vpl — Vk = 804 : Nr. 4 V h D = 70 D= 70 21. XII. 06 21. XII. 06 21. XII. 06 V/2 L =130 L = 150 Vpl = 546 000 Vpl = 703; 10. 5 Vorm. 10.5 Vorm. 11.35 Vorm. Br = 70 Br = 70 Vpl — Vk = 537 552 Vpl — Vk = 696 Nr. 5 h V D= 60 D = 67 5. XII. 06 5. XII. 06 5. XII. 06 2 L = 130 L =150 Vpl = 827 000 Vpl = 780 ( 2 Nach- 2 Nach- 4 Nach- Br = 85 Br = 80 Vpl -Vk = 813 250 Vpl—' Vk = 7671 mittemacht mittemacht mittemacht D = 60 D = 65 Nr. 6 18. XII. 06 18. XII. 06 18. XII. 06 2 L =125 L =135 Vpl = 495 000 Vpl = 526. IO.10 Vorm. IO.10 Vorm. 12.10 Mittag Br = 66 Br = 65 Vpl — Vk = 486 873 Vpl— Vk = 516 Nr. 7 D = 60 D= 60 i) v = vorderes, h = hinteres Tier. - Für die ersten vier Stunden nach der Teilung habe ich Zeitintervalle von V2 und manchmal Kleinere Zeitintervalle als 1U Stunde konnte ich nicht benutzen, weil die während derselben eingetret beeinflußt zu werden. 3 Mit dem Namen »Vergleichstier« bezeichne ich das gleich nach der Teilung abgetötete abgetötete Tier. >0 :n i Experimentelle Zellstudien. 261 rischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen. Kern Kernplasma- coS© © 3 C3 'S -P :0 i» 2 © ^ 3 :© c3 s 5 c3 C Dimension Volumen relation a ü ai© .2 .-3 = t= S jä C -j co — 2 © 'S3 ^ — tc £ ^ 'S« .2 1 1 1 Bemerkungen eichs- Versuchs- Vergleichs- Versuchs- Vergleichs- Versuchs- £ 7 " er tier tier tier tier tier PL( .41 L = 40 8 487 8 280 71,5 78,8 1,06 0,98 1,10 = 23 Br = 23 = 9 D = 9 = 41 L = 36 8 856 7128 58,2 70,5 0,98 0,76 1.21 Das hintere Tier ist kleiner als = 24 Br = 22 das vordere gewesen. Dies er- = 9 D = 9 klärt die ungewöhnlich große Ke mahn ah me. O II L = 40 7 560 7 200 69 67,8 0,93 0.95 Das hintere Tier ist hei der = 21 Br = 20 Teilung kleiner gewesen. Dar- = 9 D = 9 um zeigt es auch nach einer Stunde im Vergleich mit erste- rem fast kein Anwachsen. |= 47 L = 42 11 750 9 450 69,8 85 0,98 0,76 1.21 Bei der Teilung ist das hintere h Br = 25 Tier etwas kleiner gewesen. Dies erklärt das äußerst starke = 9 D = 9 Hinuntersteigen des Kern- volumens. = 44 L = 42 8 448 7 350 63,6 94,7 1.29 0,85 1.49 Bei der Teilung ist das vordere = 24 Br = 25 Tier noch größer als das hin- = 8 D= 7 tere gewesen. Nach IV2 Stun- den hat sich diese Differenz noch mehr verschärft. J= 50 L = 45 13 750 12 375 59,15 62,0 0,84 0,89 1,05 Bei der Teilung ist das hintere |= 25 Br = 25 Tier kleiner als das vordere = 11 D = 11 gewesen. J=43 GO CO 11 8127 10032 59,9 51,4 1.05 1,23 — 1,16 Bei diesem Tiere konnte ich aus- J= 21 Br = 24 nahmsweise keine Abnahme des Kernvolumens konstatie- 9 D = 11 ren. Das rasche Anwachsen des Kernes ist vielleicht mit einer beginnenden schwachen Depression in Zusammenhang zu bringen. Dies Verhalten ist überaus auffallend. Die Messungen dieses Paares habe ich hier nur zum Vergleich angeführt. Vgl. S. 272. i mde genommen, da in diesem Zeitraum das Wachstum des Kernes auffallende Abweichungen zeigt. e iderungen im Wachstum zu gering sind, um nicht stark von den individuellen Messungsfehlern “ »Versuchstier« verstehe ich das weiter kultivierte und erst nach einer bestimmten Anzahl von Stunden Archiv f. Zellforschung. I. 18 262 Dr. Methodi Popoff Teilung Tochtertiere abgetötet | abgetötet Zabl der von der Teilung ver- flossenen Stunden Plasma Dimei Vergleiehs- tier asion Versuchs- tier Volumen Vergleichstier | Versuchstier 18. XII. 06 18. XII. 06 18. XII. 06 3 L = 126 L =138 Vpl = 866880 Vpl = 1 117 9.5 Vorm. 9. 5 Vorm. 12. b Vorm. Br = 86 Br = 90 Vpl — Vk = 854 208 Vpl -Vk = 1 106 Nr. 8 V h D= 80 D= 90 22. I. 07 22. I. 07 22. I. 07 4 L =135 L =143 Vpl = 708 750 Vpl = 875 10.7 Vorm. IO.7 Vorm. 2. 7 Nachm. Br = 75 Br= 75 Vpl — Vk = 698250 Vpl — Vk = 865 Nr. 9 V li D = 70 1) = 85 5. II. 07 5. II. 07 5. II. 07 5 L = 153 L =171 Vpl = 985 320 Vpl = 1 292 11. 24 Vorm. ll.24 Vorm. 4.24 Nachm. Br = 92 Br = 84 Vpl — Vk = 970 920 Vpl — Vk = 276 Nr. 10 D= 70 D = 90 19. XII. 06 19. XII. 06 19. XII. 06 5 L =125 L =140 Vpl = 585 000 Vpl = 819 9.27 Vorm. 9.27 Vorm. 2.27 Nachm. Br = 72 Br = 78 Vpl — Vk = 576 536 Vpl — Vk = 810 Nr. 11 D = 65 D= 75 19. XII. 06 19. XII. 06 19. XII. 06 6 L =115 L =127 Vpl = 499100 Vpl = 714 9 7 Vorm. 9.7 Vorm. 3.7 Nachm. Br = 70 Br = 75 Vpl — Vk = 491 876 Vpl— Vk = 706 Nr. 12 V h D= 62 D= 75 12. II. 07 12. II. 07 12. II. 07 7 L =148 L = 175 Vpl = 901320 Vpl = 1 078 9.2 Vorm. 9.2 Vorm. 4.2 Nachm. Br = 87 Br = 88 C >1 cc l> GO oc 11 p Vpl -Vk = 1 063 Nr. 13 D= 70 D = 70 19. XII. 06 19. XII. 06 19. XII. 06 7 L =130 L =133 Vpl= 491140 Vpl= 698 9. 15 Vorm. 9. 15 Vorm. 4. 13 Nachm. Br = 60 Br = 75 Vpl — Vk = 490 528 Vpl — Vk = 689! Nr. 14 D = 63 D = 70 11. II. 07 11. 11. 07 11. II. 07 7*/o L =154 L = 165 Vpl = 1 108 800 Vpl = 1 5441 ll.28 Vorm. 11. 28 Vorm. 6.'>s Nachm. Br = 90 Br = 104 Vpl -■ Vk = 1 094 500 Vpl— Vk = 1 5281 Nr. 15 D= 80 D= 90 2. II. 07 2. II. 07 2. II. 07 8 L = 117 L =162 Vpl = 573 300 Vpl= 90t 10. 35 Vorm. 10. 35 Vorm. 6.35 Nachm. Br = 70 Br = 86 Vpl— Vk= 565 320 Vpl - Vk = 89( t Nr. 16 V h D= 70 D = 65 11. II. 07 11. 11. 07 11. II. 07 8 L =125 L =160 Vpl = 818125 Vpl = 101M 10. 36 Vorm. 10.;,(i Vorm. 6.3g Nachm. Br = 85 Br = 80 1 Vpl — Vk = 807 205 Vpl -Vk = 1 00H Nr. 17 V li L>= 77 D= 78 Experimentelle Zellstadien. 263 Kern Kernplasma- m 2 o ^3 tO 1 «5 5 *o rJ p Dimension Volumen relation a y co c a> Ti = *3 a -T -•-d « x J y bO- s oä C- I rp £ a Bemerkungen «C ei g, »s a bc 5 W 2 \ ’leiehs- Versuchs- Vergleichs- Versuchs- Vergleichs- Versuchs- [tier tier tier tier tier tier \s* < Ph y «<; n QO II L = 35 12672 11 550 67,4 95,7 1.29 0,91 1.4 } = 24 Br = 30 = 11 D = 11 = 42 o II 10500 10000 66,4 86,55 1.24 0.95 1,3 ||=25 Br - 25 = 10 D = 10 1=40 r1 II 4- 14 400 15 840 67,3 80.7 1,31 1.10 1,2 1 = 30 Br = 30 1=12 D = 12 II 05 L = 46 8 464 8 832 68.1 91,7 1,40 1,04 1,33 1 =23 Br = 24 r 8 D = 8 : 1= 43 § II i-4 7 224 8000 68,08 88 1,43 1,10 1,3 1= 21 Br = 25 fr 8 D= 8 11=50 L = 52 13 500 14 560 65.7 73 1.20 1,08 1.14 Nach sieben Stunden ist das 1 = 27 Br = 28 Plasma verhältnismäfiig sehr : = io D = 10 gering angewaehsen. U 41 L = 41 7 872 8 856 62,6 77,8 1,42 1,12 1,24 B= 24 Br = 24 := 8 D= 9 |= 50 00 II h4 14 300 16 320 76 93 1,39 1,14 1,22 »= 26 CO II PQ 3=11 D = 10 i=38 L = 45 7 980 9 720 70,8 92,2 1,58 1,218 1,3 l!= 21 Br - 24 J= 10 D = 9 j= 42 L = 43 10 920 12 040 73,9 83,5 1,25 1,10 1,13 H = 26 Br = 28 1=10 D = 10 18* 204 Dr. Methodi Popoff ~ c i © ® § ?! Plasma Teilung Tochtertiere abgetötet | abgetötet > tc-** | ® 3 O 'O.'S SS _ * ® ^ s Dimension Vergleichs- [ Versuchs- tier | tier Volumen Vergleichstier Versuchstier 15. XII. 06 8.35 Vorm. Nr. 18 15. XII. 06 8.35 Vorm. 15. XII. 06 5.35 Nachm. 9 L = 125 Br = 70 D = 65 L =145 Br = 80 D= 75 Vpl = 568 750 Vpl — Vk = 559 525 Vpl = 870 1 Vpl — Vk = 858 16. I. 07 9.25 Vorm. Nr. 19 16. I. 07 9.25 Vorm. 16. I. 07 6.25 Nachm. 9 L =128 Br = 75 D = 70 L =139 Br = 92 D= 90 Vpl = 672 000 Vpl — Vk = 661 880 Vpl = 1 150 1 Vpl— Vk = l 139 > 16. I. 07 8.17 Vorm. Nr. 20 16. I. 07 8. 17 Vorm. V 16. I. 07 6. 17 Nachm, h 10 L =126 Br - 77 D = 60 L =140 Br = 88 D= 86 Vpl= 582120 Vpl — Vk = 571120 Vpl = 1 059 ll Vpl -Vk = 1 048 14. XII. 06 S.55 Vorm. Nr. 21 14. XII. 06 8.55 Vorm. V 14. XII. 06 6.58 Nachm, h 10 L =140 Br = 70 D= 77 L =145 Br= 85 D= 80 Vpl = 754 600 Vpl — Vk = 744 520 Vpl = 986 Vpl — Vk = 975 8. II. 07 8. II. 07 4. 15 Nach- 4. 13 Nach- mitternacht mitternacht Nr. 22 v 8. II. 07 3.t5 Nachm, h 11 L =121 Br = 80 D = 70 L =152 Br = 83 D = 85 Vpl = 677 600 Vpl — Vk = 667 040 Vpl = 1 072 Vpl -Vk = 1 059 8. II. 07 8. II. 07 4. 10 Nach- 4. 10 Nach- mitternacht mitternacht Nr. 23 v 8. II. 07 3.40 Nachm, h llt/s L =145 Br = 88 D = 70 L = 170 Br = 86 D= 80 Vpl = 893 200 Vpl — Vk = 879 472 Vpl = 1 169 1 Vpl - Vk = 1 155 l 8. II. 07 8. II. 07 3.25 Nach- 3.25 Nach- mitternacht mitternacht Nr. 24 v 8. II. 07 3.25 Nachm, h 12 L =138 Br = 85 D= 80 L =175 Br = 86 D = 83 Vpl = 938 400 Vpl — Vk = 925 750 Vpl = 1 249 B Vpl -Vk = 1 235 1 8. II. 07 8. II. 07 3. 15 Nach- 3 t5 Nach- mitternacht mitternacht Nr. 25 v 8. II. 07 3. 15 Nachm, h 12 L = 105 Br =115 D =105 L = 200 Br =100 D= 90 Vpl = 1 267 875 Vpl — Vk = 1 250 299 Vpl = 1 800 )J Vpl -Vk = 17791 16. II. 07 5.40 Früh Nr. 26 16. II. 07 5.40 Früh V 16. II. 07 6.40 Nachm, li 13 L = 126 Br = 81 1 D = 84 L = 187 Br = 90 D = 92 Vpl= 857 304 Vpl— Vk = 845 256 Vpl = 1 531 1 Vpl -Vk = 1 516 )' Experimentelle Zellstudien. 265 Kern Kernplasma- © g © *3 -*£ <° SSgl H3 5 ■? ee e Dimension Volumen relation © c3 '5sbo £ c — -e 03 — r- X — ©*5 fccO N £ 4 p.-s efl £ rt Bemerkungen ' gleich»- Versuchs- Vergleichs- Versuchs- V f rgleichs- Versuchs- V- C SD © C Jj .q * P 'S «ff o S 3 ► * H j tier tier tier tier tier tier tt.2 < n = 41 L = 40 9 225 11 200 60,6 76,6 1.53 1,21 1,27 = 25 Br = 28 = 9 D = 10 = 46 L = 47 10 120 11844 65,4 96,1 1,71 1,16 0,47 = 22 Br = 21 = 10 D = 12 = 45 L = 45 9000 11250 65 93 1,83 1,25 1,41 4 = 20 Br = 25 = 10 D = 10 = 42 L = 50 10080 11000 73,8 88,6 1,30 1,09 1,20 ! =24 Br = 20 | = 10 D = 11 = 40 L = 45 10560 12 870 66,05 80,8 1,73 1,22 1,22 ij = 24 Br = 26 = 11 D = 11 1=44 L = 45 13 728 14 580 64,0 80 1,30 1,06 1,25 1 =26 Br = 27 Wie aus dem langsamen = 12 D = 12 Wachstum hervorgeht, hät- ten sich diese Tiere nicht > in der siebzehnten Stunde, sondern viel später geteilt. = 55 L = 45 12 650 13365 73 92,4 1,3 1,05 1,27 Ich habe diese Zahlen nur 1 = 23 zum Vergleich angeführt. Br = 27 = 10 D = 11 = 52 L = 55 17 576 20 450 71,1 87,0 1,42 1,16 1,22 1 = 26 Br = 30 = 13 D = 13 = 58 L = 50 12 048 15 000 70 101,1 1,79 1,24 1,44 1 = 26 Br = 30 = 8 D = 10 Dr. Methodi Pop off 266 & S| a § 3 Plasma Teilung Tochtertiere > u* •- c = ® 3 C) Dimension Volll ^ ^ Vergleichs- Versuchs- abgetötet abgetötet ^ 1 tier tier Vergleichstier 14. XII. 06 14. XII. 06 15. XII. 06 13 L = 133 L =170 Vpl = 855 856 8. 15 Nachm. 8. 13 Nachm. 9. 15 Vorm. Br = 94 Br = 95 Vpl - Vk = 843 166 Nr. 27 V h D= 68 D = 90 16. II. 07 16. II. 07 16. II. 07 14 L =145 L = 180 Vpl = 861 300 3.3ß Nach- 3.36 Nach- ö.28 Nachm. Br = 90 Br = 92 Vpl — Vk = 848 580 mitternacht '• mitternacht h D= 66 D =100 Nr. 28 V 3. XII. 06 3. XII. 06 4. XU. 06 14 L =140 L =175 Vpl = 735 000 6.45 Nachm. 6.45 Nachm. 8.45 Vorm. Br = 75 Br = 90 Vpl — Vk = 724 200 Nr. 29 V V D= 70 D= 80 15. XII. 06 15. XII. 06 16. XII. 06 15 L —145 L =160 Vpl = 719 200 6. 15 Nachm. 6.15 Nachm. 9.13 Vorm. Br == 80 Br = 98 Vpl -Vk = 707 650 Nr. 30 D= 62 D= 95 6. II. 07 6. II. 07 7. H. 07 15 L =158 L =188 Vpl = 934 570 7 Nachm. 7 Nachm. 10 Vorm. Br = 91 Br = 105 Vpl -Vk = 921 414 Nr. 31 D= 65 D= 92 15. II. 07 15. H. 07 16. II. 07 16 L =140 L = 180 Vpl = 860 500 9.20 Vorm. 9.20 Vorm. 3.20 Früh Br = 81 Br = 95 Vpl -Vk = 848 020 Nr. 32 V h D = 75 D =100 5. XII. 06 5. XII. 06 5. XII. 06 16 L =130 L =183 Vpl = 728000 1.45 Nach- l.45 Nach- mitternacht mitternacht ö.45 Nachm, h Br = 80 D= 70 Br = 95 D= 86 Vpl -Vk = 716 579 Nr. 33 V 14. II. 07 14. II. 07 15. II. 07 17 L —140 L = 192 Vpl = 1 130 500 2.30 Nachm. 2.30 Nachm. IO.3« Vorm. Br = 95 Br =103 Vpl — Vk = 1 113 250 Nr. 34 V h D= 80 D =106 - 10. II. 07 10. U. 07 11. II. 07 17*/, L =140 L =190 Vpl = 929 600 11. 58 Vorm. ll.58 Vorm. 7.30 Vorm. Br== 83 Br =105 Vpl -Vk = 916 100 Nr. 35 V h D= 80 D =100 Versuchstier Vpl = 14531 V pl — Vk = 1 447 0 Vpl = 1 656 Vpl— Yk = 1 639 ! Vpl = 1 260 1 Vpl -Vk = 1 246 1 Vpl = 1 489 M Vpi— Vk = 1 474 M Vpl = 1 795 3] Vpl — Vk = 1 775 )| Vpl = 1 710 )fc Vpl -Vk = 1 691 )| Vpl = 1 403 J Vpl - Vk = 1 385 ) Vpl = 2 074 1 Vpl — Vk — 2042 li Vpl = 1 995 1 Vpl -Vk = 1 967 1 Experimentelle Zellstudien. 267 Kern Kernplasma- M 9 ® ^-2:0 ©2a ^ So ^ j-. 9 Sa Dime > gleiehs- | tier nsion Versuchs- tier Volui Vergleichs- tier nen Versuchs- tier relati Vergleichs- tier on Versuchs- tier h y ir. O > e 2 bo O) C M ° cn 3 * Ch - J J) 2 ^ o boo s ^ cj^r f § §> 0*3 5 ^ .2 ■j. 2* 3 •3 s * rt O OJ ^ w ® a> Bemerkungen = 47 1 = 27 = 10 L = 45 Br = 32 1) = 11 12 690 15 840 6(5,4 91,3 1,72 1,24 1,38 = 53 = 24 = 10 L = 45 Br = 33 D = 11 12 720 16 335 66 100,3 1,93 1,28 1,51 1 = 60 = 30 = 6 L = 50 Br = 30 D= 9 10 800 ' 13 500 67 92,3 1,72 1,25 1,37 | = 42 J = 25 = 11 L = 50 Br = 25 D = 12 11500 15 000 61,28 98,3 2 1,30 1,60 i = 46 J = 26 =u L = 50 Br = 28 D = 14 13156 19 600 70,0 90,6 1,92 1,48 1,28 | = 48 J = 26 = 10 L = 55 Br = 30 D = 11 12 480 18150 67,1 93,1 2.1 1,45 1,39 Das angebliche Anwachsen des Plasmas auf das mehr als Doppelte ist wahrscheinlich durch Messungsfehler bedingt. = 47 J = 27 = 9 L = 53 Br = 28 D = 12 11 421 17 908 62,7 77,4 1,93 1,56 1,24 = 50 .1=23 - 15 L = 70 Br = 30 D = 15 17 250 . 31 500 64,3 64,4 1,83 1,82 1 Beginn der Durchschnürung der Zelle. = 50 = 27 = 10 L = 97 Br = 32 D = 9 13 500 1 27 936 67,8 70,3 2,14 2,07 1,03 268 Dr. Methodi Popoff Besprechen wir genauer die Einzelergebnisse dieser Tabelle. Zuerst fällt es ins Auge, daß die Teilungsgröße der einzelnen Tiere nicht absolut konstant ist, sondern in gewissen Grenzen schwankt. Z. B. das Tier Nr. 20 hat sich bei folgender Größe des Plasmas: Länge = 126, Breite = 77, Dicke = 60, Volumen (ohne Kern) == 571120, geteilt, das Tier Nr. 34 bei einer andern: Länge = 140, Datum Plasma- dimension Kern- dimension Volumen des Plasmas Volumen des Kernes Kern- plasma- relation Bemerkungen 21. XII. 06 10. 5 Vorm. L =130 Br = 70 D = 60 L =44 Br =24 D = 8 Vpl = 546 000 Vpl — Vk = 537 552 8 448 63,6 21. XII. 06 10. 12 Vorm. L =126 Br = 70 D = 70 L =41 Br = 23 D = 9 Vpl = 615 400 Vpl - Vk = 606 913 8 487 71,5 19. XII. 06 9.7 Vorm. L =115 Br = 70 D = 62 L =43 Br = 21 D = 8 Vpl = 499 100 Vpl - Vk = 491 876 7 224 68,08 19. XII. 06 3.25 Nachm. L =127 Br = 70 D = 60 L =40 Br =21 D = 9 Vpl = 533 400 Vpl — Vk = 525 840 7 560 69 19. XII. 06 9. 7 Vorm. L =118 Br = 70 D = 60 L =40 Br = 23 D = 8 Vpl = 495 600 Vpl — Vk = 488 240 7 360 66,3 19. XII. 06 9.3o Vorm. L =134 Br = 69 D = 60 L =41 Br =20 D = 9 Vpl = 554 760 Vpl -Vk = 547 380 7 380 74,1 19. XII. 06 9 27 Vorm. L =120 Br = 75 D = 60 L =44 Br= 23 D = 8 Vpl = 540000 Vpl — Vk = 531 848 8152 65 3. XII. 06 6.« Nachm. L =140 Br = 75 D = 70 L =60 Br= 30 D = 6 Vpl = 724 200 Vpl -Vk = 713 400 10800 66 5. XII. 06 2 Nach- mitternacht L =130 Br = 85 D = 60 L =50 Br = 25 D = 11 Vpl = 827 000 Vpl -Vk = 813 250 13 750 59,15 5. XII. 06 1.4S Nach- mitternacht L =130 Br = 80 D = 70 L =47 Br =27 D = 9 Vpl = 728 000 Vpl — Vk = 716 579 11421 62,7 Experimentelle Zellstudien. 269 Breite = 95, Dicke = 80, Volumen (ohne Kern) = 1113250, ziem- lich von der zuerst angeführten abweichend. Diese Größenschwan- kuugen sind in jeder Protozoenkultur vorhanden. Und zwar merkt man folgendes Verhalten. Ist die betreffende Kultur nur mit einem Ausgangstier angelegt worden, dann pflegen die Größenverhältnisse in einer bestimmten Zeit fast die gleichen, mit nur geringen Abweichungen, in der ganzen Kultur zu sein. Solch eine Frontonia-K ultur habe ich vom 25. November bis 23. Dezember geführt. Die von dieser Kultur an einem und demselben Tage abgetöteten Tiere zeigen nur kleine Schwankungen in der Größe, wie die Zahlen der Tabelle S. 268 zeigen. Die von derselben Kultur, aber nach einem Zwischenraum von 2—3 Wochen abgetöteten Tiere zeigen im Vergleich zu den ersteren merklich größere Schwankungen (vergleiche die Tiere am 3. XII. und am 19. XII.). Dies fällt besonders in einer anderen Kultur auf. Diese legte ich zwar am 10. Januar 1907 mit mehreren (5) Ausgangstieren an, aber alle diese Tiere stammten aus einem alten, vor 4 Monaten ge- holten Material des Zoologischen Institutes. In diesem Zwischenraum konnten sich die, bei den in gleichen Existenzbedingungen lebenden Tieren vorhandenen, scharfen individuellen Unterschiede allmählich ausgleichen, und mau kann deshalb annehmen, daß die Zustände der am 10. Januar angelegten Kultur annähernd die gleichen wie in einer von nur einem Ausgangstier stammenden Kultur gewesen sind. In dieser Kultur veränderte sich mit der Zeit die Größe der Tiere, wie aus der Tabelle S. 270 zu ersehen ist. Man merkt, daß nach Perioden, bei welchen die Größe der Tiere 2 — 3 Wochen lang fast konstant, abgesehen von den geringeren Größenschwankungen, bleibt, Perioden eintreten, in welchen die Tiere merklich kleiner werden. Dieser Zustand dauert 2 — 3 Tage, nach welcher Zeit die Tiere wieder die normale Größe einnehmen. (Be- achte in der Tabelle die Größe der Tiere vor und nach 1. II. 07.) Das von diesen Perioden (d. h. wo die Tiere auffallend klein waren) stammende Material habe ich bei der Aufstellung der Tabelle für das Wachstum der Tiere zwischen zwei nacheinanderfolgenden Tei- lungen nicht benutzt, da diese ungewöhnlichen Zahlen störend auf die Feststellung der mittleren Größe eingewirkt hätten. Diese Tiere zeigen außerdem ein abweichendes Verhalten in bezug auf die Kerne, auf dessen Besprechung ich gleich eingehen werde. Wenn wir die normale Schwankung der Kerngröße mit der- jenigen des Plasmas vergleichen, so fällt es gleich ins Auge, daß 270 Dr. Methodi Popoff Plasma- dimension | Kern- dimension Volumen Kern- Datum Volumen des Plasmas des Kernes plasma- relation j Bemerkungen 1«. I. 07 L =126 L =45 Vpl = 582 120 9 000 65 8. 17 Vorm. Br = 77 Br =20 Vpl — Vk = 571 120 D = 60 D =10 22. I. 07 L =135 L =42 Vpl = 708 750 10 500 66,4 10." Vorm. Br = 75 Br= 25 Vpl — Vk = 698 250 D = 70 D =10 1. II. 07 L =118 L =41 Vpl = 586 460 9 840 58 Austritt von 10.35 Vorm. Br= 71 D = 70 Br =20 D =12 Vpl — Vk = 576 620 C'hromatin aus dem Kerne. 1. 11. 07 L =111 L =45 Vpl = 497 280 10 350 47 9 Vorm. Br = 64 Br =23 Vpl — Vk = 486 930 D = 70 D = 10 1. II. 07 L = 93 L =39 Vpl = 405 015 9 360 41,2 11.55 Vorm. Br = 67 Br =24 Vpl — Vk = 395 655 D = 65 D =10 1. 11. 07 L =103 L =36 Vpl= 490280 9 504 50,5 11.50 Vorm. Br = 70 Br= 24 Vpl — Vk = 480 776 D = 61 D =11 2. II. 07 L =117 L =38 Vpl = 573 300 7 980 70,8 10.35 Vorm. Br = 70 Br =21 Vpl — Vk = 565 320 D = 70 D = 10 5. 11. 07 L =153 L =40 Vpl = 985 320 14 400 67,3 11. 24 Vorm. Br = 92 Br =30 Vpl -Vk = 970 920 D = 70 D = 12 6. II. 07 L =158 L =45 Vpl = 934 570 12 870 71,5 7. 17 Nachm. Br = 91 Br =26 Vpl — Vk = 921 700 D = 65 D =11 8. II. 07 L =138 L = 55 Vpl = 938 400 12 650 73 3.25 Nach- Br = 85 Br =23 Vpl — Vk = 925 750 mittemacht D = 80 D =10 12. II. 07 L =148 L =50 Vpl = 901 320 13 500 65,7 9.2 V orm. Br = 87 Br =27 Vpl — Vk = 887 820 D = 70 D =10 14. II. 07 L =140 L =50 Vpl = 1 130 500 1 17 250 64,3 2.30 Nachm. Br = 95 Br= 23 Vpl — Vk = 1 113 250 D = 80 D =15 Experimentelle Zellstudien. 271 Datum Plasma- dimension Kern- dimension Volumen des Plasmas Volumen des Kernes Kern- | plasma- Bemerkungen relation 15. II. 07 6. 15 Nachm. L =140 Br = 81 D = 75 L =48 Br =26 D = 10 Ypl = Vpl — Vk = 860 500 848 020 12 480 67,1 16. II. 07 3.3« Nacli- mitternaclit L =145 Br = 90 D = 66 L =53 Br =24 D =10 Vpl = Vpl — Vk = 861 300 848 580 12 720 66 16 II. 07 5.40 Früh L =126 Br = 81 D = 84 L =58 Br= 26 D = 8 Vpl = Vpl -Vk = 857 304 845 256 12 048 70 18. 11. 07 9. 5 Vorm. L =126 Br = 86 D =„80 L =48 Br =24 D = 11 Vpl = Vpl -Vk = 866 880 854 208 12 672 67,4 ein holier Grad von Abhängigkeit zwischen der Umänderung dieser zwei Zellbestandteile besteht. Zeigt das Plasma eine höhere Größe, so steigt auch die Größe des Kernes. Umgekehrt, wird das Plasma kleiner als die mittlere Norm, so zeigt solch ein Tier auch einen entsprechend kleine- ren Kern. Diese voneinander abhängigen Größenschwankungen treten beim genauen Durchsehen der Zahlen der vorhergehenden Tabellen sehr deutlich hervor. Ich werde nur eiu paar Zahlen herausgreifen. Plasma- dimension Kern- dimension Volumen Kern- Datum Volumen des Plasmas des plasma- Bemerkungen Kernes relation 2. 11. 07 L =117 L =38 Vpl = 573 300 7 980 30.3 Bei dieser sowie 10. 33 Vorm. Br = 70 Br =21 Vpl — Vk = 565 320 auch bei der vor- D = 70 D =10 hergehendcnTa- belle sind aus- schließlich die 19. XII. 06 L =115 L = 43 Vpl = 499 100 7 224 03,03 vorderen Tiere 9." Vorm. Br = 70 Br =21 Vpl— Vk= 491 876 zur Messung be- D = 62 D = 8 nutzt worden. 22. I. 07 L =135 L =42 Vpl = 708 750 10 500 00,4 10.7 Vorm. Br = 75 Br= 25 Vpl — Vk = 698 250 D = 70 D =10 5. II. 07 L =153 O II Vpl = 985 320 14 400 03,3 11.24 Vorm. Br = 92 Br =30 Vpl — Vk = 970 920 D = 70 D =12 14. III. 07 L =140 L =50 Vpl= 1130 500 17 250 04,3 2.30 Nachm. Br = 95 Br =23 Vpl -Vk =11 13 250 D = 80 D =15 272 Dr. Methodi Popoif Rechnen wir nun das Verhältnis vom Kern zum Plasma aus, so bekommen wir den mittleren Koeffizient 67, um welche Zahl die Kern- plasmarelation für Frontonia in der Temperatur von 25° C schwankt. Diese Schwankungen hängen größtenteils mit den unvermeidlichen Fehlern bei der Messung zusammen. Sie sind aber zum Teil auch der Ausdruck von wirklichen kleinen Schwankungen, welchen die Kernplasmarelation unterworfen ist. Diese hängen mit dem verschie- denen Zustand der einzelnen Tiere zusammen. Hier muß ich aber die Verhältnisse genauer darstellen. Wie ich es in einer andern meiner Arbeiten (»Depression der Protozoenzelle und der Geschlechtszellen der Metazoen«) eingehend ausgeführt habe l), treten bei den Protozoenkulturen Perioden ein, bei welchen der Kern eine ungewöhnliche Größenzunahme erfährt: das sind die Depressionsperioden. Diese stark markierten Perioden werden bis zu einem gewissen Grade durch allmähliche Steigerung der Größe des Kernes, infolge andauernder Funktion, zuungunsten des Protoplasmas herbeigeführt. Solange dieses Kernanwachsen be- stimmte Grenzen noch nicht überschritten hat, funktioniert die Zelle normal weiter. Ist diese normale Grenze der Kernplasmarelation, welche für jede Zellenart eine verschiedene ist, überschritten, so kommt die Zelle in einen abnormen Zustand, in welchem eine rasche Kernvergrößerung bemerkbar wird. Sehen wir nun, wie sich diese allmähliche Umänderung der Kerngröße zu den oben verzeielmeten Schwankungen der Kernplasmarelation verhält. Zur Feststellung des Kern- und Plasmawachstums habe ich Tiere von verschiedenen Momenten zwischen zwei Depressionsperioden benutzt. Es ist dann selbstverständlich, daß der Zustand der Tiere in bezug auf die Kernplasmarelation nicht immer der gleiche bleiben wird, sondern die Kernplasmarelation, von dem Moment nach einer schwachen Depression beginnend, bis nach dem darauffolgenden De- pressionszustand allmählich eine schwache Verschiebung zugunsten des Kernes aufweisen wird, d. h. die Kerne werden in dieser Zeit- periode im Verhältnis zum Protoplasma allmählich größer werden.2) Schließlich führt diese allmähliche andauernde Verschiebung der Kern- b Genaue Literaturangaben siehe in der betreffenden Arbeit selbst. 2 Den hieraus sieh ergebenden Unterschieden in dem Kernplasmarelations- zustand des Messungsmaterials kann man nicht begegnen, da es unmöglich ist, alle Stadien, welche für die Feststellung des Kern- und Plasmawachstums nötig sind, an ein und demselben Tag, z. B. gleich nach einer schwachen Depressions- periode, zu bekommen. Experimentelle Zellstudien. 273 plasmarelation zugunsten des Kernes zu Zuständen über, welche, mit dem Ausgangszustand der Kernplasmarelation (wie es gleich nach einer schwachen Depression gegeben ist) verglichen, beträchtliche Abweichungen zeigen (vgl. Tabelle S. 270—271). Die Kerne werden im Verhältnis zum Protoplasma bedeutend größer. Die Funktion der Zelle erfährt dadurch eine Störung, welche in dem nicht genügen- den Anwachsen des Protoplasmas zum Ausdruck kommt. So ent- Fig. 5. Fig. 5 a. stehen die von Zeit zu Zeit wiederkehrenden Perioden, bei welchen die Tiere beträchtlich kleiner sind und einen verhältnismäßig größe- ren Kern als gewöhnlich aufweisen (siehe die Tabelle S. 270 — 271). Für die Richtigkeit dieser Deutung, d. h. daß die in der Kultur wiederkehrenden Perioden, in welchen die Tierchen auffallend klein 3ind, schwachen Depressionsperioden entsprechen, spricht nicht nur die stark zugunsten des Kernes veränderte Kernplasmarelation (die- selbe beträgt in diesen Perioden statt 67 — 70 nur 58, 50,5, 47, 41,2 usw.), sondern auch Vorgänge, die ich gleich anführen will. Während der Wachstumsperiode dieser kleinen Tiere konnte ich he- 274 Dr. Metbodi Popoff merken, daß manchmal (in zwei Fällen) die Kerumembran an einer Stelle aufgelöst war und daß von dort aus feine Chromatinstränge ins Plasma austraten — hier Chromidien bildend (Fig. 5). Hier haben wir einen Prozeß vor uns, welcher eine Verminderung des Kernes herbeiführt, indem das in Form von Chromidien ausgetretene Chromatin später vom Plasma resorbiert wird. Einen ganz ähnlichen Chromidienbildungsprozeß habe ich früher bei den in starker De- Fig. 5 a. Fig. üb. pression sich befindenden Paramaecien- und Stylonycliienkulturen beschrieben. Auch dort führte dieser Prozeß zu einer Keruvermin- derung und einer nachfolgenden Erholung der Kultur. Außer diesen Größenschwankungen der Tiere und der Kernplasmarelation, welche sich im Laufe der Zeit in einer und derselben Kultur bemerkbar machen, zeigt sogar die von einem Ausgangstier angelegte Kultur außerdem Schwankungen bei an ein und demselben Tage abgetöteten Tieren (vergleiche die diesbezüglichen Zahlen bei allen vorhergehenden Tabellen). liier können manchmal beträchtliche Unterschiede in der Experimentelle Zeitstudien. 275 Größe der Tiere auftreten, welche ganz anderer Ursache als den früher besprochenen Größenschwankungen zuzuschreiben sind. In allen diesen Fällen fällt auf, daß trotz der verschiedenen Größe der Tiere die Kernplasmarelation annähernd die gleiche bleibt. Diese Schwankungen sind den manchmal vorkommenden Unregelmäßig- Fig. 5 h. Fig. 5 c. keiten bei der Kernteilung zuzuschreiben (vergleiche die Tabellen für die Größenschwankungen der Tochtertiere), wie ich es später näher auseinandersetzen werde. Im Laufe einer Kultur sind nach dem Vorhergesagten dreierlei Größenschwankungen der Tiere auseinander zu halten: 1. Größeusch wankungen, welche mit den Depressiousperioden Zusammenhängen. Die Tiere zeigen während derselben eine ausge- sprochene Abnahme der Körpergröße und eine zugunsten des Kernes verschobene Kernplasmarelation. 276 Dr. Methodi Popoff 2. Schwankungen, welche im Laufe der Kultur zwischen zwei Depressiousperioden bemerkbar sind. In diesem Fall zeigen die Tiere eine mit der Zeit allmählich zugunsten des Kernes sich ver- schiebende Kernplasmarelation. 3. Größenschwankungen, welche durch zufällig ungleichmäßige Teilung des Kernes bedingt werden. Kehren wir jetzt zur Betrachtung der Tabelle zurück. Wenn wir die allmähliche Umänderung des Wachstums sowohl des Kernes wie auch des Plasmas genauer verfolgen, so ist zu be- merken, daß das Plasma gleich nach der Teilung gleichmäßig zu wachsen anfängt, der Kern dagegen zuerst eine Verminderung seines Volumens zeigt. Die Verminderung erreicht ihr Maximum etwa in der zweiten Stunde nach der Teilung, von welchem Moment ab der Kern langsam zu wachsen beginnt, um ca. 5 Stunden nach der Tei- lung die Ausgangsgröße zu erreichen (siehe Tabelle S. 260—267). Inzwischen ist das Plasma weiter gewachsen. Die Feststellung der Kernplasmarelation zeigt infolgedessen eine starke Verschiebung zu- gunsten des Plasmas. So ist z. B. für das Tier Nr. 9 die Kern- plasmarelation von 66,4 nach 4 Stunden bis zu 86,55 augewachsen. Für das Tier Nr. 10 ist nach 5 Stunden die Kernplasmarelation von 67.3 auf 80,7 gestiegen usw. Das gleiche finden wir auch bei den andern Tieren (vergleiche die Tabelle . Diese fortwährende Ver- schiebung der Kernplasmarelation zugunsten des Plasmas ist auch in den späteren Stadien zu beobachten. Sie ist dadurch bedingt, daß der Kern viel langsamer als das Plasma wächst. Zum Beispiel, um nur einige Zahlen herauszugreifen, in der 5. Stunde ist das Plasma auf 1,3 ausgewachsen, der Kern dagegen nur auf 1,05*); in der 8. Stunde ist das Plasma auf ca. 1,6 angewachsen, der Kern auf 1,15; in der 13. Stunde ist das Plasma auf 1,8 angewachsen, der Kern erst auf 1,24, oder von der 8. bis 13. Stunde hat sich das Plasma um 0,2 vergrößert, der Kern dagegen nur um 0,09. In der 15. Stunde ist das Plasma fast auf das Doppelte (auf ca. 1,95) angewachsen, der Kern um 0,3 seiner ursprünglichen Masse größer geworden, oder in der 15. Stunde hat sich schon die Kernplasma- relation von ca. 61 auf 100 verschoben, ln diesem Moment (zwischen der 14. und 15. Stunde) hat die Zelle im Verhältnis zum Proto- b Die Größe des Plasmas und des Kernes des Vergleichstieres gleich ‘1 angenommen. Experimentelle Zellstudien. 277 plasma den kleinsten Kern. Von diesem Punkt an beginnt der Kern auf einmal sehr stark zu wachsen, und infolgedessen beginnt die so stark zugunsten des Plasmas verschobene Kernplasmarelation von neuem rückgängig zu werden. In der 16. Stunde sehen wir den Kern schon um 0,45 — 0,5 seiner ursprünglichen Größe angewachsen, das Plasma um 0,95, d. h. in einem Intervall von 1 Stunde zeigt der Kern ein Anwachsen von 0,15 — 0,2, das Plasma dagegen nur von ca. 0,07. Das Wachstumstempo des Plasmas wird kaum be- schleunigt. In der 17. Stunde sind der Kern sowie das Plasma schon auf das Zweifache ihrer ursprünglichen Größe angewachsen* 1). Das Ausrechnen der Umänderungen der Kernplasmarelation für diese letzten 2 Stunden ergibt ein enorm starkes Verschieben der- selben zugunsten des Kernes. Von ca. 100, wie die Kernplasma- relation zwischen der 14. und 15. Stunde betrug, wird sie in der 16. Stunde ca. 90, um sich in der 17. Stunde mit der Ausgangs- kernplasmarelation (ca. 67—70) auszugleichen2 3;. Kurz vor diesem Moment beginnt schon die Durchschniirung des inzwischen bandförmig ausgezogenen Kernes in der Mitte. Gleich darauf wird die Durchschnürungsfurche am Plasma angelegt, und nach 30 — 40 Minuten teilt sich die Zelle in zwei Hälften. Die Teilung des Kernes geht derjenigen des Plasmas ziemlich voraus. Der Kern ist schon durchgeschnürt, bevor die Einkerbung des Plasmas die Mitte der Körperdicke erreicht hat. Von diesem Moment ab geht die Durchschnürung bis zur vollständigen Trennung der beiden Teil- hälften rascher vor sich. Graphisch lassen sich die gewonnenen Resultate folgendermaßen darstellen. Auf der Ordinate AB (Kurven Fig. 6 — 10) habe ich die *) Das Übergehen des Kernes in die Periode des starken Wachstums ist besonders dadurch ausgezeichnet, daß unmittelbar vor dieser Periode der ge- wöhnlich ovale Kern eine mehr gedrungene und kompakte Gestalt annimmt. Nach diesem Moment beginnt der Kern rasch sich der Länge nach auszuziehen. Die bei den andern Infusorien gewöhnlich in dieser letzten Periode zusammen- fallenden Umänderungen der Mikronuelei (Spindelbildung, Teilung) sind bei Fron- tonia nicht so augenfällig, da die Mikronuelei in großer Zahl (drei bis sechs) und sehr klein sind. 2) Das langsame Wachstum des Kernes im Verhältnis zum Protoplasma ist auch aus der Zusammenstellung der folgenden drei Stadien (Fig. 5 a, b, c), welche: 1. eine Frontonia gleich nach der Teilung (a) (von der Seite und von oben gesehen), 2. eine kurz vor der Teilung ( b ) (von der Seite und von oben) und 3. eine im Augenblick der Teilung (c) darstellen, zu ersehen. Archiv f. Zellforschung. I. 19 278 Dr. Methodi Popoft' Größe des Anwachsens (des Plasmas oder des Kernes), auf der Ab- szisse AC die Zeit in je 1 Stunde Intervall eingetragen. Die nach den früher eingehend erörterten Umrechnungen (siehe S. 251) gewonnenen Zahlen für das Wachstum des Plasmas auf die Koordinaten vermerkt, ergeben eine Kurve (Fig. 61 oder Fig. 6«, die auf die mittleren Werte der Kurve Fig. 6 ausgerechnet ist), welche, von dem Punkt 1 (die Plasmagröße gleich nach der Teilung) be- ginnend, allmählich, nach 17 Stunden, bis zu dem Punkt 2 aufsteigt. In diesem Moment ist das Plasma auf das Doppelte der Masse an- gewachsen, welche das eben aus der Teilung hervorgegangene Tier besaß. Hier setzt die Teilung der Zelle ein. Etwas komplizierter gestaltet sich die Kurve, welche das Wachs- tum des Kernes veranschaulicht. Von dem Punkt 1 (die Kerugröße gleich nach der Teilung) be- ginnnud, sinkt zuerst die Kernkurve (Fig. 71 oder Fig. 7 a, welche dieselbe Kurve auf die mittleren Größen ausgerechnet darstellt) unter die Abszisse AC hinab, entsprechend der durch die Messungen kon- statierten Verminderung des Kernvolumens. Gegen die 2. Stunde nach der Teilung erreicht das Hinabsteigen seinen tiefsten Punkt. Von dort ab beginnt die Kurve wieder allmählich aufzusteigen. Gegen die 5. Stunde nach der Teilung berührt die Kurve die Abszisse. In diesem Moment zeigt der Kern wieder die ursprüngliche Größe, wie sie gleich nach der Teilung gegeben war. Von diesem Punkt ab steigt die Kurve auf der positiven Seite der Abszisse. Das nach der 2. Stunde nach der Teilung begonnene langsame Wachstum dauert bis zu der 15. Stunde, von welchem Moment an die Kern- wachstumskurve sehr steil in die Höhe steigt. In der 17. Stunde ist die Kerumasse auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Größe an- gewachsen. In diesem Moment beginnt die Durchschnürung des Kernes. In Fig. 8 habe ich die beiden Kurven von einem gemeinsamen Nullpunkt ausgehend gedacht dargestellt. In dieser Zusammen- stellung treten die Eigentümlichkeiten des Kern- und Plasmawachs- tums noch deutlicher hervor. Vor allem fällt ins Auge das allmäh- *) Der anscheinend wellenförmige Verlauf dieser Kurve beruht darauf, daß für ihre Zusammenstellung, wie schon früher erwähnt, Messungen von einer großen Zahl von Tieren benutzt worden sind. Es ist klar, daß solch ein Ver- fahren (siehe die früheren diesbezüglichen Erörterungen) auch bei der größt- möglichen Genauigkeit zu kleinen Schwankungen in den Zahlen führen wird. Die Wachstumsrichtung der Kurve tritt aber trotzdem ohne weiteres hervor. Fig. Ga. 280 Dr. Methodi Popoff liehe Anwachsen der Kern- plasmarelation zugunstendes Protoplasmas, der Höhe- punkt dieses Anwachsens (in der 15. Stunde) und die nach- trägliche rasche Umänderung der Kernplasmarelation in umgekehrtem Sinne (in der 16. und 17. Stunde). In Fig. 9 habe ich ver- sucht, die Ausgangspunkte der Plasma- und Kernkurven richtiger einzutragen, indem ich die nach der Teilung vorhandene Kernplasmarela- tion berücksichtigte. Die Aus- gaugskernplasmarelation — 67 — habe ich durch einen Abstand — ab — der Aus- gangspunkte der Plasma- und Kernkurven einzutragen versucht. Man merkt, daß im Laufe des Wachstums der Abstand der beiden Kurven immer größer wird, in der 15. Stunde seinen Höhepunkt erreicht, um gleich darauf sich stark zu vermindern. Den Messungen gemäß ist hier auch zu bemerken, daß die beiden Endpunkte der Kurven fast den gleichen Abstand — cd — aufweisen wie die Anfangspunkte. Aus den bisher bespro- chenen Kurven geht sowohl das Wachstum des Kernes wie auch dasjenige des Plas- mas zur Genüge deutlich her- vor. Durch den jeweiligen Fig. 7. Fig. la. 282 Dr. Methodi Popoff Abstand dieser zwei Kurven kommt auch das Variieren der Kern- plasmarelation zwi- schen zwei aufeinander- folgenden Teilungen zum Ausdruck. Um nun diesen wichtigen Befund klarer darzu- stellen , habe ich die Kern- und Plasmakur- ven nach folgender Weise vereinigt. Für jeden einzelnen Mo- ment nach der Teilung habe ich die Kern- plasmarelation be- stimmt und immer mit der Ausgangskernplas- marelation verglichen. Z. B. die Ausgangs- kernplasmarelation für das Tier Nr. 28 (Ta- belle S. 260 — 267) ist 66 gewesen. 14 Stun- den nach der Teilung ist dieselbe bei dem Schwestertier bis auf 100 angewachsen, d. h. die Kernplasma- Relatiou hat sich im Laufe dieser 14 Stun- 100 den um 66 = 1,51 der ursprünglichen Kernplasmarelations- größe (1) zugunsten des Plasmas verschoben. Durch solche Umrech- nungen habe ich das Experimentelle Zellstudien. Auwachsen der Kern- plasmarelation für alle Momente des Zellwachs- tums festgestellt. Die ge- wonnenen Zahlen habe ich in ein nach der- selben Weise wie für die oben besprochenen Kurven konstruiertes Koordinatensystem ein- getragen. Nur gibt hier die Ordinate nicht das relative Anwachsen des Kernes oder des Plas- mas, sondern die Ver- änderungen der Kern- plasmarelation zwischen zwei aufeinanderfolgen- den Teilungen. Auf der Abszisse sind wieder die ^ Zeitabstände einge- ^ tragen. Die erhaltene Kurve (Fig. 10) zeigt, von dem Ausgangspunkt (die nach der Teilung vorhandene Kernplasmarelation) be- ginnend, ein allmähliches und ziemlich rasches An- steigen der Kernplasma- relation zugunsten des Plasmas, was bis zu der 15. Stunde nach der Teilung anhält1). In !) Das in den ersten vier Stunden bemerkbare rasche Ansteigen der Kurve ist durch die in diesem Zeit- raum stattfindende Vermin- derung des Kernes bedingt. Fig. 5). 284 Dr. Methodi Popoff Experimentelle Zellstudien. 285 diesem Moment erreicht die Kurve dem relativ kleinsten Kerne im Verhältnis zur Plasmamasse zu- sammenfällt. Von diesem Mo- ment ah zeigt die Kurve einen genau entgegengesetzten Ver- lauf als die des Kernwachs- tums. Sowie die Kernwachs- tumskurve von dem Moment des relativ kleinsten Kernes ab plötzlich sehr steil nach oben steigt und die Grenze 2 der Ordinate (den Punkt des doppelten Anwachsens von der Ausgangsgröße) erreicht, zeigt umgekehrt die Kernplasma- relationskurve von diesem Mo- ment ab einen steilen Abstieg. In der 17. Stunde erreicht die Kernplasmarelation die Aus- 0- gangsgröße. In diesem Moment berührt die Kurve wieder die S Abszisse. Es beginnt die Durch- schnürung der Zelle. Kach diesen Beschreibun- gen wäre die Frage aufzuwer- fen: Wie sind die durch Mes- sungen gewonnenen Zahlen und Kurven aufzufassen? Die an Tieren, welche so- eben aus der Teilung hervorge- gangen sind, ausgeführten Mes- sungen zeigen , daß in diesem Moment dasVerhältuiszwischen der Größe des Plasmas und Dieser Abweichung in dem Verlauf der Kurve ist wohl keine große Be- deutung beizumessen, wie ich es später auseinandersetzen werde. ihren Höhepunkt, welcher mit h J I L C4 QQ N © »0 ♦ CO C* ^ '* v» ■'C 286 Dr. Methodi Popoff derjenigen des Kernes nicht etwas beliebig Variables, sondern daß dieses Verhältnis etwas Bestimmtes, Gesetzmäßiges ist. Diese Be- funde bestätigen die von Kichard Hertwig (1903 — 1907) vertretenen Ansichten über die Wechselbeziehungen von Kern und Protoplasma und über die Teilung der Zelle. Hier muß ich etwas ausholen. Von den Untersuchungen Gerassimows (1901 — 1904) an Spiro- gyra, d. i. daß, wenn man durch künstliche Eingriffe die Teilung der Zelle im letzten Moment unterdrückt, eine nachfolgende Teilung erst wieder bei verdoppelter Kern- und Plasmamasse erfolgen kann, aus- gehend und auf seine ausgedehnten Beobachtungen an Protozoen (Actinosphaerium, Paramaeciwn, Dileptus) gestützt, hat R. Hertwig die Lehre von der Kernplasmarelation aufgestellt. Wie bekannt, be- sagt diese Lehre, daß der Quotient, den man erhält, wenn man die Plasmamasse durch die Kernmasse dividiert, eine gesetzmäßige Größe ist. Solange dieses Verhältnis in geringen Grenzen schwankt, funk- tioniert die Zelle normal. Wird aber durch ungleichmäßiges An- wachsen des Kernes oder des Plasmas allein die Kernplasmarelation zu stark zuungunsten eines dieser Zellbestandteile verändert, gerät die Zelle in einen abnormen Zustand. Um von neuem funktionsfähig zu werden, muß die normale Kernplasmarelation wiederhergestellt werden. Diesen Grundgedanken weiter verfolgend und von der noch von ihm beobachteten Tatsache, daß kurz vor der Teilung die Zelle einen verhältnismäßig kleinen Kern aufweist, ausgehend, hat Hert- wig die Zellteilung als Folge der eigentümlichen Wachstumsverhält- nisse von Kern und Plasma aufzufassen gesucht. Er hat in dem Wachstum des Kernes zwei scharf voneinander zu unterscheidende Perioden postuliert: 1. Funktionelles Wachstum, welches, von der Teilung der Zelle beginnend, sich bis sehr nah der darauffolgenden Teilung erstreckt. Während dieser Periode wächst der Kern im Verhältnis zum Protoplasma sehr langsam, und es kommt infolge- dessen zu einer starken Verschiebung der Kernplasmarelation zu- gunsten des Plasmas. Diesen Punkt hat Hertwig Kernplasmaspan- nung genannt und ihn als anstoßgebenden Moment für die Zellteilung betrachtet. Die unmittelbar nach dem Kernplasmaspannungsmoment ansetzende rasche Größenzunahme des Kernes, das Teilungswachs- tum, wie es R. Hertwig nannte, ist eine direkte Folge der stark zugunsten des Plasmas verschobenen Kernplasmarelation der Zelle. Von dem abnormen Kernplasmarelationszustand wird die Zelle durch die Teilung befreit. Die Folge derselben ist das erneute Zurück- kehren der Zelle zu der ursprünglichen Kernplasmarelation. Die Experimentelle Zellstudien. 287 Zelle beginnt von neuem normal weiter zu funktionieren; infolge- dessen kommt sie nach einiger Zeit wieder zu dem Moment, in wel- chem eine übermäßige Verschiebung der Kernplasmarelation zu- gunsten des Plasmas eingetreten ist. Die Zelle gerät abermals in einen abweichenden Zustand in bezug auf die normale Kernplasma- relation, und so wiederholen sich die früher beschriebenen Vorgänge. Die Zellteilung, wie meine Messungen es zeigen, ist infolgedessen als Ausdruck der wechselseitigen Beziehungen zwischen Kern und Plasma aufzufassen und nicht nur als Folge des Kernwachstums allein, wie man es vielfach aufzufassen gesucht hat. Bis jetzt habe ich bei meinen Betrachtungen absichtlich etwas außer acht gelassen. Das ist die in den ersten 2 — 3 Stunden nach der Teilung zu beobachtende Verminderung des Kernes. Wie ist nun dieselbe zu erklären? Wenn man die rasche Größen- zunahme des Kernes bei dem Teilungswachstum berücksichtigt, liegt es sehr nahe anzunehmen, daß während desselben ein bestimmtes Quantum von Flüssigkeit aus dem Plasma aufgenommen wird. Daß aber neben diesem Prozeß auch eine starke Zunahme der Chromatin- substanz selbst stattfindet, beweist das genau so intensive Färbungs- vermögen des Kernes sowohl während des funktionellen wie auch während des Teilungswachstums. Es ist nun möglich, daß ein Teil der während des Teilungswachstums des Kernes aufgenommenen Plasmaflüssigkeit in den ersten 2 Stunden nach der Teilung vom Kerne herausgepreßt wird und infolgedessen eine schwache Volum- verminderung des Kernes stattfindet. Ca. 2—3 Stunden nach der Teilung beginnt die negative Volumveränderung des Kernes all- mählich nach der positiven Seite umzuschlagen. Das funktionelle Wachstum wird von diesem Moment an direkt meßbar. Es ist da- mit noch nicht gesagt, daß während der Volumabnahme des Kernes derselbe funktionell nicht anwächst. Sowie die Zelle sich einmal in Funktion befindet, muß auch der Kern in Anspruch ge- nommen werden und infolgedessen auch allmählich anwachsen. Der während der ersten 4 Stunden nach der Teilung aufgestellte Teil der Kurve ist deswegen der Ausdruck zweier in entgegengesetzter Rich- tung verlaufender Prozesse: des funktionellen Wachstums des Kernes und der Volumabnahme desselben. Im gegebenen Moment wird nur der intensivere von diesen Prozessen zum Ausdruck kommen, bei unsrem Fall, wie die Messungen zeigen, die Volumabnahme. 288 Dr. Methodi Popoff Es ist weiter möglich, daß die Verkleinerung des Kernes nur eine scheinbare ist, bedingt durch die nach der Teilung eintretende schwache Umformung des Kernes. Es ist zu beobachten, daß bei der Teilung von Frontonia der Kern der Länge nach ausgezogen wird, während er früher eine breitere ovale Form besaß. Diese Aus- ziehung des Kernes erreicht ihr Maximum im letzten Moment der Kerndurchschnürung. Nach erfolgter Teilung beginnt nun der Kern allmählich eine mehr ovale Form anzunehmen. Die früher auf eine schmalere Zone — b — (Fig. 11) entfallende Kernmasse wird bei der Umformung des Kernes gleichmäßig auf eine größere Oberfläche — a — verteilt und kann infolgedessen unter die Grenze der noch durch Messung wahrnehmbaren Größenunterschiede kommen. Dieser Moment trägt in der Tat zu dem Zustandekommen der verzeichneten Kernabnahme bei. Zum Beispiel, wenn die Kerndimension nach der Teilung wie folgt ist: Länge =42, Breite = 25, Dicke = 10; 4 Stunden nach der Teilung messe ich nunmehr: Länge = 40, Breite = 25, Dicke = 10 (Tabelle S. 260—267, Tier Nr. 9), so liegt es nicht fern, anzunehmen, daß die früher auf diese zwei Teilstriche (42 — 40) entfallende Kernmasse durch ihre Verlagerung auf die ganze Kern- oberfläche so wenig in den andern zwei Kerndimensionen (Breite und Dicke) zum Ausdruck gekommen ist, daß sie bei der Messung nicht mehr präzis wahrgenommen werden kann. Die unter einer gewissen Größe sich abspielenden Umände- rungen im Kernvolumen sind genauerer Messung nicht zugänglich. Die Auffassung, daß einerseits das Kernvolumen durch geringe Flüssigkeitsabgabe vermindert wird, daß andrerseits eine scheinbare Verkleinerung durch die Umformung des Kernes nach der Teilung stattfindet, genügt zwar, die Abnahme des Kernvoluraens befriedigend zu erklären, doch ist eine weitere von K. Hertwig ausgesprochene Möglichkeit nicht ausgeschlossen: Ob nicht die Volumabnahme des Kernes der Ausdruck einer stattfindendeu Resorption der Kern- masse ist? Eine nach jeder Teilung regelmäßig wiederkehrende Resorption von Kerusubstanz kann nur zur Normierung der Kernplasmaverliält- nisse beitragen (dafür sprechen die Erfahrungen an Depressionstieren, bei welchen die Kernresorption die normale Kernplasmarelation Fig. 11. Experimentelle Zellstudien. 289 wieder herstellt). Wäre das letztere der Fall, dann würde der Zell- teilungsprozeß nicht gleich zur Normierung der Kernplasmaverhält- nisse führen, sondern dies würde erst eine bestimmte Zeit nach der Teilung erreicht. Die Teilung würde dann als ein Prozeß anzusehen sein, welcher zwar die Wiederherstellung der Kernplasmarelation der Zelle ermöglicht, aber diese selbst nicht zu leisten vermag. Diese theoretischen Auseinandersetzungen können nun belanglos sein, wenn die Kurve selbst Anhaltspunkte für eine nach der Teilung erfolgende Kernresorption bietet. Vor allen Dingen ist anzunehmen, daß, so- wie eine Resorption des Kernes vorhanden ist, dieselbe immer eine bestimmte Kernmasse resorbieren würde. Diese letztere muß an einer andern Stelle der Kurve irgendwie zum Ausdruck kom- men. Beim Durchsehen der Kurve könnte nun der Ge- danke kommen, ob nicht durch die Resorption das funktio- nelle Anwachsen des Kernes nach jeder Teilung rück- gängig gemacht wird. Dieser letzte Fall wird von R. Hert- wig angenommen. Beleuch- ten wir diese Möglichkeit von verschiedener Seite, um zu sehen, was für einen Verlauf die Kernteilungskurve zeigen würde, wenn diese Verhältnisse ver- wirklicht sein sollten. Die gleich nach der Teilung gegebene Kerngröße, welche bei den Messungen als Ausgangsgröße gedient hat, ist das Resultat von zwei Kernwachstumsmomenten : erstens des funktionellen und zweitens des Teilungswachstums. Von hier ausgehend, habe ich übersicht- lichkeitshalber in der Fig. 12 den Kern schematisch, als aus zwei ungleich großen Partien zusammengesetzt, dargestellt. Die gestrichelte Partie würde dem funktionellen Anwachsen des Kernes, die übrige dem Teilungsanwachsen desselben entsprechen. Der Kern des an- dern Tochtertiers muß die aus diesen zwei Kernwachstumsmomenten stammenden Kernanteile in genau demselben Verhältnis zeigen, da die zwei Kerne nur Hälften des Teilungskernes sind. Setzen wir nun voraus, daß durch die Resorption der dem funktionellen An- wachsen entsprechende Kernteil resorbiert wird: wir werden den 290 Dr. Methodi Popoff Kern c bekommen. Von diesem Moment ab fangt das funktionelle Wachstum an, meßbar zu werden. Denn auch hier ist es nicht an- zunehmen, daß während der Dauer der Kernresorption kein funktio- nelles Wachstum des Kernes stattfinden wird. Dasselbe würde viel- mehr, wie ich es früher auseinandergesetzt habe, durch die rascher vor sich gehende »Resorption« verdeckt bleiben. In den darauf- folgenden 3 Stunden würde dann der Kern seine ursprüngliche Größe erreichen und erst während der folgenden 10 Stunden (von der fünften bis zum Moment des Teilungswachstums des Kernes [der 15. Stunde] wieder einmal so stark funktionell anwachsen — ?/, wie in den ersten 5 Stunden — x Fig. 12 b). Von vornherein ist das unwahrscheinlich, wenn mau die genau so starke Tätigkeit der Zelle während dieser zwei ungleichlangen Zeitperioden berücksichtigt. Dies würde aber das theoretische Postulat der obigen Voraussetzung sein, denn sonst wären wir gezwungen anzuuehmen, daß mit jeder Teilung der Zelle der zu resorbierende Kernteil immer beträchtlicher anwächst, wie aus dem Verlauf der folgenden, die Kernresorption als Vorbedingung vor- aussetzenden Kurve zu ersehen ist (Fig. 13 . Aus den besprochenen Messungen über die Teilung der Zelle geht hervor, daß das Kernplasmaspannungsmoment, welches durch den Abstand — ab — (Fig. 8) der Kernkurve von der Plasmakurve angegeben wird, eine konstante Größe ist. Da die Plasmakurve unverändert bleibt, so bleibt auch der Abstand des Endpunktes des funktionellen Wachstums a von der Abszisse AC konstant, im gegebenen Fall 1,3 d. h. der Kern ist im Kernplasmaspaunuugs- moment um 0,3 seiner ursprünglichen Masse angewachsen. Der für uns meßbare Moment des funktionellen Wachstums beginnt vom Punkt d (Fig. 13 , dem niedrigsten Punkt des Absteigens der Kurve. Setzen wir nun voraus, daß die Kurve bis zu 0,9 hinuntergestiegen ist. Das funktionelle Wachstum wird demnach 0,4 betragen. Diese funktionelle Wachstumsgröße wird durch die Teilung auf zwei Tiere ver- teilt, von denen jedes 0,8 funktionelle Kernwachstumsmasse bekommen wird, die resorbiert werden muß. Die Kurve wird daher in der näch- sten Teilung bis zu 0,8 hinuntersteigen und vor dem Teilungswachs- tum außerdem wieder bis zu 1,3 an der positiven Seite der Abszisse ansteigen, oder das Tier wird jetzt ein funktionelles Wachstum von 0,5 aufweisen müssen. Nach abermaliger Teilung wird die zu resor- bierende Kerngröße für jedes Tochtertier schon 0,5 2 = 0,25 sein usw. So wird diese Größe mit jeder Teilung immer anwachsen müssen. Zn S. 290. Fig. 13. Fig. 14. Archiv f. Zellforschung. I. Experimentelle Zellstudien. 291 Für solche ausgesprochenen Unregelmäßigkeiten bieten die Tei- luugskurven keinen Anhaltspunkt. Eine Stabilität in dem hinunter- steigenden Schenkel der Kurve wird nur dann erreicht werden, wenn die Abstände dy und ca gleich groß werden, d. h. wenn das funk- tionelle Wachstum den Wert 0,6 erreicht (siehe Fig. 13). Durch diese Betrachtungen kommen wir wieder zu demselben Schluß, daß, die Resorption vorausgesetzt, eine Stabilität in der Kurve nur dann möglich sein wird, wenn das funktionelle Wachstum in zwei sehr ungleich großen Perioden ( aB und Bc ) durchaus gleich groß wird. Solch ein tiefes Hinuntersteigen der Kernkurve ist niemals zu be- obachten. Ich bin mir natürlich bewußt, daß diese Auseinander- setzungen die Möglichkeit einer Resorption trotzdem nicht ganz aus- schließen. Es könnte nämlich angenommen werden, daß die Resorption des Kernes während des ganzen Wachstums desselben stattfindet. In den ersten Stunden geht aber der Resorptionsprozeß rascher vor sich und überholt deswegen das funktionelle Kernwachstum. Mir scheint, wenn auch dieser Einwand nicht zurückgewiesen werden kann, so würde er trotzdem als Voraussetzung eine scharfe Sonderung zwischen den zwei Wachstumsperioden des Kernes haben. Das Teilungswachs- tum desselben würde demnach nicht allein eine intensivere Entwick- lung der Prozesse, welche das funktionelle Wachstum des Kernes herbeiführen, darstellen, sondern es würde dieser Prozeß etwas prin- zipiell Verschiedenes von dem letzteren sein: eine Komplizierung, welche mir nicht gauz plausibel erscheint. Wenn wir die gewonnenen Gesichtspunkte bei der Teilung der Zelle nochmals zusammenfassen wollen, so ergibt sich: 1. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen wächst das Plasma, vom Moment der Teilung au beginnend, mit einer fast kon- stanten Schnelligkeit bis zur nächstfolgenden Teilung. Graphisch läßt sich daher das Plasmawachstum als eine allmählich aufsteigende Kurve darstellen. 2. Dagegen zeigt der Kern in seinem Wachstum zwei scharf voneinander getrennte Momente: a) Funktionelles Wachstum. Wäh- rend desselben wächst der Kern im Verhältnis zum Plasma sehr langsam. Es kommt infolgedessen in einem bestimmten Moment zu einem Mißverhältnis in der Kernplasmarelation. Das ist der Moment der Kernplasmaspannuug, welcher als anstoßgebender für die Teilung zu betrachten ist. b) Der Kern tritt ins Teilungswachstum ein. Dieses Anwachsen führt zuletzt zur Verdoppelung der Kernsubstanz. Gleich darauf erfolgt die Teilung der Zelle. Graphisch läßt sich das Kern- 292 Dr. Methodi Popoff Wachstum als eine von Anfang an mäßig aufsteigende Kurve dar- stellen (funktionelles Wachstum), welche im letzten Moment plötzlich in die Höhe schnellt (Teilungswachstum des Kernes). 3. Die am Anfang des Kernwachstums zu beobachtende schwache Verminderung des Kernvolumens hat aller Wahrscheinlichkeit nach ihren Grund erstens in einer kleinen Flüssigkeitsabgabe infolge von Zusammenziehung des Kernes; zweitens und hauptsächlich in der nach der Zellteilung zu beobachtenden Kernumformung. Die An- nahme, daß die Verringerung des Kernvolumens der Ausdruck einer in diesem Zeitraum etwa stattfindenden Resorption von Kernsubstanz ist, findet im Verlauf der Kernwachstumskurve, wie es mir scheint, keine sicheren Anhaltspunkte. 4. Die Teilung der Zelle hat ihr ursächliches Moment in den Wechselbeziehungen zwischen Kern und Protoplasma. Durch die Zellfunktion werden die Kernplasmaverhältnisse ins Abnorme ge- trieben. Die dadurch veranlaßte Teilung der Zelle ist deshalb als ein regulatorischer Vorgang aufzufassen, welcher die Wiederherstel- lung der normalen Kernplasmarelation herbeiführt. II. Untersuchungen über die Teilung von Frontonia leucas bei einer Temperatur von 14° C und die daraus sich ergebenden Schlußfolgerungen. Bei diesen Untersuchungen habe ich ebenfalls eine genau ge- führte Frontonia- Kultur verwendet. Als Ausgangskultur habe ich Tiere der Frontonia- Kultur bei 25° C benutzt. Zwei von diesen Tieren, in einen Thermostat von 14° C gebracht, wurden auf die- selbe Weise wie in einer Temperatur von 25° C kultiviert. Auch hier habe ich dafür gesorgt, daß keine neuen Tiere in die Kultur hineingelangten. Es war zu bemerken, daß sich die Tiere 3 Tage nach dem Anlegen der Kultur noch nicht geteilt hatten. Die Tei- lung erfolgte erst nach dem 3. und 4. Tage. Auffallend war die erhebliche Größenzunahme der Tiere. Von diesem Moment an blieb die Größe 5 Monate lang dieselbe, nur mit den üblichen Größen- schwankungen, welche ich auch für die Wärmekultur verzeichnet habe. Die folgende Tabelle (S. 294 — 295), in welcher Wärme- und Kälte- tiere nebeneinandergestellt sind, gibt einen klaren Einblick in die hier herrschenden Größenunterschiede. Die Messungen sind in beiden Fällen an Tieren ausgeführt, welche soeben aus der Teilung hervor- gegangeu und infolgedessen genau vergleichbar sind. Experimentelle Zellstudieu. 293 Wie aus der Tabelle zu entnehmen ist, schwankt die mittlere Zellgröße gleich nach der Teilung in der Wärme (25° C) um die Zahl 800000, in der Kälte (14° C) dagegen beträgt dasselbe Stadium ca. 1080000. Das ist ein schon beim ersten Blick auffallender Größenunterschied. Die an demselben Stadium (gleich nach der Teilung) ausgeführten Messungen der Kerne ergaben, wie dies deutlich aus derselben Tabelle zu ersehen ist, daß die Kerne nicht proportional mit dem Plasma an Größe zugenommen haben, sondern daß sie verhältnis- mäßig stärker als das Plasma angewachsen sind. Wenn die Kerne bei einer Temperatur von 25° C eine mittlere Größe von 12500 aufwiesen, sind sie in der Kälte ca. 20000 groß geworden, oder der Kern ist auf 20000 12500 ~ 62, das Plasma nur auf 1080000 800000 1,35 von den betreffenden Volumina in der Wärme angewachsen. Dieses ungleichmäßige Anwachsen von Plasma- und Kernmasse kommt auch in der Abnahme der Kernplasmarelation in der Kälte- kultur zum Ausdruck. In der Wärme beträgt die Kernplasmarelation ca. 67, in der Kälte dagegen nur ca. 54—57. Abgesehen von den kleinen Schwankungen in der Kernplasma- relation, die ich bei der Wärmekultur eingehend besprochen habe, können wir auch in der Kälte das Verhältnis zwischen Kern- und Plasmagröße, in einem bestimmten Moment des Zellebens als etwas Konstantes ansehen. Wir können außerdem an der Hand der Mes- sungen den Satz aufstellen, daß in der Kälte die Tiere nicht nur er- heblich größer als in der Wärme werden, sondern daß sie auch eine Verschiebung der Kernplasmarelation zugunsten des Kernes erfahren, oder mit andern Worten gesagt, die Kältetiere besitzen im Verhältnis zum Protoplasma größere Kerne als die Tiere, welche bei einer höheren Temperatur kultiviert worden sind. Nach der Konstatierung dieser Abweichungen in den Kernver- hältnissen bei den Wärme- und Kältetieren war es wünschenswert, die Teilungskurve bei der Kältekultur genauer zu untersuchen und zu sehen, ob nicht eventuell daraus ein Verständnis für die so auf- fallende Größenznnahme der Kältetiere zu bekommen ist. Um die Kurve für das Plasma- und Kernwachstum zu entwerfen, habe ich genau dasselbe Verfahren angewandt, wie ich es eingehend gelegentlich der Besprechung der Teilungskurve bei Tieren, welche bei einer Temperatur von 25° C kultiviert wurden, geschildert habe. Auch hier habe ich zuerst das relative Anwachsen des Protoplasmas Archiv f. Zellforschung. I. > 20 294 4,3 Experimentelle Zellstudien. 295 oo lO kO ö _ ~ ö 0 ' CO Q J ' — — — — o CM 05 CM co O rH ö rH T-H o rH co co 05 01 GM 1—1 05 i—. CM 0 rH ‘O GM GM CM CM CM CM CM rH © »O © Q 8 o o rH CM CM r- GM CO *o o »O rH CM co Ol o 05 O rH IG- t> CM co lO 0 »O rH O O 8 kO o o o -h CM CM o o 0 0 0 kO kO kO CM GM O 00 o o rH IG- co o O 0 0 kO 01 1- o CO CO rH co co co Ol CO ^ CM CO rH co co co co -H CO CO rH -H O CM CM O 05 05 co 00 IG- 05 *0 05 Gl o rH GM IG- o CM rH CO O CO -H 05 1^ 0 co rH 01 GM CM ri rH T*H rH rH rH GM CM rH r-< 05 05 CM rH X X |rH II II rH rH II II 1-H T“ < II II rH || || rH rH (1 II rH rH II II ’S. || || || || II 11 > II .44 > 1 II II 'S. II II 'S ^ II i> II 04 > | II II S 11 'S > ll >> | II > II P4 > | II 'S > II 1 Q. 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ZJ — cj - X 5 -§ © i ci ~ £ s cS i 5Z5 O £ . o o 5> 00 CO S o X! > t— 05 05 20* co . o a XI ^ o GO 05 296 Dr. Methodi Popoff Tabelle für die Veränderungen der Kern- und Plasmagröße zwisclo Teilung Tochtertiere abgetötet 1 abgetötet Zahl der von der Toilung ver- flossenen Stunden Plasma Dime Vergleichs- tier nsion Versuchs- tier V olumen Vergleichstier 26. IU. 07 26. III. 07 26. III. 07 2.35 L = 143 L - 178 Vpl = 895 752 4.30 Nachm. 4.3° Nachm. 7.25 Nachm. Br = 87 Br = 85 Vpl— Vk= 875 862 Vpl V h 1) = 72 D= 78 3. IV. 07 3. IV. 07 3. IV. 07 3.25 L =160 L =189 Vpl = 1 224 000 3.15 Nachm. 3.15 Nachm. 6. 40 Nachm. Br = 90 Br = 93 Vpl — Vk = 1 203 600 Vpl h etwas kleiner als das v D= 85 D= 80 3. IV. 07 3. IV. 07 3. IV. 07 3.28 L = 145 L =178 Vpl = 1 143 825 3. 17 Nachm. 3.1T Nachm. 6 45 Nachm. Br = 95 Br = 87 Vpl — Vk = 1 121 725 Vpl h etwas kleiner als das v D = 85 D= 82 3. IV. 07 3. IV. 07 3. IV. 07 5.30 L =150 L = 160 Vpl = 1122 000 12 «Nachm. 12.43Nachm. 6.15 Nachm. Br = 88 Br = 70 Vpl -Vk = 1 101 200 h V D= 85 D= 80 2. IV. 07 2. IV. 07 3. IV. 07 11.55 L =164 L = 180 Vpl= 997120 7.25 Nachm. 7.23 Nachm. 7.20 Vorm. Br = 80 Br = 92 Vpl — Vk = 975 420 Vpl h V D= 76 D= 88 4. IV. 07 4. IV. 07 5. IV. 07 12.55 L =155 L = 185 Vpl = 1 171 800 6.30 Nachm. 6.30 Nachm. 7.25 Vorm. Br= 90 Br = 92 Vpl — Vk = 1 150 680 Vpl h gleich groß v D = 84 D= 88 4. IV. 07 4. IV. 07 5. IV. 07 16.« L =154 L = 190 Vpl = 1 174 404 6 .*5 Nachm. 6.« Nachm. 11.30 Vorm. Br= 93 Br = 100 Vpl — Vk = 1 151 304 Vpl D = 82 D = 90 26. III. 07 26. III. 07 27. III. 07 22 L =174 L = 195 Vpl = 1 169 280 ö.54 Nachm. ö.54 Nachm. 4.5i Nachm. Br = 85 Br= 74 Vpl — Vk = 1 146 600 h gleich groß v D= 80 I)= 70 4. IV. 07 4. IV. 07. 6. IV. 07 40.50 L =152 L =194 Vpl = 1230 592 6.33 Nachm. 6.35 Nachm. 11. 45 Vorm. Br = 92 Br = 95 Vpl — Vk = 1 209 472 Vpl D= 88 I) = 90 26. III. 07 26. III. 07 28. III. 07 j 48.23 L = 156 L =205 Vpl = 1 014 400 5.32 Nachm. 5.32 Nachm. 5.53 Nachm. Br = 80 Br= 95 Vpl -Vk = 993 600 Vpl D= 80 D = 85 Versuchstier Vpl = 1 180 : Vpl = 1 4060 1388« Vpl = 1271 1| — Vk = 1 253 ßl Vpl = 1 157 Q 1425 Vpl = 1 4971 1 474i Vpl = 1 70 1 684*0 Vpl = 165£l Vpl = 1 66 1 '5 -Vk = 1 621 )i Experimentelle Zellstadien. 297 ■ ei aufeinanderfolgenden Teilungen bei einer Temperatur von 14° C. Kern Kernplasma- cn a© ® 5 C3 'O =Q tn “ & g Dimension Volumen relation Ja bo *■* © co s ® ci hco *S ^ g -tä cn Sj a ~ ® © tc~ ‘Z c3 C «_T 1 fl Bemerkungen «3 ci =» «t* a SP S g fcb | W £ gleichs- tier Versuchs- tier Vergleichs- tier Versuchs- tier Vergleichs- tier Versuchs- tier ° “ 3 © = 65 L = 62 19 890 17 856 44,03 65,08 1,32 0,86 1,49 Das vordere Tier ist hei der Prä- — 34 Br = 32 paration etwas geschrumpft, = 9 D = 9 darum auch diese niedrige Kernplasmarelation. Dieser Umstand hat alle andern Zahlen (Plasmakoeffizient, Kernkoeffizient usw.) beein- flußt. = 60 L = 58 20400 17 400 59 79,8 1,15 0,84 1,3 1 = 35 Br = 30 = 10 D = 10 y= 65 L = 55 22 100 18 150 50,8 68,9 1,11 0,8 1,35 — II oo n- Br = 30 = 10 D = 11 = 60 L = 54 19 800 16 200 55,5 0,78 Das vordere Tier ist beim Ab- E = 30 Br = 30 D = 10 töten beschädigt worden, ein Teil vom Plasma ist heraus- 1=11 gequollen. 1=70 L = 64 21 700 22 528 45 63,2 1,45 1,03 1,4 R=31 Br = 32 1 = 10 D = 11 1 = 60 L = 60 21 120 23 100 54,4 63,8 1,28 1,08 1,17 1 = 32 Br = 35 1 = 11 D = 11 1 - 66 L = 66 23 100 25 410 49,8 66.3 1,46 1,1 1,3 ■= 35 Br = 35 11=10 6=72 D = 11 L = 73 22 680 25 500 50,5 1,12 Das vordere Tier ist beim 9 = 35 Br - 35 Überführen in Nelkenöl ge- ... D = 10 schrumpft, daher die geringen Zahlen für die Breite und die Dicke. I 60 L = 60 21 120 26 740 57 61,0 1,26 1,26 1,07 ■ i 31 Br = 33 D : 1 1 D = 13 V l 65 L = 71 20 800 25 773 47,7 63.2 1,62 1,23 1,34 ir 32 Br = 33 D 10 D = 11 298 Dr. Methodi Popoff © « r3 < rr S 5 g Plasma Teilung Tochtertiere - c c Dimension Volumen abgetötet abgetötet O ci I £ « =1 Yergleichs- tier Versuchs- tier Vergleichstier Versuchstier 3. IV. 07 3. IV. 07 6. IV. 07 65.50 L = 145 L =192 Vpl = 1 131 300 Vpl = 2 124 3. 55 Nachm. 3.55 Nachm. ll.45 Vorm. Br = 86 Br — 100 Vpl — Vk = 1 112 204 Vpl — Vk = 2 091 I) = 90 D = 95 26. III. 07 26. III. 07 30. III 07 86.« L =170 L =201 Vpl = 972 400 Vpl = 2 111 7.15 Nachm. 7. 15 Nachm. 10 Vorm. Br = 65 Br = 102 Vpl-Vk= 952 270 Vpl — Vk = 2 08t h gleich groß v D= 88 I) = 103 19. IV. 07 19. IV. 07 23. IV. 07 102.« L =160 L = 223 Vpl = 1 209 600 Vpl = 2 321 2. 20 Nachm. 2.20 Nachm. 7 Nachm. Br= 84 Br =104 Vpl — Vk = 1 187 655 Vpl — Vk = 2 271 D= 90 D =100 in verschiedenen Momenten zwischen zwei Teilungen bestimmt1). Nach diesen und andern hier nicht wiedergegebenen Zahlen ist die Plasmawachstumskurve hergestellt (Fig. 14). Es fällt gleich ins Auge, daß die Kurve den gleichen Verlauf wie die Plasmakurve bei einer Temperatur von 25° C zeigt. Vom Moment der Teilung an beginnend, steigt die Kurve gleichmäßig bis zum Punkte 1, welcher die Ver- doppelung der Plasmamasse bezeichnet. Ein Unterschied von der Wärmekurve ist nur darin gegeben, daß bei einer Temperatur von 14° C die Plasmawachstumskurve sehr der Länge nach ausgezogen wird. Um die zwei Kurven vergleichen zu können, habe ich die Kälte- plasmawachstumskurve auf die Wärmeplasmawachstumskurve auf folgende Weise reduziert. Da der Intervall zwischen zwei Teilungen in der Kälte ca. 90 Stunden beträgt, entspricht 1 Stunde von der 90 Wärmekurve an ^ = 520h der Kältekurve. Den Koeffizienten des Anwachsens des Plasmas in der Kälte in Intervallen von je 520 Stun- den habe ich mit dem entsprechenden Koeffizienten in den einstün- *) Da, wie erwähnt, die Teilung von Frontonia bei einer Temperatur von 14° C zu sehr verlangsamt wird ;es erfolgt eine Teilung in ca. 90 Stunden), habe ich die einzelnen Momente in der Kurve nicht nach einem Zeitabstand von höchstens je 1 Stunde, wie das der Fall bei der Wärmekurve war, sondern in je ca. 5 Stunden Zeitraum genommen. Nur in den ersten und letzten 10 Stunden des Zell Wachstums, in welchen eine starke Änderung im Verlauf der Kurve zu erwarten war, habe ich die Zeitintervalle anf 2 und manchmal auf 1 Stunde verkürzt. Experimentelle Zellstudien. 299 Kern Kernplasma- * s ® o a ca 'Ö -o Jg 2 © ■sjfl k 2 1 Dime rgleiehs- tier nsioii Versuchs- tier Volumen Vergleichs- 1 Versuchs- tier tier relation Vergleichs- i Versuchs- tier tier S © co — 2 rt bJDC: S £ g * cö cä ä, **■* c © (3 t/i ° 22 =3 c £ ^ ~ .2 ö n «* s: _r «2 <. cä 'S S W) Wachsti der Kernpli relatioi Bemerkungen 1 |l = ö6 ir = 31 > = 11 L = 63 Br = 33 D = 12 19096 24 948 58 84,1 161 1,30 1,45 jf = 61 »• = 30 > = 11 L = 56 Br = 33 D = 14 20130 25 872 47,2 80,6 2,1 1,26 1,7 , = 57 = 35 ' = 11 L = 67 Br = 19 D = 33 21 945 42009 54 54 1,98 1,98 1 digen Intervallen der Wärmekurve verglichen. Es zeigte sich, daß die gewonnenen Zahlen so ziemlich zusammenfallen. Die nach dieser Weise reduzierte Kältekurve zeigt deshalb einen parallelen Verlauf mit der Wärmekurve (Fig. 15, Kurven bb' und byby). Die Messungen, die ich zum Bestimmen des Kernwachstums aus- geführt habe, zeigen ähnliche Verhältnisse wie in der Wärme. Auch in der Kälte ist nach der Teilung eine Volumabnahme des Kernes zu konstatieren. Das Maß derselben Ubertrifft kaum die in der Wärme zu konstatierende Verminderung des Kernes. In der Wärme beträgt dieselbe 0,15, in der Kälte ca. 0,2. Ein Unterschied ist nur darin gegeben, daß die Volumabnahme in der Kälte ihren Höhe- punkt in der 5., nicht in der 2. Stunde, wie das der Fall bei der Wärmekernwachstumskurve ist, erreicht. Nach diesem Moment be- ginnt das funktionelle Wachstum meßbar zu werden, und zirka in der 11. Stunde nach der Teilung ist die ursprüngliche Teilungsgröße des Kernes schon wieder erreicht. Die Kurve tritt jetzt auf die positive Seite der Abscisse und zeigt bis zum Ende des 3. Tages dauernd eine schwache Steigerung. Ca. 5—8 Stunden vor der Tei- lung beginnt eine rasche Steigerung des Kernvolumens. Der Kern tritt in das Teilungswachstum ein, welches die Verdoppelung der Kernmasse zu Ende führt. Ist dieser Augenblick erreicht, so beginnt die Durchschniirung der Zelle. Auf die oben gelegentlich der Plasmakurve besprochene Weise habe ich die Kurve für das Anwachsen des Kernes in der Kälte auf die in der Wärme umgerechnet (Fig. 15, Kurven aa und ay «/). 300 Dr. Methodi Popoff Es ergeben sich fast vergleichbare Zahlen1) (siehe die beiden entsprechenden Tabellen), nur daß in der Kälte die Periode der Kern- abnahme relativ kürzere Zeit (nur 10 — 11 Stunden, nicht 20 Stunden, wie es zu erwarten wäre) als in der Wärme dauert. Ob dieser Ab- weichung im Verlauf der Wärme- und Kältewachstumskurven irgend- eine besondere Bedeutung zukommt, vermag ich nicht zu sagen. Ich bin aber geneigt, derselben nach den besprochenen möglichen Ur- sachen der Abnahme des Kernvolumens nicht eine allzu große Be- deutung beizumessen. Anschließend an diese Ausführungen möchte ich nun daran er- innern, daß die oben angeführten Zahlen von den Wärme- und Kälte- kulturen, die so gut zueinander passen, nur Relationszahlen sind. In Wirklichkeit haben dieselben einen verschieden großen Ausgangswert (kleiner für die Kern- und Plasma^vachstumskurven in der Wärme, größer für die Kern- und Plasmawachstumskurven in der Kälte); in- folgedessen sind die absoluten Zahlen, welche sie ausdrücken, zwar einander entsprechend, doch verschieden groß. Dies kommt zum Ausdruck in der Zusammenstellung, die ich von allen vier Kurven (die zwei Plasma- [Kälte- und Wärme-] und die zwei Kern- [Kälte- und Wärme-] Wachstumskurven) gegeben habe. Zu diesem Zwecke habe ich mit dem beliebig großen Abstaud ab (Fig. 15) die in der Wärme gleich nach der Teilung vorhandene Kernplasmarelation aus- gedrückt. Den Abstand zwischen den Ausgangspunkten für die Kältewachstumskurven habe ich aber nicht mehr beliebig, sondern dem Abstand ab entsprechend kleiner angegeben. Wenn der Ausgangspunkt der Kernwachstumskurve in der Kälte in den beliebig gewählten Punkt gesetzt wird, so wird derjenige des Plasmas sich im Punkt 6, , welcher um 4/s 2) (= dem Größen- unterschied der Kernplasmarelation in der Kälte und in der Wärme) höher als der Punkt aA liegt, befinden. Diese Zusammenstellung zeigt, daß trotz des parallelen Verlaufes der entsprechenden Kurven, infolge der oben erwähnten Größeu- ausgangsunterschiede, auch ein Unterschied in der Größe der Kern- plasmaspannung, welche die Teilung der Zelle in der Wärme und in *) Die Zahl der sich genau deckenden Momente ist nicht sehr groß, da ich bei der Auswahl der Zeitpunkte der Kernwachstnmskurve in der Kälte nicht multiple Zahlen von ca. ö genommen habe. Die Zahlen, welche andern Zeit- intervallen entnommen sind, würden aber, schätzungsweise ausgerechnet, fast die gleichen Wachstumsverhältnisse aufweisen. 2) Als Einheit ist in diesem speziellen Fall der Abstand ab benutzt worden. Experimentelle Zellstndien. 301 der Kälte veranlaßt, bedingt wird. Dies ist deutlich aus der Fig. 15 zu ersehen, in welcher durch die Linie ßß die Kernplasmaspannung bei den Tieren von der Kältekultur, durch die Linie aa die Kern- plasmaspannung der Tiere von der Wärmekultur wiedergegeben ist. Es ist zu bemerken, daß die Kernplasmaspannung in der Kälte einen geringeren Wert wie in der Wärme aufweist. Dieser Unterschied wäre auch nach den Abweichungen, welche die Kernplasmarelation in der Kälte erfährt, theoretisch zu erwarten. In Fig. 15 sind alle Kurven auf die Größe 1 ausgerechnet, ohne Rücksicht auf die absoluten Ausgangsgrößen des Kernes und des Fig. 15. Plasmas in der Wärme und in der Kälte. Um aber einigermaßen eine richtige Vorstellung für den Verlauf und die gegenseitigen Be- ziehungen der Kern- und Plasmawachstumskurven in der Kälte und in der Wärme geben zu können, habe ich in Fig. 15a die Ausgangs- größe der Kurve für das Wachstum des Kernes in der Wärme gleich 1 gesetzt und von hier ausgehend den Verlauf der Kernwachstums- kurve in der Kälte [der Differenz 1:1, 62 (siehe S. 293) der Kern- größe in der Wärme und in der Kälte entsprechend] ausgerechnet. Auf diese Weise ist die Kurve a{aß entstanden. Für die Plasma- wachstumskurven habe ich aber nicht mehr die direkten — auf die Kerngröße in der Wärme umgerechneten — ■ Ausgangsgrößen (zirka 64 — 67 für die Wärme und 87 [= 54 x 1,62] für die Kälte) bei- behalten, sondern dieselben durch 40 dividiert. Dies ist nur des- Br. Methodi Popoff 302 halb getan worden, weil für die Zusammenstellung einer im Verhält- nis zum Kerne nicht reduzierten Plasmakurve ein zu großer Raum erforderlich ist. Auf diese Weise sind die Ausgangspunkte für die Plasmakurven auf 1,6 ( = für die Wärme und 2,1 für die Kälte festgelegt worden. Fig. 15 a. In der Fig. 15a fällt es sofort auf, daß die Kern- bzw. Plasma- kurven nicht parallel verlaufen, sondern daß sie auseinandergehen und jedesmal kurz vor der Teilung auf das Doppelte ihrer ursprüng- lichen Größe steigen. Da bei dieser Wiedergabe der Kurven der relativen Größe der- selben Rechnung getragen ist, ist es auch ohne weiteres verständ- lich, daß der Abstand a,&j = 2 ab und a\'bv' = 2 sein muß. In Experimentelle Zellstudien. 303 diesem letzten Moment des Zellwachstums erreicht die Kernplasma- relation wieder ihre ursprüngliche Größe. In der Tat verhalten sich die Anfangs- und Endabstände der Kurven wie 1,6 : 1 = 3,2 : 2 fiir die Wärme und 2,1 : 1,62 = 4,2 : 3,22 für die Kälte. Aus dieser Zusammenstellung der Kurven ist auch zu ersehen, daß die Kernplasmaspannung in der Kälte (ßß) geringer als in der Wärme (act) ist1). Im Verlaufe der Wachtumskurven sowohl des Kernes wie auch des Plasmas fällt ferner auf, daß die Wachstumsprozesse in der Kälte bedeutend langsamer als in der Wärme vor sich gehen. Hätten die Wachstumsprozesse in den beiden Fällen, d. h. in der Wärme und in der Kälte, die gleiche Intensität bewahrt, dann sollte, wenn wir die Größendifferenzen der Ausgangstiere berück- sichtigen, die Teilung in beiden Fällen fast nach demselben Zeitintervall erfolgen, denn trotzdem daß in der Kälte mehr Substanz gebildet wer- den muß, um eine Ver- doppelung der Ausgangs- größe (gleich nach der Teilung) zu erzielen , ist nicht zu vergessen, daß in diesem Falle auch eine entsprechend größere assimilatorisch funktionierende Protoplasmamasse gegeben ist. Die Verspätung in der Teilung spricht deshalb für die Verlangsamung der Lebensprozesse. Das Wachstum wird in der Kälte um fast das Fünffache als in der Wärme verlangsamt. Auf die Schlußfolgerungen dieses Ergebnisses werde ich am Schlüsse dieses Abschnittes zurückkommen. Alle die vorher besprochenen Eigentümlichkeiten über die Ver- langsamung der Lebensvorgänge der Zelle unter dem Einfluß nie- *) Durch die vielen Umrechnungen, die fiir die Zusammenstellung der Kurven in Fig. 1 da notig waren, haben sich hier und da manche kleine Ungenauigkeiten in den Verlauf der Kurven eingeschlichen. Dies ist die Ursache, daß nicht an jeder Stelle der Kurven die ihnen zugrunde liegenden absoluten Zahlen mit der gewünschten Genanigkeit abzulesen sind. Im großen ganzen zeigt aber Fig. 15a in einem anschaulichen Bilde die Kernplasmaverhältnisse in der Kälte und in der Wärme. 304 Dr. Methodi Popoff Tabelle für das Wachstum des Kerns und des Plasmas nach dem Übertrag £ s Plasma Moment Gleich In Tempe- 4 s der nach der ratur von ’T © C > ~ 'Ö Dimension Volumen Teilung Teilung 14° C. getan © Temperatur _ c 25° C. Temperatur Temperatur 25° C. Temperatur 14°' Temperatur N ß gleich nach 14° C. gleich nach der Teilung 25° C. abgetötet abgetötet der Teilung 26. II. 07 26. II. 07 26. H. 07 3 L =116 L =141 Vpl = 503 440 Vpl = 57: 11.5 Vorm. 11.5 Vorm. 2.5 Nachm. Br= 62 Br = 74 Vpl -Vk =r 495 313 Vpl — Vk = 56: V D= 70 D = 55 26. II. 07 26. II. 07 26. II. 07 4 L =116 L = 145 Vpl = 619 000 Vpl --- 62.' 10. 15 Vorm. 1045 Vorm. 2.15 Nachm. Br = 75 Br= 76 Vpl -Vk = 608 892 II M K" Ü I) = 68 D = 57 derer Temperaturen leiten zu der Frage über, wie es eigentlich zu der so auffallenden Vergrößerung der Zelle selbst kommt? Warum werden die Tiere in der Kälte größer als in der Wärme? Wir haben gesehen, daß die Wachstumskurven des Plasmas wie die des Kernes in den verschiedenen Temperaturen parallel miteinander verlaufen und daß sie infolgedessen keinen Anhaltspunkt für das Großwerden der Kältetiere bieten. Wo liegt dann die Ursache dieser Ver- größerung? Bei Beantwortung dieser Frage muß ich auf manche schon besprochenen Befunde zurückgreifen. Es ist auffallend, daß die Vergrößerung des Kernes unter der Einwirkung der niederen Temperatur rasch vor sich zu gehen pflegt. Diese Vergrößerung setzt ein, sowie die Tiere aus der Wärme in die Kälte gebracht worden sind. Das zeigt die obige kleine Tabelle, welche in folgender Weise hergestellt ist. Ich habe von Tieren, welche sich in einer Temperatur von 25° C geteilt haben, eines abgetötet, das andre in einer Temperatur von 14° C weiter kultiviert und erst z. B. nach 1 Stunde abgetötet. Nach demselben Verfahren habe ich Material von vielen Zwischenmomenten von einer Teilung der Zelle bis zur nachfolgenden konserviert. Die Messungen ergaben eine ziemlich rasche Steigerung der Kern- größe (siehe die Kurven Fig. 16), was dafür spricht, daß der Kern nicht nur funktionell, sondern auch unter dem direkten Einfluß der Temperatur wächst, bis er ein bestimmtes Verhältnis zum Protoplasma erreicht. Infolgedessen steigt die Kernplasmarelation nicht so rasch zugunsten des Protoplasmas, wie das der Fall ge- Experimentelle Zellstudien. 305 ir Frontonien von einer Temperatur von 25° C in eine Temperatur von 14° C. Kern Kernplasmarelation Koefficient Koefficient Wachstum des des Dimension Volumen Plasma- Kern- der 1 peratur b° C. i h nacli d Teilung Temperatur 14° C. Temperatur 25° C. gleich nach der Teilung Temperatur 14° C. Temperatur 25° C. gleich nach der Teilung Temperatur 14* C. Wachstums * Ausgangs- punkt 1,00 Wachstums Ausgangs- größe 1,00 Kernplasma- relation = 43 L = 40 Vk= 8127 Vk = 11 000 60,9 51,1 1,13 1,35 0,81 ] = 21 Br = 25 = 9 D = 11 ' =43 L = 51 Vk = 10 188 Vk =12 750 59,77 48,2 1,01 1,24 0,76 53 II Br = 25 = 9 I) = 9 wesen wäre, wenn das Infusor bei der Temperatur von 25° C weiter kultiviert worden wäre, in welch letzterem Falle zur Erreichung der Kernplasmaspannung bei der Teilung der Zelle nur das funktionelle Kernwachstum in Betracht kommen würde. Die Zelle muß daher bei Erniedrigung der Temperatur längere Zeit funktionieren, bis sie zu der Kernplasmaspannung kommt, welche die Teilung verursacht. Um diesen Punkt zu erreichen, muß das Plasma, der stärkeren Größenzunahme des Kernes gemäß, mehr an Größe anwachsen, als dies der Fall bei der konstanten höheren Temperatur ist. Das Plasma- wachstum muß einem aus zwei Ursachen bedingten Wachstum des Kernes gerecht werden. Die Zelle wird infolgedessen eine beträcht- lich höhere Teilungsgröße erreichen. Die Vergrößerung der Zelle, wenn sie von einer höheren in eine niedere Temperatur gebracht wird, erfolgt deswegen nicht allmählich, erst nach mehreren abge- laufenen Teilungen, sondern dieselbe zeigt schon bei der ersten Tei- lung die für die gegebene Temperatur normale Teilungsgröße. Ist diese einmal erreicht, so erfolgt das Zellwachstum bei den späteren Teilungen auf die schon eingehend besprochene Weise. Dieses rasche Reagieren der Zelle auf die Temperaturänderungen geht auch aus den Versuchen Peters und Marcus’ an Seeigeleiern deutlich hervor. Diese Versuche zeigen nämlich, daß die gleich nach der Befruchtung in verschiedene Temperaturen gebrachten Seeigel- eier schon in den ersten Teilungsstadien große Unterschiede in bezug auf die Teilungsgeschwindigkeit und die Größe der Zellen aufweisen. So z. B. bekam 3y2 Stunden nach der Befruchtung Peter von den 306 Dr. Methodi Popoff Eiern von Sphaerechinus granularis bei einer Temperatur von 25° C acht Zellen; bei einer Temperatur von 16,75° C zwei Zellen mit Diaster, bei 14° C zwei Zellen mit ruhendem Kern usw. 7 Stunden nach der Befruchtung waren die Eier von Strongylocentrotus lividus bei den Versuchen Marcus’ in einer Temperatur von 9° C bis zur großzelligen Blastula, in 17° — 19° C zur kleinzelligen Blastula und in 22° C zur Gastrula vorgeschritten. Dieses Resultat ist auf fol- gende Weise zu erklären. Jede Eizelle besitzt im Verhältnis zum Plasma einen auffallend kleinen Kern. Das Ei befindet sich infolge- dessen in einer sehr starken Kernplasmaspannung, welche die auf- einanderfolgenden Furchungsteilungen bedingt. Auf diesen Zustand des Eies hat zuerst R. Hurtwig hingewiesen. Bringt man solch ein Ei in die Kälte, so wächst der Kern auf einmal stark und die Kern- plasmaspaunung der Eizelle wird deswegen vermindert. Dieser Um- stand beschränkt die Zahl der Furchungsteilungen entsprechend der Temperaturerniedrigung. Da dem Ei die Fähigkeit der Vergrößerung seiner Plasmamasse nicht zukommt, so ist ein weitergehender Ver- gleich mit den Vorgängen, welche durch die Wirkung der Kälte sich in einer gewöhnlichen Zelle abspielen, nicht möglich. Wichtig für uns in diesem Falle bleibt aber die rasche Einwirkung der Tem- peratur noch auf die ersten Furchungen des Eies. Viele Beweise für das rasche Reagieren der Zelle auf die Ein- wirkung der Temperatur zeigen ferner meine Experimente mit Stylo- nychia mytilus und Dileptus gigas , auf die ich gleich eingehen will. III. Ist eine »Nachwirkung« der Temperatur bei der Zellteilung vorhanden? a) Experimente an Dileptus gigas. Die vorher angeführten, durch Experimente und Messungen an Frontonia leucas gewonnenen Angaben stellen die rasche Einwirkung der Temperatur auf die Größe der Zelle und infolgedessen auf ihre Teiluugsgeschwindigkeit außer jedem Zweifel. Diese Befunde finden ihr vollkommenes Gegenstück in den Experimenten, die ich 1 Jahr vorher (1906) Uber den Einfluß der Temperatur auf die Teilungsge- schwindigkeit der Infusorien an Dileptus gigas und Stylonychia myti- lus ausgeführt habe. Mit diesen Experimenten wollte ich damals die Frage nachprüfen, ob nicht beim Wechsel der Existenzbedingungen (Wärme, Kälte) eine Nachwirkung der Temperatur, bei welcher die Infusorien lange Zeit vorher kultiviert worden sind, auf die Teilungs- Experimentelle Zellstadien. 307 rate der Tiere zu konstatieren ist. Würde das letztere der Fall sein, dann wäre anzunehmen, daß die Wirkung der Temperatur auf die Vergrößerung des Kernes, folglich auch auf die Vergrößerung der Zelle nicht gleich einsetzt, sondern langsam und stufenweise vor sich geht. Die Teilungsrate und die Teilungsgröße der Zelle würde in diesem Falle erst nach vielen Teilungen und ganz allmählich in die definitive Teilungsrate und Größe der Zelle, die hei der gegebenen Temperatur normalerweise anzutreffen ist, übergehen. Würde sich alles das experimentell nachweisen lassen, dann würden alle die Prozesse einen eklatanten Fall von Nachwirkung der Temperatur auf die Teilungs Vorgänge der Zelle liefern, gleichzeitig aber würden die an Frontonia gewonnenen Resultate eine unerklärliche Ausnahme- stellung einnehmen, was von vornherein unwahrscheinlich ist. Als ein geeignetes Infusor für die Entscheidung dieser Fragen erschien Düeptus gigas schon deswegen, weil durch die früheren Ver- suche R. Hertwigs die Züchtungsbedingungen und die außerordent- liche Vermehrungskraft von Dileptus gut bekannt waren. Düeptus gigas Duj. ist ein großes (Länge 0,5—1,00 mm, Breite 0,1 — 0,120 mm), wurmförmig ausgezogenes Infusor. Das erste Viertel des Körpers ist zu einem Rüssel verlängert, an dessen Basis die mit einem starken Reusenapparat versehene Mundöffnung ange- bracht ist. Im Körper sind zahlreiche (meist zu Hunderten zählende) Kerne verstreut. Das Tier ist außerordentlich gefräßig. Als Nahrung dienen andere Infusorien, hauptsächlich Stentor coentleus, mit wel- chem ich meine Z>«7ep7ws-Kulturen fütterte. Die Experimente habe ich in folgender Weise angestellt. Die mit drei Exemplaren angesetzte Hauptkultur habe ich unter aus- giebiger Fütterung in einem Thermostat von 261/2—21° C geführt. Nachdem die Tiere 10 Tage in dieser Temperatur verblieben waren und sich stark vermehrt hatten, habe ich an einzelnen Tieren die Teilungsrate bestimmt. Am 10. VI. 06, 9h Vorm, wurde ein Tier herausgenommen und unter reichlicher Nahrung weiter kultiviert. » 11. VI 06, IO'1 » 8 Tiere — reduziert auf 2. » 12. VI. 06, 10h » 14 , » 13. VI. 06, 10h » 16 > » » usw. Diese Zahlen ergeben drei Teilungen in 24 Stunden. Über die Beeinflussung der Teilungsrate durch die Temperatur habe ich zuerst die folgenden Orientierungsversuche angestellt. 308 Dr. Methodi Popoff Am 14. VI. 06, 9h Vorm., ein Tier von der Wärmekultur 26> 2° C in Temperatur 17° — 18° C gebracht. » 15. VI. 06, 9h 30 » 1 stark ausgewachsenes Tier, noch nicht geteilt. » 16. VI. 06, 9h 30 » 2 » ausgewachsene Tiere. i 17. VI. 06, 9h » 4 » » 18. VI. 06, 9h » 10 Tiere, die Kultur auf 8 Tiere reduziert. » 19. VI. 06, 12>> Mittag, 17 » 8 » > 20. VI. 06, llh Vorm., 16»»» »8» » Diese Versuche zeigen, daß bei einer Temperatur von 17 — 18° C die Tiere sich einmal in 24 Stunden teilen. Darauf habe ich die Tiere bei einer Temperatur von 20 — 21°C kultiviert. Am 21. VI. 06, 10h 45 Vorm., 28 Tiere, auf 8 Tiere reduziert. » 22. VI. 06, 10h » 21 sehr stark ausgewachsene Tiere, auf 8 Tiere reduziert. » 22. VI. 06. 51* Nachm., 16 ausgewachsene Tiere. » 23. VI. 06, 9h Vorm., 30 stark ausgewachsene Tiere, auf 8 Tiere reduziert » 24. VI. 06, 21/2h Nachm., 32 Tiere, auf 8 Tiere reduziert. » 25. VI. 06, 9h Vom., 16 sehr stark ausgewachsene Tiere, auf 8 Tiere reduziert. » 26. VI. 06, 9'/2h Vorm., 28 ausgewachsene Tiere. Aus diesen Zahlen ergibt sich, daß bei einer Temperatur von 20 — 21° C die Kultur sich mehr als 1 J/ 2 mal in 24 Stunden teilt. Diese Versuche zeigen außerdem, daß die Temperatur sofort auf die Teilungsrate einwirkt, und das sowohl bei der Erhöhung wie auch beim Sinken der Temperatur. Die von 26 ‘/2° C in eine Tem- peratur von 17 — 18° C gebrachten Tiere zeigten schon am 1. Tage eine beträchtlich niedere Teilungsgeschwindigkeit (einmal in 24 Stun- den), welche sie auch später bei derselben Temperatur beibehielteu. Um diese Ergebnisse weiter zu stützen, habe ich folgende Parallelversuche gemacht. Ich habe zwei gleich große Tiere aus der Hauptwärmekultur genommen, oder um die Befunde noch sicherer zu gestalten, bei vielen Versuchen zwei von einer und der- selben Teilung stammende Tiere verwandt. Das eine von diesen habe ich bei derselben Temperatur weiter getrennt kultiviert, das andre in eine Temperatur von 22° C gebracht. Ich habe möglichst kleine Temperaturdifferenzen genommen (nur 4y2 — 5° C), da bei zu großem Temperaturunterschied eventuell der Einwand gemacht wer- den könnte, daß durch das plötzliche Übertragen von 27° C in z. B. 14° C die Tiere geschädigt werden können. Ich habe außerdem fiir Experimentelle Zellstudien. 309 sonst möglichst gleiche Existenzbedingungen der betreffenden Versuchs- tiere gesorgt. Die Tiere habe ich in gleich großen Uhrschälchen, in gleicher Quantität und Qualität von Wasser und bei peinlich gleicher Nahrungsmenge (ich habe immer die gleiche Zahl von Stentor coemleus den beiden Versuchstieren zugesetzt) kultiviert. Die Ergebnisse dieser Experimente sind in der Tabelle S. 310 zusammengestellt. Wie aus der Tabelle gleich zu ersehen ist, ist die Differenz in der Teilungsrate schon vom ersten Tag scharf ausgesprochen. In diesen Fällen, wo eine gleich große Zahl von Tieren gezählt worden ist (Versuche Nr. 5, 10, 11, 13), zeigten die Tiere erhebliche Größen- differenzen. Die in der Wärme standen gewöhnlich unmittelbar vor der Teilung, dagegen waren die Tiere in der niedrigen Temperatur durchschnittlich kleiner und noch weit von der Teilung entfernt. Die bei solchen Fällen an demselben Nachmittag gemachten Zählungen zeigten immer, daß die Tiere in der Wärme schon geteilt waren, dagegen die in der niederen Temperatur noch nicht (siehe Versuche 5, 4, auch 3). Die in den Versuchen 5, 4, 3 usw. zu beobachtende Übereinstimmung in den ersten Zahlen ist durch den ungeeigneten Zeitpunkt der Zählung entstanden. Am 2. Tag wurden gewöhnlich infolge des größeren Zeitraums und der höheren Zahl der Tiere diese Mißstände ausgeglichen, und es trat deutlich die große Differenz in den erreichten Zahlen bei den zwei verschiedenen Temperaturen ein. Z. B. bei der höheren Temperatur haben wir 61, 27, 27, 27, 28, 34, 29 I I I I I I I usw. niederen Temperatur ... 26, 16, 10, 8, 12, 7, 7 Diese Differenz wuchs nun am 3. Tage nach dem Einstellen des Experimentes enorm, z. B. in der höheren Temperatur 84, 251, 67 I I I in der niederen Temperatur 12, 26, 14. Meistens habe ich die Experimente schon am 2. Tag eingestellt, da die Eichtung der weiteren Entwicklung derselben ohne jeden Zweifel vorauszusehen war. Die Ergebnisse dieser Experimente bestätigen die gewonnenen Kcsultate bei den früher besprochenen Orientierungsversuchen an Dileptus und gleichzeitig damit auch die Befunde an Frontonia leucas. Bei Dileptus mußte ich mich auf diese Versuche beschränken, da eine genaue Feststellung der Kernplasmaverhältnisse bei diesem Infusor unmöglich ist. Die ausgezogene Körperform und die erheb- Archiv f. Zellforschung. I. 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Dr. Methodi Popoff uß der Temperatur auf die Teiluugsrate von Dileptus gigas Duj. Resultate Temperatur tiere 1. Tag 2. Tag 3. Tag Bemerkungen 26i/,° C. gleich 4 15 61 61 22° C. große 3 8 26 26 Tiere 27° C. gleich 7 27 27 22° C. große 4 16 16 Tiere 27° C. Tochter- Vorm. Nachru. O O O CM tiere 2 4 10 84 84 1 2 noch klein 4 12 12 Die Versuchs- kultur 10 Tage 27° C. Tochter- 4 8 28 251 251 in Temperatur 20° C. tiere stark aus- ausge- 201/2° c. gewachsen wachsen 3 3 7 26 26 sehr klein stark aus- gewachsen 27° C. Tochter- 1 2 14 67 67 20° C. tiere stark aus- stark aus- gewachsen gewachsen 1 2 6 14 14 noch klein noch klein 27° C. gleich 6 27 27 20° C. große 4 10 10 Tiere ' 273/40 C. gleich 2 24 24 Die Tiere für die 21° C. große Tiere gerade vor der Teilung 9 folgenden Ex- 4 9 perimente sind noch klein 1 Monat in Tem- peratur 27 0 C. 273/4" c. Tochter- 6 28 28 gewesen. 21" C. tiere 2 3 3 Der Versuch Nr.S ist als miß- 273/4" c. gleich 27 27 lungen zu be- trachten. 21° C. große 3 8 8 Tiere 273/4° c. gleich 1 13 13 21" C. große 1 4 4 Tiere 263/4° C. Tochter- 4 28 28 211/.," C. tiere sehr stark ausgew. 4 klein 12 12 Experimentelle Zellstudien. 311 Nummer Datum Temperatur Versuchs- tiere 1. Tag 1 2. Tag 3. Tag Resultate Bemerkungen 12 8. VII. 06 263/4° C. Tochter- 4 34 34 211/2° c. tiere 2 7 7 13 8. VII. 06 261/4° c. Tochter- 2 17 17 21i/2° C. tiere vor der Teilung 2 8 8 stark ausgewachsen 14 8. VII. 06 263/4° C. Tochter- 4 29 29 211/,° C. tiere 2 7 7 15 11. VII. 06 273/4° c. Tochter- 4 17 17 21i/,° C. tiere 2 4 4 Bei diesen Ver- suchen war das Futter nicht be- 16 11. VII. 06 273/4° c. Tochter- 4 18 18 sonders reich- 211/2° c. tiere 2 7 7 lieh, aber in - gleicher Menge 17 11. VII. 06 273/4° c. Tochter- 4 27 27 den Versuchs- tieren zugesetzt. 211/2" c. tiere 2 8 8 liehe Zusammenziehung des Tieres beim Fixieren machen die Mes- sungen des Plasmavolumens fast unmöglich. In noch größerem Maße treten die Ungenauigkeiten bei der Messung der Kernmasse auf, da immer wenigstens Dutzende von kleinen Kernchen vorhanden sind. Um das bei Bileptus Versäumte nachzuholen, habe ich in der- selben Richtung mit einem für Messungen etwas günstigeren Infusor — Stylonychia mytilus — experimentiert. b) Experimente und Messungen an Stylonychia mytilus (0. F. Müll.). Stylonychia mytilus ist ein hypotriches Infusor mit fast ovalem Körper. Die eine Seite desselben, auf welcher der Mund liegt (die Bauchseite) ist kaum gewölbt, fast dach, die Rückenseite dagegen zeigt eine starke Wölbung. Das Tier besitzt zwei stäbchenförmige Makronuclei, von welchen je eines in der vorderen und hinteren Hälfte des Körpers gelegen ist. Jedem Makronucleus liegen zwei Mikronuclei an. Das Tier kultivierte ich in Uhrschälchen bei ver- schiedenen Temperaturen: 25° C, 17 — 19° C, 14° C und 10° C. Wie zu ersehen, zeigte nur die Zimmertemperatur (17 — 19° C) kleine Schwankungen, die andern blieben immer konstant. Ich habe auch bei Stylonychia für eine ausgiebige Fütterung gesorgt. Dieselbe er- folgte mit Colpidium, das ich in großen Mengen züchtete. Die Ver- suchsanordnung blieb dieselbe wie bei Bileptus. 21* 312 l)r. Methodi Popoff Zuerst habe ich die Teilungsgeschwindigkeit von Stylonyclna bei den verschiedenen Temperaturen bestimmt. Zu diesem Zwecke habe ich nur solche Tiere benutzt, welche wenigstens 2 Wochen laug in der betreffenden Temperatur kultiviert waren. Diese an und für sich unnötige Vorsicht habe ich nur darum angewandt, um etwaigen Einwänden vorzubeugen. Es könnte nämlich behauptet werden, daß, abgesehen von den eindeutigen Resultaten bei Dileptns und Frontonia, trotzdem beim langen Verbleiben der Tiere in einer gegebenen Temperatur weitere Verschiebungen in der Teilungsrate Vorkommen können. Von den vielen Versuchen, wTelche ich zur Bestimmung der Teilungsrate angestellt habe1), führe ich hier nur einzelne an, da alle im wesentlichen nichts Neues geben. Temperatur 25° C. Datum Stunde Zahl der Tiere Redu- ziert. auf Zahl der Teilungen Datum Stunde Zalil der Tiere Redu- ziert auf Zahl der Teilungen 17. IY. 06 11 Vorm. 1 23. IV. 06 12 Mittag 1 18. IV. 06 11 Vorm. 4 2 2 24. IV. 06 11 Vorm. 8 8 3 19. IV. 06 12 Mittag 16 9 3 25. IV. 06 9 Vorm. 30 10 2 20. IV. 06 11.30 Vorm. 68 3 1 26. IV. 06 2 Nachm. 92 10 3.15 , 27. IV. 06 1 Nachm. 80 10 3 Temperatur 25° C. Datum Stunde Zahl der Tiare Re- duziert anf Zahl der Teilungen 23. IV. 06 11 Vorm. 1 24. IV. 06 10 Vorm. 8 6 3 25. IV. 06 10 Vorm. 30 14 2,25 26. IV. 06 2 Nachm. 93 10 eil. 3 27. IV. 06 1 Nachm. 90 10 3.12 28. IV. 06 2 Nachm. 60 10 2,5 29. IV. 06 1.1S Nachm. 62 10 2,5 30. IV. 06 11 Vorm. 63 10 2,5 | schwache 1. V. 06 11 Vorm. 36 10 1.8 | Depression 2. V. 06 11 Vorm. 51 10 2,25 3. V. 06 12 '/2 Nachm. 72 10 2,8 Temperatur 17° C. Zahl der Tiere Re- duziert auf Zahl der 1 Teilungen - 10 \ Am 2. V. wurde dies. 22 25 10 1,1 1.25 ( Zählkultur mit zehr l Tieren von der Kul ' tur 25° C. angelegt i) Fast bei jeder Temperatur :25°C, 17 — 19° C und teilweise bei 10° C) habe ich 5 Monate lang Zählkulturen geführt, welche ich für meine Arbeit über den Depressionszustand der Protozoen brauchte. Experimentelle Zellstudien. 313 Aus den angeführten Zahlen geht deutlich hervor, daß sich Stylonychia mytilus bei einer Temperatur von 25° C fast dreimal in 24 Stunden teilt. Die kleinen Schwankungen, welche man in den gewonnenen Zahlen bemerkt, sind größtenteils auf die verschiedenen Stunden, in welchen ich die Zählungen vorgenommen habe, zurück- zuführen. Mit der Erniedrigung der Temperatur sinkt auch die Teilungs- geschwindigkeit, wie aus der folgenden Tabelle zu entnehmen ist. Temperatur 17—19° C. Datura Zahl der Tiere Re- duziert auf Zahl der Teilungen Datum Zahl der Tiere | Re- duziert auf Zahl der Teilungen 12. IV. 06 1 12. V. 06 19 ! 10 0,9 13. IV. 06 4 4 2 13. V. 06 34 10 0,7 14. IV. 06 12 10 1,5 14. V. 06 34 10 1,7 15. IV. 06 24 10 1,2 15. V. 06 36 10 1,8 16. IV. 06 30 10 1,5 16. V. 06 33 10 1,65 17. IV. 06 28 10 1,4 17. V. 06 22 10 1,1 18. IV. 06 25 1 1,25 18. V. 06 20 10 1 19. IV. 06 4 4 2 19. V. 06 19 10 0,9 20. IV. 06 14 10 1,8 20. V. 06 22 10 1,1 21. IV. 06 27 10 1,35 21. V. 06 32 10 1,6 22. IV. 06 32 10 1,6 22. V. 06 29 10 1,45 23. IV. 06 35 1 1,75 23. V. 06 16 10 0,6 24. IV. 06 3 3 1,5 24. V. 06 18 10 0,8 25. IV. 06 7 7 1,17 25. V. 06 19 10 0,9 26. IV. 06 17 10 1,2 26. V. 06 22 10 1,1 27. IV. 06 17 10 0,7 27. V. 06 28 10 1,4 28. IV. 06 21 10 1,05 28. V. 06 21 10 1.05 29. IV. 06 21 10 1,05 29. V. 06 13 10 0.3 30. IV. 06 32 10 1,8 30. V. 06 12 10 0,2 Depressions- 1. V. 06 18 10 0.8 31. V. 06 13 6 0,3 zustand 2.V.06 11 10 0,1 Depressions- l.VI. 06 6 4 0 3.V.06 15 10 0,5 zustand 2. VI. 06 7 '7 0,7 4.V.06 18 10 0,8 3. VI. 06 17 10 1,2 6. V. 06 21 10 1,05 4. VI. 06 26 10 1,3 6. V. 06 27 10 1,35 5. VI. 06 27 10 1,35 7.V.06 22 10 1,1 6. VI. 06 30 10 1,5 8. V. 06 19 10 0,9 7. VI. 06 31 10 1,55 9. V. 06 21 10 1,05 8. VI. 06 34 10 1,7 10. V. 06 20 10 1 9. VI. 06 23 10 1,15 11. V. 06 25 10 1,25 10. VI. 06 23 10 1,15 314 Dr. Methodi Popoff Oder es teilen sich die Tiere in der Temperatur von 17 — 19° C (Zimmertemperatur) ca. iy2mal in 24 Stunden. Wird die Temperatur noch stärker herabgesetzt (14° C), so teilen sich die Tiere lmal in 30 Stunden, um bei 10° C auf 1 Tei- lung in 48 — 50 Stunden herabzusinken, wie die folgende Tabelle es deutlich zum Ausdruck bringt. Temperatur 10° C. Datum Stunde Zahl der Tiere Re- duziert auf Zahl der Teilungen 26. IV. 06 10 Vorm. 10 27. IV. 06 10 Vorm. 12 10 0.2 ausgewachsen 28. IV. 06 10 Vorm. 11 10 0.1 stark ausgewachsen 29. IV. 06 10.30 Vorm. 13 10 0,3 30. IV. 06 9.30 Vorm. 16 10 0,6 l.V. 06 9.30 Vorm. 16 10 0,6 2.V. 06 9 Vorm. 18 10 0,8 noch klein 3. V. 06 10 Vorm. 11 10 0,1 4. V. 06 10 Vorm. 18 10 0,8 5. V. 06 9. 30 Vorm. 10 10 0,0 6. V. 06 9. 30 Vorm. 11 10 0,1 stark ausgewachsen 7.V.06 9.30 Vorm. 17 10 0,7 noch klein 8.V.06 11 Vorm. 15 10 0,5 9. V. 06 2.30 Nachm. 13 10 0.3 10. V. 06 10 Vorm. 13 10 0,3 ausgewachsen und in Teilung 11. V. 06 12 Mittag 11 10 0,1 stark ausgewachsen 12. V. 06 9.3° Vorm. 19 10 0.9 noch klein 13. V. 06 IO.33 Vorm. 11 10 0,1 14. V. 06 9.30 Vorm. 21 10 1,05 15. V. 06 8.45 Vorm. 16 10 0,6 Die Tempera- 16. V. 06 8.3° Vorm. 16 10 0,6 tur bis zu 17. V. 06 8. 15 Vorm. 15 10 0,5 13° C. ge- 18. V. 06 8.30 Vorm. 18 10 0,8 stiegen. 19. V. 06 8.15 Vorm. 17 10 0.7 kleine Tiere 20. V. 06 9 Vorm. 14 10 0,4 Vom 26. IV. bis zum 11. V. ist in der letzten Tabelle ein perio- disches Sinken und Ansteigen der Teilungsgeschwindigkeit wahrzu- nehmen. Dies ist dadurch bedingt, daß nur fünf bis acht von den zehn Tieren, auf welche Zahl ich die Kultur jeden Tag reduzierte, so ziemlich in ihrer Teilung zusammentrafen, die andern dagegen sich Experimentelle Zellstudien. 315 in den dazwischen liegenden Zeitintervallen teilten. Bei der lang- samen Teilungsrate und bei der jeden Tag erfolgenden Zählung der Kultur kommt es zu einem anscheinend wellenförmigen Verlauf der Teilungsgeschwindigkeit. Vom 14. V. bis 20. V. habe ich die Tem- peratur dieser Versuchsreihe bis zu 13 — 14° C steigen lassen. Es wurde gleich darauf eine Steigerung der Teilung bemerkt. Bei dieser Temperatur teilten sich die Tiere lmal in ca. 34 Stunden. Hand in Hand mit dem Herabsinken der Teilungsrate wächst die Teilungsgröße der Tiere. Zur Bestimmung derselben habe ich die gleichen, oben besprochenen Kulturen benutzt. Ich habe immer Tiere gleich nach der Teilung abgetötet (Pikrinessigsäure, Borax- Karmin) und gemessen, da in diesem Stadium, wie die Messungen an Frontonia zeigen, die Tiere ganz genau vergleichbar sind. Die Messungen habe ich mit schwachen Systemen (Ocul. 2, Objekt. 3, Tubuslänge 170) ausgeführt. Ich habe hauptsächlich zwei Dimen- sionen — Länge und Breite — sowohl vom Plasma wie vom Kerne genommen. Erst nachdem ich auf diese Weise die mittlere Größe für jede Temperatur gefunden, habe ich je fünf mittelgroße Tiere auch der Dicke nach gemessen. Ich wurde zu diesem Verfahren dadurch veranlaßt, daß es äußerst schwierig ist, die Tiere auf die Kante des Körpers (die dritte Dimension) einzustellen, und dann, weil es infolge der Unregelmäßigkeit des Körpers von Stylonychia nahezu unmöglich ist, ganz präzise Messungen der Dicke nach vor- zunehmen. Auch bei Stylonychia habe ich, wie das der Fall bei Fron- tonia war, nach den aufgenommenen Messungen, den Körper und den Kern bis zum Parallelopiped vervollständigt. Da es sich hier auch um Relationen handelt, beeinflußt dieses Ausrechnungsver- fahren die Resultate weiter nicht. Ich möchte nur bemerken, daß bei dieser Ausrechnung das Kernplasmaverhältnis weit über die wirkliche Relation zugunsten des Plasmas ansteigt, da der Kern seiner Form nach weniger von der Parallelopipedform ab weicht als das Plasma. In den folgenden drei Tabellen habe ich die einzelnen Messun- gen über das Variieren der Größe des Kernes und des Plasmas bei einer Temperatur von 25° C, 10° C und Zimmertemperatur (17° C bis 19° C) zusammengestellt. Dr. Methodi Popoff 31 G Temperatur 25° C. Nr. Körper Länge1) Breite1) Kern Länge1) Breite1) 1 10 7 2 2i/s 1 2 llJ/a 8*/s 23/4 3 3 11 Va 81/2 22/3 23/4 4 HV2 8 3 23/4 4' H1/2 8‘/s 2Vs 21/4 5 103/4 8 21/2 3 6 111/2 8 3 3 7 11 Vs 9 21/s 23/4 8 10 81/2 23/4 3 9 12 8Vs 3 3 10 12 9 2Vs 23/4 11 12 83/* 23/4 3 12 II1/2 8‘/s 3 3'/4 13 HV2 81/2 2 Vs 21/3 14 II1/2 8 Vs 23/4 31/3 15 11 Vs 9 31/2 31/2 16 llVs 9'/3 2i/s 23/4 17 12 9 2% 31/4 18 12 9 31/3 3 19 11 8 23/4 23/4 1 1 I ] IVs 1 1’ 5 1 IVe 1 1 1 4/s 4/s IVs IVs IVs l‘/4 1 4/s IVs IVs IVs 1 1 4/s IVs 4/s IVs 1 1 3/4 3/4 3/4 1 1 1 4/s 1 1 1 Nr. Körper Kern Länge Breite | Länge Breite 3 1 20 103/4 8V3 21/3 1 2Va 1 21 m/s 8 23/4 1 24/s 1 22 111/2 9 31/4 1 23 111/2 9 3 3 4/s 1 23/4 1 24 11V2 9 31/3 4/s 11.4 8.17 2.73 1.04 2.90 0.94 Kultur A 7 V. 06: . 23/4 1 25 IO1/2 7 Vs 23/4 1 2* 2/s 1 26 91/s 7 2V3 1 21/3 1 27 91/2 71/2 23/4 1 22/3 3/4 28 IO1/2 8 2*/s 1 2i/s 1 29 11 7 22/3 1 21/3 1 30 10 7 22/3 1 2i/o 1 31 10 6 21/2 1 2 1 32 91/s 7 2 1 21/2 1 33 10 6 21/s 1 21/3 1 34 9 6 22/3 1 21/2 1 35 10 63/4 3 3/ 4 11.45 6.88 2.47 0.98 2.57 0.98 *) In Teilstrichen des Ocularmikrometers ausgedrückt. 2j Die Dimensionen der zwei Kerne: des vorderen und des hinteren. Experimentelle Zellstudien. 317 Nl. Körper Kern l'j Länge j Breite j Länge | Breite Kultur B 30. IV. 06: 36 10 6 27s 2 1 1 37 10 672 2 27s 1 1 38 10 672 27.3 2 1 1 39 9 7 2 27s 1 1 40 9‘/2 6 2 27s 1 1 41 9 6 273 273 1 1 9.57 6.3 2.83 1 2.90 1 Kultur B 28. IV. 06: 42 10 6 21/2 21/2 43 10 61/ 2 21/3 21/3 44 972 6 2 2 45 10 61/2 272 21/2 46 10 6 2 2 47 9 6 2 273 48 97a 6 21/2 2 49 9 61/2 21/e 2 50 10 6 272 2 51 10 6 2 273 52 9 51/2—6 2 2 53 10 6 21/2 2 54 97s 61/3 2 272 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite 55 91/2 6 272 2 1 1 56 9 6 2 2 1 1 57 9 61/2 2 272 1 1 58 10 7 274 272 1 1 59 91/2 7 273 21/2 1 1 60 10 7 2 21/2 1 1 61 9 61/2 21/2 21/3 1 1 62 9 6 21/3 21/2 1 1 63 9 61/2 2 272 1 1 9.52 6.26 2.26 1 2.26 1 Kultur C 3. V. 06: 2'/3 1 64 10 7 21/2 1 l1/.. 1 65 9 7 I1/2 1 2 1 66 10 7 2 1 27o 1 67 10 61/3 2 1 21/2 1 68 10 61/2 2 1 21/3 1 69 101.2 6i/2 273 1 27, 1 70 10 6 21/2 1 21/3 1 71 10 6 2 1 2 1 72 91/3 6i/a 2 1 9.76 7.41 2.2 1 2.09 1 318 Dr. Methodi Popoff ~ Körper Kern Länge | Breite Länge j Breite Kultur C 12. V. 06: 73 10 7 3 2*/3 74 9 71/2 2 21/3 75 8 61/2 2 2 76 8*/> 61/2 2 21/2 77 9 Vs 6i/2 21/4 21/2 78 81/2 62/3 2'/3 21/2 79 9 61/2 2 21/2 80 9 7 22/3 21/2 81 9 61 2 21/2 2i 2 82 8 ys 6V2 21/2 2'/3 83 9 71/2 2i/o 22/3 84 9 7 21/2 21/2 85 91/2 7 21/2 2 86 9 7 21/2 3 87 10 7 2 3 88 9 7 21/4 21/4 89 9 7 3 3 90 9 7 2 3 91 9 7 21/2 22/3 1 1 1 4/5 1 1 1 4/5 1 1 1 1 1 1 3/< 3U 1 4/ö 4/5 1 Vö 4/r, 4 - / o 1 5/6 1 5/e 4/5 1 5/e 1 1 4/s 4/s 1 4/s 5/e 4/ö Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite 92 9 7 2 3 1 1 93 93/4 7 3 21/3 4/o 4/s 94 8 6V2 2 21/3 1 4/5 95 8 61/2 2 2 1 4/5 96 9 7 22/3 2*/ 2 1 1 97 81/2 7 2 22/3 1 1 98 91/2 7 13/4 2 1 1 99 9 7 21/4 3 1 4/5 100 8 61/2 2 21/4 1 1 101 8 6V2 21/2 l4/5 1 11/3 102 83/4 7 21/3 21/4 4 - /o 1 103 91 2 7 2 21/2 1 4/s 104 8i , ' ' 7 22/3 21/3 1 1 8.90 6.86 2.31 0.93 2.44 0.91 Kultur D 11. V. 06: 105 10 7 21/3 21/2 1 4/5 106 91/2 7 2 22/3 1 4 5 107 9'/2 7 21/8 21/3 1 1 108 9 7 21/4 21/2 1 4/5 9.5 7 2.23 1 2.50 0.85 Experimentelle Zellstudien. 319 Temperatur 17— 19° C. Kultur M 7. V. 06. Körper Kern Länge j Breite Länge 1 12 872 3 22/3 872 3 21) 10i/2 22/3 31) IO1/2 81/3 272 3 83/4 23/4 4 11 3 5 11 9 22/3 3 91/2 3 6 11 23/4 3 7 1172 9 21/2 8 11 9 3 3 2>/o 9 113/4 81/2 3 10 113/4 83/4 23/4 22/3 11 11 9 273 3 12 1* 9 374 374 3 13 11 9 3 14 12 81/2 3 3 löi) 11 97, 373 3 16i) 11 91/2 3 31/2 17 3 12 9 23/4 18 1172 9 374 3 19 1172 83/4 3 375 20 1172 81/2 21/2 23/4 21 ll‘/2 8 273 21/2 Breite 1 1 1 1 IV» 173 1 1 1 1 1 175 1 17s l l 175 1 175 175 17s 17s l l l l 17s 1^5 1 1 1 1 174 175 1 1 17s 1 174 1 17s l Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite 22 1172 8I/2 23/4 21/2 174 174 23 12 9 374 3 1 1 24i) 11 9 21/3 21/3 175 1 25 1) 11 9 31/4 3 1 1 26 ll’/3 9 21/2 3 1 1 27 11 81/2 23/4 3 1 17ä 28i) H1/2 87s 23/4 23/4 1 1 29i) H1/2 8 3 23/4 1 175 30 H1/2 8 23/4 21/2 175 175 31 12 8 1/2 23/4 23/4 175 175 32i) IH/2 81/2 3 3 1 4/& 33 1) lli/o 8V5 272 272 1 1 34 1) IH/2 9 23/4 3 175 1 35 1) 11 9 31/3 3 4/5 1 36 1 lli/a 8 21/2 3 11/5 175 37 11 872 23/4 3 4/s 1 38 ! 12 9 3 3 4/5 1 39 113/4 873 21/2 3 17e 175 40 111/2 9 275 3 175 1 11.39 8.74 2.83 1.07 2.90 1.07 i) Tochtertiere. 320 Dr. Metkodi Popoff Temperatur 10° C. Nr. Körper Kern Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite Länge Breite Länge Breite 1 12 8 21/2 21/2 1V2 1V2 23 14 8'/2 22/3 3 11/2 173 2 14 9 21/2 3 1V2 1V4 24 131/2 91/4 3 21/2 17s 174 3 14 9 3 3 IVa lr3 25 12 9 3 3 175 175 4 121/2 9 3 31/4 1 11/2 26 122/3 9 273 27s 172 ll/o 5 12 10 3 31/3 l‘[3 1V3 27 12 8 3 3 1 1 6 131/2 91/0 3 3 1V2 1V3 28 13 91/4 3 31/4 1 1 7 13i/o 8V3 23/4 3 H/2 11/2 29 131/2 81/2 31/4 31/, 173 173 8 131/2 9 3 3 11/2 1V3 30 131/2 9 27-2 21/2 172 174 9 14 9 3 31/2 1V3 IV* 31 13 9 3 3 ll/o 173 10 131/2 9 3 3‘/4 174 1V3 32 121/a 9 274 23/4 172 ll/o 11 13 9 3 3 11/2 11/2 33 121/a 9 3 3 ll/ä ll/o 12 121/2 9 3 23/4 11/2 1V2 34 13 9 272 3 1V2 II/3 13 13 9l/3 3 3 11/2 11/2 35 13 9 273 23/4 173 173 14 13 81/2 3 31/4 1V3 1V3 36 121/2 9 3 374 174 1 15 121/2 9 23/4 3 1 1/2 lVs 37 14 9 3 3 173 173 16 13 9 3 23/4 l'/3 11/3 38 13 8i/2 27s 27s 173 173 17 14 9 3 3 1V3 1V3 39 13y2 9 3 3 174 175 18 121/a 8 1/0 3 3 1V4 174 40 12 87s 21/2 273 174 17ö 19 121/2 8 3 3 IV* 1V4 41 12 10 27s 23/4 11/2 173 20 12i/2 9 3 3 1 1/2 11/2 42 12 9 272 3 11/2 174 21 13 91/2 3 3 11/2 11/2 43 12 9 272 3 173 174 22 13 8 23/4 3 1V3 11/3 44 12 91/2 3 3 173 173 Experimentelle Zellstudien. 321 Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite 45 121/3 10 21/2 iv* 2 1/2 11/, 46 12 9 23/4 l‘/s 3 174 Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite 47 121/2 91/4 3 3 173 174 13.70 9 2.85 1.38 2.96 1.32 Die mittleren Werte von den vorhergehenden Zahlen sind die folgenden: Kultur 25° C. Länge Körper Breite Dicke Länge, I Länge, II Kern Breite, 1 Breite, II Dicke 9.73 6.60 4.50 2.30 2.37 0.98 0.95 0.80 4.67 0.96 Volumen des Körpers . 288.99 Volumen des Kernes . . 3.58 Kernplasmarelation . 80.7 Kultur 17° — 19° C. Körper Kern Länge Breite Dicke Länge, I [ Länge, II Breite, I [ Breite, II Licke 11.39 8.73 5.35 2.85 | 2.89 1.06 | 1.03 1.15 5.74 1.04 Volumen des Körpers . . 531.95 Volumen des Kernes . . 6.87 Kernplasma relation . 7 7.4 Kultur 10° C. Körper Kern Länge Breite Dicke Länge, I | Länge, II Breite, I | Breite, II Dicke 12.80 9 6.30 2.85 | 2.94 1.32 | 1.30 1.25 5.79 1.31 Volumen des Körpers . . 705.76 Volumen des Kernes . . 9.5 Kernplasmarelation . 74 322 Dr. Methodi Popoff Die Größenunterschiede der Tiere fallen gleich ins Auge. Wäh- rend in der Wärme die Tiere ein Volumen von 288,99 für das Plasma und von 3,58 für den Kern aufvveisen, steigt dieses Volumen in der Kälte bis 705,76 für das Plasma und 9,5 für den Kern. Oder das Plasma zeigt in der Kälte ein Anwachsen von 2,442 von der ursprünglichen Größe, der Kern von 2,86. Die Tiere von der Zirn- merkultur nehmen eine Mittelstellung zwischen diesen zwei Extremen ein. Die Größe schwankt hier um den folgenden Wert: Volumen des Plasmas 531,95, Volumen des Kernes 6,87. Die aus diesen Zahlen ausgerechnete Kernplasmarelation zeigt nun, daß dieselbe, wenn wir die Kernplasmarelation bei den Wärme- tiereu als Vergleich benutzen, mit dem Hinuntersteigen der Temperatur eine allmähliche Verschiebung zugunsten des Kernes erfährt, d. h. die Kältetiere zeigen im Verhältnis zu den Wärmetieren nicht nur einen absolut größeren Kern, sondern die Tiere in der Kälte besitzen auch im Verhältnis zum Plasma relativ größere Kerne als die Wärmetiere. Diese Resultate stimmen vollkommen überein mit denjenigen, die ich durch Messungen an Frontonia bei verschiedenen Tempera- turen gewonnen habe. Ähnliche Angaben, d. h. daß die Kältetiere einen verhältnismäßig größeren Kern als die Wärmetiere zeigen, hat viel früher auch R. Hertwig an Paramaecien gemacht. Diese Übereinstimmung in den Kernplasmaverhältnissen bei Frontonia und Stylonychia läßt von vornherein auch eine Überein- stimmung im Verhalten der Tiere gegenüber der Einwirkung der Temperatur erwarten. Dies zeigten tatsächlich die in dieser Rich- tung gemachten Versuche. Für diese habe ich gewöhnlich mehrere (je zehn) möglichst gleich große Tiere aus der Wärmekultur genom- men. Einen Teil davon habe ich bei derselben Temperatur weiter kultiviert, den andern je nach den Versuchen in verschieden niedrige Temperaturen getan. Dieses Verfahren ist zwar nicht so genau, aber es läßt trotzdem die rasche Einwirkung der Temperatur ohne weiteres erkennen. Je 10 Ausgangstiere von der Thermostatkultur 25° C.1) Nr. der Versuche 10. V. 06, 9 Vorm. 11. V., 10 Vorm. 12. V., 91/» Vorm. 1 Temp. 25° C. 10 44/10 70 » 17° C. 10 33/10 24 » 14° C. 10 20/10 19 *) Überall gebrauche ich die folgende Schreibweise: 40/10 d. h. Zahl der Tiere 40, reduziert auf 10. Experimentelle Zellstudien. 323 Nr. der Versuche 2 5 6 7 8 9 10 12. V., 11 Vorm. 13. V., II1/2 Vorm. Temp. 17° C. 10 22 » 14° C. 10 19 13. V., 11 1/2 Vorm. 14. V., 11 Vorm. Temp. 17° C. 10 22 14. V.. 2i/2 Nachm. 15. V., 91/2 Vorm. 16. V., 81/2 Vorm. Temp. 25° C. 10 42 » 14° C. 10 19/10 18 10 17. V., 81/2 Vorm. 18. V., 83/,tVorm. 19. V., 83/4Vorm. » 14° C. 19/10 18/10 20/10 20. V., 91/2 Vorm. 21. V., 10 Vorm. » 14° C. 20/10 18 15. V., IO1/2 Vorm. 16. V., II1/2 Vorm. Temp. 14° C. 10 14 16. V., IIV2 Vom. 17. V., 81/2 Vorm. 18. V., 10 Vorm. Temp. 14° C. 10 19/10 18/10 19. V., 91/2 Vorm. 20. V., 10 Vorm. 21. V., 10y2Vorm. » 14° C. 15/10 20/10 20/10 22. V., 10 Vorm. 23. V., 10 Vorm. 24. V., 83/4 Vorm. » 14° C. 20/10 23/10 20 18. V.. 91/2 Vorm. 19. V., 91/2 Vorm. Temp. 14° C. 10 14 19. V., 9 Vorm. 20. V., 10* 2 Vorm. 21. V., 10 1/2 Vorm. Temp. 14° C. 10 16/10 20/10 22. V., 10 Vorm. 23. V., 10 Vorm. » 14° C. 19/10 16 21. V., 9 Vorm. 22. V.. 10 Vorm. 23. V., 10 Vorm. Temp. 14° C. 10 19/10 20 22. V., IO*/, Vorm. 23. V., 10 Vorm. Temp. 14° C. 10 20 21. V., 12 Mittag 22. V., Vorm. 23. V., IO1/2 Vorm. Temp. 14° C. 10 21/10 20 11 324 Dr. Methodi Popoff Nach diesen mit Fronionia leucas und Dileptns gigas überein- stimmenden Resultaten habe ich nur einige Kontrollversuche nach genau demselben Verfahren wie bei Dileptus angestellt, d. h. ich bin bei diesen Versuchen von Tochtertieren ausgegangen. Das eine Tier habe ich bei 25° C, das andre bei 14° C weiter kultiviert. Ausgang: Thermostatkultur 25 0 c. Temp. 25° C. » 14° C. 23. V., 12 Mittag J | Tochtertiere 24. V., 81 0 Vorm. “ | ausgewachsen 25. V., 81/2 Vorm. 7 stark ausgewachsen 2 ausgewachsen » 25° C. » 14° C. 26. V., 11 Vorm. 23 5 27. V., 91/2 Vorm. 66 12 Temp. 25° C. > 14° C. 25. V., 91/2 Vorm. ^ | Tochtertiere 26. V., 9 Vorm. 4 ) 1 1 gleich groß 27. V., 93/4 Vorm. 14 2 » 25° C. » 14° C. 28. V., 10 Vorm. 51 3 Wie aus der kurzen Tabelle bervorgeht, fallen die Ergebnisse dieser Versuchsserie mit der vorher besprochenen zusammen. Beim Durchsehen der zwei letzten Tabellen ist zu bemerken, daß die für die gegebene Temperatur normale Teilungsrate sich schon bei der ersten Teilung einstellte. Eine Nachwirkung der Temperatur war auch bei Stylonychia nicht zu bemerken. Um nun zu sehen, oh nicht vielleicht nach dem Versetzen in eine niedere Temperatur die Körper- oder die Kerngröße trotzdem eine allmähliche Steigerung im Laufe der Teilungen erfährt, habe ich eine viele Hunderte von Tieren zählende Wärmekultur1) in eine Temperatur von 14° C gebracht. Im Laufe der vier ersten Tage habe ich jeden Morgen viele Tiere gleich nach der Teilung abgetötet und auf deren Kernplasmaverhältnisse untersucht. Die gewonnenen Resultate lasse ich hier folgen. b Die Tiere dieser Kultur zeichneten sicli durch ihre Kleinheit aus. Über die Größenschwankungen der verschiedenen Kulturen einer und derselben Temperatur siehe die Tabellen S. 316— 318 und den Text (Kapitel VI). Experimentelle Zellstudien. 325 Thermostatkultur 25° C am 16. V. 06, 9 Vorm, in Temperatur 14° C gebracht. 1. Messungen am 17. V. 06 — 9J/2 Vorm. Nr. Körper Kern Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite Länge Breite Länge Breite 1 1 10 7 2 27, l’/fi 11/6 12 103/4 7 274 23/4 175 17ö 2 10 7 22/3 275 1 17ö 13 11 63/4 3 21/2 1 1 3 101/2 774 2^/3 21/2 175 175 14 103/4 7 21/2 3 174 175 4 10 7 273 23/4 17« 1 lö 11 7 272 3 175 H/5 5 11 7 23/4 3 175 175 16 IOI/2 7 2 23/4 1 175 6 101/2 7 2' 2 273 11/5 17s 17 103/4 7 27a 21/2 175 175 7 11 8 2' 2 23/4 175 17s 18 10 7 2 21/2 Ws 17s 8 12 77a 3 3 n/e 11/6 19 10 7 2 27a 17s 1 9 II1/2 77a 273 2i/, 175 n/s 20 101/3 7 21/2 273 17s 17s 10 10 7 21/2 2 17s 17ö 21 11 7 21/2 3 17s 17s 11 11 7 27a 175 10.65 7.09 2.46 1.17 27, 17ö 2.61 1.21 2. Messungen am 18. V. 06, 93/4 Vorm. 1 10 7 273 273 17s n 5 9 1073 61/2 21/2 274 17s 17s 2 103/4 7 273 21/2 175 176 10 101/2 673 21/3 2'/2 11/3 17s 3 IOI/3 7 273 22/3 175 1 11 11 61/2 273 273 174 174 4 IOI/2 7 21/2 23/4 175 l'/e 12 10 7 23/4 3’/3 17s l 5 10 7 21/2 23/4 175 1 13 101/3 67s 273 3 173 17s 6 101/2 7 3 23/4 17ö 175 14 10 7 23/4 23/4 17s 17s 7 101/2 7 2i/a 21/2 175 17s 15 11 7 273 23/4 174 17s 8 10 6‘/3 3 ~ 174 1 16 10 7 273 273 Wo 17s 22 Archiv f. Zellforschung. I. 326 Dr. Methodi Popoff 3. Messungen Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite 22 10 , 23/4 IV» 21/o 1V3 23 10 6*/* 21/2 O/s 22/3 O/5 24 10 7 22/3 IVs 22/3 O/s 25 11 7 23/4 O/i 3 1 10.30 0.86 2.01 1.23 2.72 1.15 19. V. 06, Vorm. 1 10 2 10 3 102/3 4 11 5 11 6 IO1/2 7 10 8 10 9 10 10 10 11 11 12 111/2 13 11 1 2 3 IO1/2 11 11 72/3 22/3 22/3 172 172 14 1 11 7 273 2% 0/5 1 21/2 0/5 4 4 n 272 O/2 i 22/3 173 10 272 0/2 7 22/3 21/2 173 172 16 10 7 3 3 O/5 O/5 7 Vs 22/3 22 3 175 17s 17 10 7 22/3 3 O/3 O/5 7 23/4 22/3 17ö 173 18 10 7 272 27s 11 O/5 7 21/2 273 v/5 1 V 2 19 11 772 3 272 0,5 O/3 7 21/2 23/4 I.I/2 17s 20 11 8 23 4 23/4 O/5 O/r, 7 22/3 272 v/4 175 21 10 7 27a 27s O/3 O 3 21/2 11/0 22 10 2Vo 0/3 773 21/2 17.5 7 272 O/3 7 23/4 22/3 174 175 23 11 63/4 272 23/4 0/4 0/5 7 23/4 3 172 173 24 10 7 23/4 2 0/3 0/2 77 ä 23/4 21/2 175 11/2 25 11 7 21/4 2^/2 1V2 11/2 7 21,2 17s 10.50 7.12 2.62 1.32 22,3 173 2.01 1.32 4. Messungen am 20. V. 06, Vorm. 8 21/2 17s 11 872 27a O/3 3 173 4 273 O/2 3 175 11 27a 0/4 O 23/4 175 5 ( 27s O/5 8 272 23/4 17s 17s 6 1072 83/4 272 27a O/5 O/s Experimentelle Zellstudien. 327 Nr Körper Kern Nr. Körper Kern Länge Breite Länge Breite Länge Breite Länge Breite 7 10 82 3 22/3 17s 15 11 8 22/3 1* 22/3 17s 23/4 175 8 n 8 21/4 17s 16 11 8 272 175 22/3 173 22/3 175 9 li 7 I 21/2 173 17 10 7 274 175 23/4 H/s 274 175 10 10 8 21/5 17s 18 107» 8 27, 174 274 174 27, 175 11 101/2 8 21/5 H/s 19 11 8 273 175 274 173 272 173 12 11 T2k 3 17s 20 11 8 3 1 23/4 175 21/2 175 13 ! 11 71/3 22/3 17s 21 11 7 272 175 272 17* 22/3 17s 14 11 72/3 2 '/g 173 10.76 7.S3 2.54 1.25 273 11/5 2.60 1.25 1 I 11 2 | 11 3 11 4 10 5. Messungen am 21. V. 06, Yorm. < 7 8 7 23/4 175 274 11/2 272 17s 21/2 174 21/2 175 27s H/s 273 17s 27, 17s 0 IO1/2 71/2 2^/2 21/8 6 11 8 21/2 23/4 10.75 7.36 2.51 2.47 IVs IVs IVs iy5 1.20 1.26 Aus deu angeführten Zahlen geht hervor, daß die in eine nie- drigere Temperatur gebrachten Tiere schon einen Tag später die für diese Temperatur normale Körper- und Kerngröße annehmen1). Nach diesen Messungsbefunden an Frontonia und Stybnychia ist nicht anzunehmen, daß die Kernplasmarelation bei den Experi- menten mit Dileptus sich anders verhalten würde. Alles deutet da- raufhin, daß die Verlangsamung der’ Teilungsrate mit einer Ver- größerung der Kernmasse und der eng damit verbundenen Zunahme der Zellteilungsgröße Hand in Hand geht. 7 In den folgenden Tagen ist nur eine geringe Steigerung der Körpergröße zu beobachten (vgl. Tabelle 4), welche im Vergleich mit der Größenzunahme nach der ersten Teilung verschwindend ist. 22* 328 Dr. Methodi Popoff IV. In den vorhergehenden Kapiteln habe ich versucht, das enge Ineinandergreifen des Kern- und Plasmawachstums näher zu ergrün- den und dessen Bedeutung für das Verständnis der Zellteilung her- vorzuheben. Bei allen diesen Betrachtungen habe ich, von theoreti- schen Schlußfolgerungen allein ausgehend, angenommen, daß der Anlaß zur Teilung in dem durch das nicht parallele Wachstum von Plasma und Kern entstandenen Mißverhältnis in der Kerplasmarela- tion — der Kernplasmaspannung — zu suchen ist. Es muß eine die Zellteilung bewirkende Ursache vorhanden sein. Diese wenn auch einleuchtenden theoretischen Schlußfolgerungen sind nicht im- stande, die schweren Einwände, welche gegen sie erhoben werden können, zu entkräften, um so weniger, als diese Einwände sich aus der Betrachtung der Wachstumskurven von Plasma und Kern selbst ergeben. Wenn nämlicb die Zellteilung, wie ich sie der Kernplasma- relationslehre nach aufgefaßt habe, ein regulatorischer Prozeß ist, welcher die Herstellung der normalen Kernplasmaverhältnisse der Zelle, wie sie gleich nach der Teilung gegeben sind, ermöglicht, so ist ja dieser Zustand gerade vor der Zellteilung schon erreicht. In diesem Moment sind sowohl der Kern wie auch das Plasma bis zur doppelten Ausgangsgröße herangewachsen und die Zelle in bezug auf ihre Kernplasmarelation schon in einen normalen Zustand ver- setzt (siehe den Verlauf der Kernplasmawachstumskurven). Wenn es nun am Ende des Zellwachstums nicht nur zu einem Ausgleich der Kernplasmaspannung allein, sondern, was noch wichtiger ist, auch zu einer vollkommenen Wiederherstellung der Kernplasmarelation kommt, warum teilt sich dann trotzdem die Zelle? Von diesen möglichen, sehr berechtigten Einwänden ausgehend, habe ich die folgende Überlegung angestellt. Sollte wirklich die Kernplasmaspannung der anstoßgebende Mo- ment für die Zellteilung sein, so muß das in dem verschiedenen Verhalten der Tiere bei Versuchen, durch welche die Kernplasma- relation in jedem Moment des Zellebens zwischen zwei aufeinander- folgenden Teilungen verändert werden kann, zum Ausdruck kommen. Wird es nun möglich sein, den Moment der Kernplasmaspannung zu verschieben, d. h. die Zelle von dem Punkt y der Teilungskurve auf einmal in den Punkt x (Fig. 10) zurückzuversetzen, so muß sich die Teilung der Zelle verspäten, und zwar um so mehr, je näher die Experimentelle Zellstudien. 329 Zelle durch den künstlichen Eingriff an den Ausgangspunkt der Kurre gebracht worden ist. Trifft ferner die Voraussetzung, daß die Kernplasmaspannung der anstoßgebende Moment für die Zellteilung ist, das Richtige, so muß, sowie einmal dieser Moment überschritten ist, jede weitere Ver- änderung in der Kernplasmarelation ohne Einfluß auf den Moment der Zellteilung bleiben. Der Teilungsvorgang würde schon eingeleitet sein, und jeder weitere Eingriff, vorausgesetzt, daß derselbe nicht schädigend auf die Lebensfunktionen der Zelle einwirkt (Kälte- starre usw.), kann höchstens nur dazu beitragen, den Teilungsvor- gang in abnorme Bahnen zu lenken, ohne ihn aber verhindern zu können. Denn es ist wiederholt beobachtet worden, daß, sowie ein- mal ein Lebensprozeß ausgelöst ist, derselbe sich bis zum Ende ab- zuspielen pflegt, trotzdem der Auslösungsmoment nicht mehr vor- handen ist. Der Ausführung dieser hier verzeichneten Versuche stehen drei Wege offen. Man kann 1. auf den Kern allein, 2. nur auf das Plasma, 3. auf beide gleichzeitig einwirken. Die Einwirkung auf den Kern (Verminderung der Kernsubstanz durch Anstechen) bietet große Schwierigkeiten und ist nicht möglich, ohne gleichzeitig auch das Plasma in Mitleidenschaft zu ziehen. Ich habe mich darum auf die zwei letzten Versuchsmethoden be- schränkt. Durch eine sehr spitze Nadel (ich habe Ubrmachernadeln und feine Glasnadeln benutzt) konnte ich beim Anstechen des Körpers die Plasmamasse und damit die Kernplasmarelation der Zelle in jedem Moment ihres Lebens nach Belieben ändern. Ich operierte mit Frontonia, welche ich in einer konstanten Temperatur von 14° C gezüchtet habe. Bei dieser Temperatur sind die Tiere nicht nur be- deutend größer als in der Wärme, sondern auch die Teilungsrate ist stark herabgesetzt (eine Teilung in ca. 90 Stunden), beides wichtige Momente, welche bei der Ausführung der Experimente von großem Vorteil sind. Hier lasse ich die gewonnenen Resultate folgen. Eine einheit- liche Auffassung derselben zu geben, werde ich am Schlüsse dieses Berichtes versuchen. Verlauf des Experimentes 330 Ur. Methodi Popoff Experimentelle Zellstudien. 331 .2 c bD tS > a Sä C? O f-H -ö © © -w cö ^ Q 2 iS .2 ° cs .£ 1X2 . ij f- b* 4* Ch St C-! O °-=oo|S . M Qr-3'0 © e- e o . *© > e ® bo 1 fl 5 00 — Ä © ö o> ^ o H © •-C p, &p C3 © © ^ > o -2 b © „ bß H© .2 Ö 0 "S ß © JS -g,«2 2 g ^ BO)'* o > Zwei gleich Eingriff I: Am 15. IV., ÖV2 Nachmittag, */5 des Plasmas abgetrennt. Durch zwei Das normale große Tiere; 17. IV. Das operierte Tier sehr stark herangewachsen. -nacheinander- Tier hat sich höchstens Eingriff II: Am 17. IV., 5 Nachmittag. Das Tier zum zweiten Male operiert, folgende Ope- in der Nacht lOStundenvor Der Kern noch nicht im Teilungswachstum. rationen(aml5. vom 15. IV. 332 Dr. Methodi Popoff p - 02 » • > cf g 's s, ’© 00 th © bß a ^ _ a ® S Ö g c« S T— ' © *fl — ' 1 © g ^ © ö <1 « J H 2 ^ © q • ^ 'S s ’S i [>• •§ ® ^ > g -a ® Io” ® 2 a s > £ -5 . c ~ ’S ® > B bß = 3 C C — ® oß a a 0 3 bß £5 «8 O.H ?> «5 ® es O © fl .2 g ® bß -*e a .2 fl © *© W H g ^ ® ® fl t! fl ^ — T ci © © Cu t-i © 0 © ci Q © ci Q bb ci -m bß -4J ei a a •— © O ri > Ä 05 CO > > 00 06 : q 3 S ^ CO - -M ; § ; z « ® . ■ 03 3 i> ’S -« — < £ jS bß „ ® -2 a ® ■ fl © »— • >— < 5 ^ fl © B2 h*- t 3 ® Z £ EH fl A 5 s a ® © 2 -3 bß .2 ® fl Cu bß ci fl © ci ~ © _ fl "Ö © © nzJ © fl -fl ^ » S .. 03 fe -e © © © bß -r Q. O ci S © -o <3 C2 O bß © ci ci ca fl © © £ 2 * £ © © © "fl ci « Q © -r fl o > u fl H - ci © Q ® ß r3 bß .© •g ’© ö t- .fl flj w fl #© ca H £ © bß & . fl 3 a © © O .2 fl H *© © _ fl iS Q fl T3 fl w P* .2 © rf 02 'S « fl 'S' <© H W bß © £ © fl 3 1 bß ^ o £> bß a S 3 Q © bß ci fl? a £ A3 O ci ^ co ob bß fli * fl £ © +-> fl a 2 bß ® s - i & o 45 > s , oi ^ iS *© •- tt a >* S2 fl l* M fl O - . fl > 00 CM • bß p I bßg bß A3 •Sr © ' ca ci - :ci a - £ co © . . ^ > HH »— 1 HH ca ^ 3 ^ bß ff - ä 2 ü r" C3 W S © © ^ •— © bß ; © — ca ©- "© «2^ © = J£ j=. © © O s faß a eS © I? ca © bß bß ff ,0 ff ff © © “ ns m ff « w *T3 © ca jr. © ►2 « Ä s a 13 © 2 ff © 2 ff ca £ ^ cd ca bß £ § .2 Sb’ © ff V"< O r-i ^ff ca .2 ff z2 ® fl Cfl • © bß ci ±j bß s § H o O © ^ > H - ca o ca © tH .2 ° s r . > .2 > a ff 2 C5 © M > CQ ^ IO ff ff .2 © £ ca 0 -ff fit © O ff ^ £ . 8> I? § ^ * 'S ad H 3 ca ff Q bß . ff ca fi ff ^ O GO bß ff ci bß © ja ^ CD :P bß © © s o ’i § bß bß 2 2 © bß ; ff © © © © ff 3 *3 P- bß H ca faßg © 7Z s*# £ :p 3 g :3 ^ Ld e st ® 5p a E « faß' © #© ff Q ff Q bß • bß ci a ff ca ^ cs © S2 ® bß -ff cS •g P 5>ß o <. o a > ^ ca © lL O 00 M © 'S 2 © ff ?- ™ ca — •3S ff3 - © • ca ^ © M bß . f— < rg PH ©i CB O © > T3 äs 2 bß bß fft ci g &s ! £ 3 2 5 o g> £ S p <£ cd © CD © „ -ff O- * ©*-•>■ ci m.O Ph ^ CD CM ca — © O ff ’© © © £ bß w ’S i ns bß ff S ^ bß ff c3 © Q e- 3 2 cS O ff © © ci :ff ff 02 ^ "© S rt O ^ ff 0 eS ff eS bß :o ff ^ ffa ci :es O. C/5 ö . CQ r > > eS CO 05 o CM CM CC ff5 ff eS S3 ^ s 2 5 © fa. •sSg | mH C ca © ff Q Q go M > > bß bß ff bß ff s bß ff 2 £ bß ^ cS ff £ 5 fl ff ff ff ® ‘ff © C“1 © — © ca .5 ® ff Cd — ff j-a ^ S3 o s ° p > .ff — H bß 7t o > Das Tier noch Eingriff: 21. IV., 9 Vormittag. Operiert: Nur 74 von dem ursprünglichen Tier weit von dem mit der Mundöft'uung und mit einem Teil des Kernes übriggC- Teilungs- blieben. Das Tier winzig klein und ganz Wachstum. kugelig. Fig. 19. 334 Dr. Methodi Popoff CU o © aß 3 bß 3 bß © > © bß 3 © aß C2 3 © B CO .3 aO 3: bß 3 3 cO £ bß s :rr 3 © bß cO Q 33 s- © bß 3 3 3 © 3 33 3 33 © 3 *© GO © bß © s © © GG t- © > a6 © in einer späteren Veröffentlichung im Zusammenhang besprechen. Experimentelle Zellstudien. 335 05 E-i CO © rO P P 5) o PQ — I £ fla Ä *® 0 .2 co ^ *fl ® cg bß fl .2 -d Eh 8 S © fl: © O © © o > © 2 fl ® « 05 © 'S :ts P P3 2 03 >-H fl O £ o fl © fl © © © 5> 05 *© © bß © H-J fl "O fl fl ■+H 2 03 H 03 2 m bß 73 bß fl 05 fl 'Ö JH t-H t~ i S-H rfl GM 3 fl © A3 CM bß bß _. fl a Jh © » ^3 -a © fl © P « a © fl 52h ‘S ** P ffl u ^ £ •— fl © ® ö .s 13 _ © § 'S £> 'S S % -* ~ M ■ ' ' co GM a - 1. „ rt p i& ö •" ö, , DQ ..® ^ q 1-1 „ x • S KS Q E X '3 ° .2 «8 g CD O bß cS es T3 8 I « ° 03 fl 4J Jh 00 A3 bß c« H ^ •s a bß P > © — © fl bß .33 © H > - 0 © Ö 'Ö fl bß ^ 5 CQ. a p bß fl a fl i i i fl *© *© ^ »ß'o £ ^ ^ ^ S « «? 0Q ^ ou • © i fl c3 fl3 r- ■— ' r r, ou fl © fl rfl © O 5 H H J3 S bß S 08 S ® o ® a o ja 5z; sh ^53 üen fl © ,-h, > FH CQ .fl rrt M ^ 03 . -03 £_, A ^ oDflflpj fl t _ . . M fl — . bß >73 O fl fl © a, (S ® bß a q XJ bß-“ es^^saaauq ft :5 a £ a o ■ fl S c_ < ^ ® n fl , 2 b» a iia ö » p « , H fl =2 _ SO — O \ a 3 fl _® H CH d § S>D 'S a Ö ® rfl qs Eh w ^ © © .- 'S ^ .2 M . ® a h .£f S E Q ® ’S &JD c8 2 E s a a= CQ © bß •=; ’S .2 a Eh O fl a5 © ^ 5^ fl — a « :fl r fl ^ s 1 55 ^ g«s 22 xj > ® ”® .s g assl ® :es ® .S 'O pa ja fl öc h* e« ^5 la S o § 53 , :S iß a § Jb ’S ® 'S bß ® 5 a fl ® eS Q P. a £ a § ® 2 fl 7T ^ Pi r0 fl CL^ ® B 2 -2 © ja? fl Q ^ Q *oq • Qß bß rt fl HH o ^ oo X > Qß fl iaß ■ cs a * S -2 > H bjj ® .x x fl .2 ® « S ® CH eä Sr & E H ® iq ® fl Sß -a ’ö es OS ® Saß ■ « a ^ o O .2 fl 2 > E £ .2 22. IV., 8 Vormittag. Das Tier a hat sich geteilt; das Tier b sieht aus wie ein Tier 4 Stunden nach der Teilung. 25. IV., 9 Vormittag. Das Tier b stark ausgewachsen, fast größer als ein normales Tier vor der Teilung. — Das Tier prall mit Nahrung gefüllt. 26. IV., ca. 11 Nachmittag. Das Tier b hat sich geteilt. — Die 336 Dr. Methodi Pop off — ci ’® s H3 6h ^ ® feß -- © 2 G S *A g 3 fl ~ S? o — *53 cg ^ CG E“< ^ fl .2 *53 © ^ Qß ^ fl CG fl 2 . *02 6h © fl © •*£ fl cc Oi . H cg > .tf © c. _fl ■£> © -fl i>^ CG fl © a .5 f— 1 00 *5 © *© O b© bß O bß © fl 0 > 'fl -4-i ’© O .© bß fl 2 o3 © bß fl -*-> :fl ^CM CO -fl © © bß 'S fl fl bß © a CG bß _fl *5 6h © a OG "© 5vi fl 1 y © > 5 fl -fl H ^ 5 6h © > fl .2 *53 © — bß fl .2 £ ö g o ^ bß -O fl — h GM pO •r* ^ bß fl C -fl CO o bß bß A3 © o fl © ' 1 00 © -2 > -6-> fl *fl bß fl © S'Og © bß © •> a Sp •— • fl 2 ® ® iE ^ fl r- 5 © M-i Oß © fl © £ © .fl 'S Q ® fl •ö ^ i IH Jz « W £ co 'S 53 „ ^-Q 5 bß 'S fl © © -fl O ä L. * -6^» 00 (M I Q © 5 bß j= 2 c © © .fl c3 OQ CM fl fl Oß fl , ffl C« ^ . f s Q ® 5 bß *53 ^ — © fl fl — ■- 13 'S ns 2 13 s a ® J o & <5 H Oi a ~ ,2 "5 ’S 13 S ® o 5z; .2 es sp . P a .2 f OQ "fl fl :fl fl -fl 53 fl p, o t-, *ß3 0 fl M 6h HH fl 04 © o 6h © 6h .2 'fl 6h ij •S § 1 f oq bß fl fl Ü ** fl «2 1 § &H s fl ^ © OQ > © Hfl w CM ~ ® rj ® 'S ^ S 6h .2 fl •® W iS S sc e so 2 ® — T3 W p w OG © fl cs; © A3 bß fl fl -fl ^fl ’© 6C^ §.£ s.ö CH fl bß fl H 2 ß Ä . 10 bß fl fl -u fl -*-a fl ’l l> •S 0 ci ■ 5z; 5> H O 5> co CO Experimentelle Zellstudien. 337 Wie aus der Tabelle hervorgeht, lassen sich die Versuche in zwei Gruppen einteilen: 1. solche, welche vor dem Beginn des Kern- teilungswachstums und 2. solche, welche nach diesem Moment aus- gefiihrt worden sind. Es fällt gleich auf, daß das Verhalten der Tiere bei diesen zwei Versuchsserien grundverschieden ist. In der ersten Versuchsserie habe ich durch Herausdrücken eines Teiles des Plasmas von Tieren, deren Kern sich noch im funktio- neilen Wachstum befand, die Kernplasmarelation der Zelle zugunsten des Kernes verändert (das Tier wurde durch den Operationseingriff z. B. von dem Punkt a der Teilungskurve auf einmal in den Punkt ß versetzt [Fig. 10]). Um sich teilen zu können, muß das Tier durch neues Anwachsen des Protoplasmas die für die Teilung nötige Kern- plasmaspannung erreichen. In allen diesen Fällen fand ich in der Tat eine Verspätung der Teilung, welche um so größer war, je näher das Tier durch das Experiment an seinen Ausgangspunkt (gleich nach der Teilung) gebracht war. Wie das Experiment Nr. 4, bei welchem nur y3 vom Protoplasma entfernt wurde, zeigt, beträgt die Verspätung in der Teilung 44 Stunden, beim Experiment Nr. 1 ist eine Verspätung von 21/2 Tagen eingetreten (bei diesem Tiere habe ich y, von dem vorderen Ende des Körpers abgetragen)1) usw. Sowie aber das zum Experiment verwendete Tier die Kern- plasmaspannungsgrenze überschritten hat, d. h. sowie der Kern in das Teilungswachstum eingetreten ist, hat das Entfernen eines Teiles des Plasmas keinen Einfluß mehr auf den Zeitpunkt der Teilung. Das Tier teilt sich mit dem übriggebliebenen Teil des Plasmas in genau derselben Zeit wie das normale Vergleichstier (siehe die Ta- belle). Diese Versuche zeigen, daß der anstoßgebende Moment der Teilung in dem Augenblick der Kernplasmaspannung zu suchen ist. Sowie die Zelle diesen Moment überschritten hat, ist die Teilung derselben schon eingeleitet und kein äußerer Eingriff kann sie mehr verhindern. Diese Versuche zeigen außerdem, daß das letzte Moment des Kern- und Plasmawachstums (das Moment vor der Teilung), in welchem die Kernplasmarelation der Zelle wieder die normale Größe erreicht, nicht das ursächliche Moment der Teilung sein kann, denn trotz alledem geht die schon früher eingeleitete Teilung der Zelle zu Ende. Vergleiche auch die verschieden große Verspätung in der Teilung der Tierei in den Versuchen Nr. 9 und Nr. 10. 338 Dr. Methodi Popoff Außerdem zeigen die Versuche mit Tieren, welche sich im Sta- dium des Teilungswachstums des Kernes befanden, daß die Ver- spätung der Teilung bei der ersten Versuchsreihe (bei Tieren mit funktionellem Wachstum des Kernes) nicht in irgendeiner durch die Operation hervorgerufenen Schädigung zu suchen ist, sondern daß diese Verspätung mit den oben angeführten Veränderungen in der Kernplasmarelation ursächlich zusammenhängt. Würde nämlich irgend- welche Schädigung für die Verspätung der Teilung mit in Betracht kommen, dann ist durchaus nicht einzusehen, warum dieser schädi- gende Einfluß nicht auch in dem zweiten Fall, d. h. bei Tieren mit schon eingeleitetem Kernteilungswachstum zum Ausdruck kommt. Die Tiere teilen sich hier iu der normalen Zeit. Da das Plasma bei den Tieren dieser zweiten Gruppe nicht genügende Zeit hat, um von neuem heranzuwachsen, kommt es bei der Teilung dieser operierten Tiere zu äußerst merkwürdigen Größenunterschieden zwi- schen den zwei Teilhälften, auf die ich näher eingehen will. Wie aus den Skizzen, welche der Tabelle beigefügt sind, her- vorgeht, schneidet die Teilungsebene nach einer Operation (z. B. Entfernung eines Drittels des Plasmas von dem vorderen oder hin- teren Ende) nicht in der Mitte des übriggebliebenen Tieres durch, sondern genau an der Stelle, wo sie normalerweise vor sich gehen sollte. Es entstehen infolgedessen zwei ungleich große Tochtertiere. Wenn durch die Operation ein sehr großer Teil des Plasmas, fast die Hälfte, entfernt worden ist, dann entsteht nach der Teilung ein normal großes Tier und ein winzig kleines, kugeliges Tier, bei dem die Hälfte des Kernes des ursprünglichen Muttertieres nur von einer sehr dünnen Plasmaschicht umgehen ist. In diesem Falle sieht das operierte Tier wie ein Ei mit einem ahgeschnürten Richtungskörper aus 1). Auffallend bei allen diesen so sehr ungleichwertigen Teilungen ist es, daß der Kern sich immer gleichmäßig teilt. Auf die theore- tischen Schlußfolgerungen, welche aus diesem Verhalten des Kernes zu ziehen sind, werde ich am Ende dieses Abschnittes näher eingehen. Die durch die Operation entstandenen kleinen Tiere bleiben ziem- lich lange Zeit am Boden des Gefäßes liegen und zeigen erst nach Verlauf eines Tages wieder lebhafte Bewegungen. Von dieser Be- obachtung ausgehend, habe ich die Experimente variiert, wobei ich von folgendem Gedankengang geleitet wurde. *) Dieser Vergleich soll nicht auf eine tiefere Ähnlichkeit dieser zwei Prozesse hinweisen. Auf diese Fragen werde ich in einer späteren noch nicht abge- schlossenen experimentellen Arbeit über Frontonia näher eingehen. Experimentelle Zellstndien. 339 Durch die Untersuchungen R. Hertwigs an Actinosphaerium, Dileptns, Paramaecium , durch die Untersuchungen Calkins (Para- maecium ), Loran de Woodruffs (verschiedene Hypotriehen ) und meine Untersuchungen an Stylonychia ist als bewiesen zu betrachten, daß die Protozoen durch eine andauernde lebhafte Tätigkeit schließlich in einen Zustand gelangen, in welchem sie ein abnormes Anwachsen des Kernes aufweisen1). In diesem Zustande, den Calkins Depres- sionszustand nannte, nehmen die Tiere keine Nahrung in sich auf und bleiben unbeweglich am Boden des Kulturgefäßes sitzen. Da- mit sie sich wieder erholen können, muß eine Resorption der über- flüssigen Kernsubstanz von seiten des Protoplasmas stattfinden. Ist das Plasma nicht mehr imstande, die Resorption herbeizuführen, so erliegt die Zelle dieser starken Depression. Die durch die ungleichmäßige Teilung entstandenen kleinen Tiere besaßen, wie erwähnt, einen verhältnismäßig sehr großen Kern. Da aber das Protoplasma dieser Tiere noch nicht durch eine lange an- dauernde Tätigkeit erschöpft war und durch langsames Wachstum noch eine Regulation zwischen den Kernplasmaverhältnissen herbei- führen konnte, erholten sich die Tiere allmählich und wuchsen wei- ter bis zu der normalen Teilungsgröße. Es ist möglich, daß am 1. Tage nach der Operation auch eine kleine Resorption des Kernes stattfand. Ich habe zur Klarstellung dieses Punktes keine Messungen gemacht. Um nun die Zelle in einen tiefen Depressionszustand zu ver- setzen, habe ich das folgende Verfahren eingeschlagen. Das nach der Operation herangewachsene Tier operierte ich abermals. Das Tier erholte sich wieder allmählich, wenn auch viel langsamer als das erstemal, und das Wachstum begann von neuem. Auf dieselbe Weise wiederholte ich die Operation vier- bis fünfmal. Auffallend war, daß nach der zweiten und dritten Operation die Tiere längere Zeit die infolge des Durchschneidens entstandene unregelmäßige Ge- stalt des Körpers behielten. Das ist ein Zeichen für die immer schwerer erfolgende Erholung. Nach der fünften Operation (Versuch Nr. 6) konnte sich das Tier nicht mehr erholen, behielt die unregel- mäßige Körperform, bewegte sich kaum merklich und starb nach 2 Tagen. Solche Resultate ergaben auch die andern ähnlichen Ex- perimente (siehe Versuch Nr. 7). *) Zwar berücksichtigt Calkins dieses Anwachsen des Kernes nicht, es ist aber aus seinen Abbildungen deutlich zu ersehen. 340 Dr. Methodi Popoff Zur Erklärung derselben ist anzunekmen, daß das Plasma bei den ersten Operationen noch genügend Kraft besaß, um durch lang- sames Anwachsen und eventuell durch eine teilweise Resorption des Kernes die Zelle allmählich in einen normalen Zustand zurückzu- führen Durch das wiederholte Ztirückversetzen der Zelle in einen abnormen Funktionszustand (mit sehr großem Kerne) erlischt allmäh- lich die Regulationsfähigkeit des Protoplasmas. Die Erholung der Zelle wird schließlich unmöglich, und sie erliegt der tiefen Depres- sion. Durch Experimente kann man auf diese Weise dasselbe nach- ahmen, was bei normaler Tätigkeit der Zelle sich von selbst einzu- stellen pflegt; denn auch bei dieser wird infolge der vielen nach- einanderfolgenden Depressionszustände die Erholung der Zelle immer schwerer, bis die Zelle schließlich, wenn sie sich selbst überlassen bleibt, nicht mehr imstande ist, die Kernplasmaverhältnisse selbst zu regulieren. Die Parallele zwischen dem experimentellen und nor- malen Verlauf dieser Erscheinungen ist vollkommen. Im ersten Falle, d. h. durch die Experimente, wird dieser Prozeß nur beschleunigt. Bis jetzt haben wir die Kernplasmaspannnng als anstoßgebenden Moment für die Teilung der Zelle kennen gelernt. Es fragt sich nun, ob nicht im Moment der Durchschnürung des Kernes und des Plasmas rein physikalische Faktoren in Betracht kommen. Es ist anzunehmen, daß bei der Durchschnürung der Zelle die Oberflächen- spannung des Kernes und des Plasmas eine gewisse Rolle spielen wird, wie es besonders Bütschli zu beweisen versucht hat. Zur Entscheidung dieser Frage habe ich folgende Experimente angestellt. Bei einem Tier, welches das Teilungswachstum des Ker- nes fast beendet hatte, habe ich mehr als die Hälfte des Proto- plasmas in der Weise weggetrennt, daß der ganze Kern in der an- dern Hälfte des Tieres blieb. Am nächsten Morgen fand ich in der Tat den Kern in zwei Stücke zerlegt, das Plasma blieb dagegen un- geteilt1) Dieser Versuch spricht für die Annahme, daß der Durch- schnürungsvorgang bei der Kernteilung von rein physikalischen Mo- menten abhängig ist. Es scheint mir aber, daß die Oberflächenspannung allein unzu- reichend ist, die Teilung des Protoplasmas zu erklären. Denn man l) Ich muß hier erwähnen, daß dieser Versuch mir nur einmal gelungen ist. Bei allen andern ähnlichen Experimenten blieb der Kern ungeteilt, vielleicht, weil er noch nicht das nötige Wachstum erreicht hatte. Experimentelle Zellstudien. 341 kann bei der Operation von Tieren, die sich gerade im Teilungs- wachstum befinden, beobachten, daß die Teilungsebene, wenn weni- ger als die Hälfte vom Protoplasma abgetrennt wird, doch genau an derselben Stelle einschneidet, wo sie auch normalerweise durchschnei- den sollte. Es kann sogar Vorkommen, daß die Teilungsebene ge- rade in die Stelle der stärksten Oberflächenspannung (die Stelle der stärksten Krümmung) einschneidet. Wäre die Oberflächenspannung das einzig maßgebende physikalische Moment für die Durchschnei- dung des Protoplasmas gewesen, so wäre dieser Verlauf der Durch- schneidungsebene nicht erklärlich. Dieselbe sollte an der Stelle der geringsten Oberflächenspannung, d. h. an der Stelle der geringsten Krümmung — der 'Mitte der Zelle — durchschneiden. Das ist aber nicht der Fall. Ob nicht durch das Zellwachstum im Plasma eine Stelle beson- derer physikalischer Beschaffenheit gebildet wird, durch welche immer die Teilungsebene, sogar bei Störung des normalen Teilungsverlaufes, einschneidet, werden die zum Teil schon im Gange befindlichen Un- tersuchungen erweisen *). V. Bisher habe ich an der Hand von Beobachtungen an Frontonia, Dileptus und Stylonychia ein Bild der komplizierten wechselseitigen Beziehungen von Kern und Protoplasma während der verschiedenen Momente des Zellebens zu entwerfen und die hier herrschende Ge- setzmäßigkeit klarzulegen gesucht. Es drängt sich nun unwillkürlich die Frage auf, ob nicht hinter dieser großen Gesetzmäßigkeit des Ineinandergreifens der Plasma- und Kernwachstumsvorgänge ein tie- feres chemisch-physikalisches Problem steckt und ferner, ob nicht deshalb die Kernplasmarelationslehre Hertwigs gerade den geeig- netsten Forschungsweg für die Aufklärung dieser Grundprobleme der Zellforschung zu zeigen berufen ist. Zur Aufstellung dieser l) Hier möchte ich nur die Beobachtung erwähnen, daß, wie zu erwarten ist, bei der nächsten Teilung des normal großen und des kleineren Tieres, welche aus den oben verzeichneten, durch die Operation hervorgerufenen un- gleichmäßigen Teilungen hervorgehen, Differenzen in der Teilungszeit auftreten; das kleinere Tier teilt sich viel später als das normal große. Interessant ist nun das Verfolgen der Teilung dieses durch die Operation direkt beeinflußten Tieres. Wenn es das hintere Tier gewesen ist (die Operation habe ich gewöhnlich am hinteren Ende ausgeführt), so ist auch bei der zweiten Teilung das hintere Tier kleiner als das vordere. Erst gegen die vierte Teilung nach der Operation werden die Teilungshälften der Zelle gleich groß. Archiv f. Zellforschung. I. 23 342 Dr. Methodi Popoff Fragen hat man um so mehr Anlaß, als ich während meiner Aus- führungen in sehr innigen Kontakt mit Vorgängen gekommen bin, welche die enge Beziehung der Prinzipien der Kernplasmarelations- lehre zu rein chemisch-physikalischen Vorgängen ohne weiteres deut- lich durchblicken lassen. Ich muß aber die Verhältnisse genauer darstellen und dabei auf früher Gesagtes zurückgreifen. Es war eine durchgehend bei allen Versuchen zu beobachtende Tatsache, daß die Erniedrigung der Temperatur verlangsamend auf die Zellteilungsrate einwirkte und daß Hand in Hand mit dieser Ver- langsamung eine Vergrößerung des Kernes stattfand, die Erhöhung der Temperatur bis zu einem gewissen Grade dagegen beschleunigend auf die Teilungsrate wirkte. Der Kern zeigte in diesem Falle durch- gehend eine Verminderung1). Dieselbe Beeinflussung durch die Temperatur zeigen die chemisch- physikalischen Prozesse; auch sie werden entsprechend der Tem- peraturerniedrigung verlangsamt. Auffallend dabei ist, daß manche einer genauen Messung leicht zugänglichen Lebensprozesse, z. B. die Pulsierung der contractilen Vacuole bei den Infusorien usw., worauf neuerdings Kaxitz aufmerksam gemacht hat, vollkommen parallel mit der Veränderung der Intensität der chemischen Prozesse beim Wechsel der Temperatur verlaufen2). Es ist anzunehmen, daß auch die assimilatorischen Prozesse, welche ja zweifellos eine chemische Grundlage haben, direkt durch die Temperatur beeinflußt werden, und das um so mehr, als bei den Zellwachstumsvorgängen die osmotischen Erscheinungen eine wich- tige Rolle spielen. Es ist naheliegend, daß das Hinuntersteigen der Temperatur eine Veränderung in der Dichtigkeit der diosmierenden Flüssigkeiten und in dem Aggregatzustand der trennenden Membran (der Kernmembran) herbeiführt und daß dieser osmotische Zustand in der Vergrößerung des Kernes seinen morphologischen Ansdruck findet. Wenn wir dann den nachfolgenden Satz aufstellen: die Zel- len besitzen bei niederer Temperatur einen im Verhältnis zum Proto- 1 Von einer 1’iir die verschiedenen Infusorien verschieden hoch liegenden Temperatur aufwärts kommt es abermals zu einem raschen Hinuntersinken der Teilungsrate nnd schließlich zu völligem Stillstand der Lebensfunktionen. Das Optimum der Temperatur liegt für Stylonychia zwischen 25 — 27° C, das Maximum bei ca. 32—35° C. 2) Viele Angaben über die Beschleunigung der tierischen Entwicklung (spez. Eifurchung und der chemischen Reaktionen bei erhöhter Temperatur gibt auch K. Peter in seiner interessanten Arbeit: »Der Grad der Beschleunigung tierischer Entwicklung durch erhöhte Temperatur^ Experimentelle Zellstudien. 343 plasma größeren Kern als bei höherer Temperatur; daß ferner mit der Vergrößerung des Kernes eine Verlangsamung der Lebensfunk- tionen Hand in Hand geht, so geben wir nur eine Umschreibung der uns zugänglichen, im letzten Moment von chemisch-physikalischen Prozessen bedingten morphologischen Umänderungen in der Zelle. Genau so werden auch die Depressionszustände, bei welchen die Zelle einen enorm großen Kern aufweist, eine chemisch-osmotische Grundlage haben: Durch die andauernde Zellfunktion kommt es zu einer allmählichen Anhäufung der Chromatinsubstanz. Da dieselbe stark osmotisch wirksam ist, bedingt sie in einem gegebenen Augen- blicke die Vergrößerung des Kernes. Auch hier konstatieren wir, daß Hand in Hand mit der Kernvergrößerung eine Verlangsamung der Lebensprozesse geht, welche zum vollkommenen Stillstand der- selben führen kann. Aus diesen Beobachtungen können wir die rich- tige Schlußfolgerung ziehen, daß die durch andauernde Funktion oder durch Kältewirkung herbeigeführte Hemmung der Lebensfunk- tionen sich immer in einer abnormen Vergrößerung des Kernes zu äußern pflegt. Wir beobachten nun folgendes: Bei einer gewissen Temperatur, die sich für die Lebensvorgänge als das Optimum erwiesen hat, spielen sich die Zellfunktionen nur bei einer ganz bestimmten Kern- plasmarelation am günstigsten ab, einer Kernplasmarelation, die dem normalen Zustande der Zelle entspricht. Aus diesem Zusammentreffen ist unschwer zu folgern, daß es ein gewisses Optimum für den Lebens- prozeß der Zelle gibt, das durch das günstigste Zusammenwirken der chemisch-physikalischen Faktoren in der Zelle bedingt ist und in einer gewissen, ganz bestimmten Kernplasmarelation seinen Aus- druck findet. Tritt durch eine Veränderung im chemisch-physikali- schen Prozesse eine Abweichung von diesem gegebenen Optimum der Zelle ein, so spielen sich auch die Lebensvorgänge in ganz an- drer Richtung ab. Dieser Zustand äußert sich seinerseits wiederum in einer veränderten Kernplasmarelation. Das ist z. B. der Fall bei der Teilung der Zelle. Von den während des Teilungswachstums sich abspielenden Vorgängen kann man sich die Vorstellung machen, daß das Teilungswachstum des Kernes die unausbleibliche Wirkung einer während der funktionellen Wachstumsperiode in dem Kern allmählich sich anhäufenden, osmotisch stark wirkenden Substanz — des Chromatins — ist, welche in einem gegebenen Moment das energische Hineinströmen von Plasmabestandteilen in den Kern bedingt. 23* 344 Dr. Methodi Popoff So sehen wir, daß das genaue Studium derjenigen Umänderun- gen in der Zelle, welche in dem Begriff Kernplasmarelation ent- halten sind, ein tieferes Eindringen in die Lebenserscheinungen er- möglicht. Durch Ermittelung der Wirkungsweise verschiedener Fak- toren— Temperatur, andauernde Tätigkeit, Hunger usw. — ; durch das genaue Studium der gesetzmäßigen Umänderungen von Plasma und Kern bei den verschiedensten Zellarten und in den verschiedensten Perioden des Zellebens; durch das genaue Verknüpfen dieser Wachs- tumserscheiuuugen mit den daraus folgenden Umänderungen in den Funktionen der lebenden Substanz werden wir immerhin imstande sein, vielen bis jetzt einer experimentellen Ermittelung unzugänglich erscheinenden Fragen näher zu treten. Auf diese Weise dringen wir außerdem tiefer in einen Komplex gesetzmäßig verlaufender Lebens- erscheinuugen ein, deren physikalisch-chemische Ursachen wir vor- derhand nur andeuten können, ohne noch den genauen Zusammen- hang von Ursache und Wirkung klarlegen zu können. Die weiteren Schlußfolgerungen dieser Betrachtungsweise werden sich von selbst ergehen. Würden wir in der chemisch-physikalischen Analyse der Zellerscheinungen auch so weit gegangen sein, daß wir uns alles nach dieser Richtung befriedigend erklären könnten, so würde sich der Grundgedanke der Kernplasmarelationslehre, d. i. daß bei nor- malem Zustande der Zelle ein bestimmtes Verhältnis zwischen Kern und Plasma besteht, trotzdem erhalten können. Die Kernplasma- relation wird ein morphologischer, faßbarer Ausdruck des jeweiligen Chemismus der Zelle bleiben. Freilich muß man bei allen diesen Ermittelungen niemals aus dem Auge verlieren, daß die experimentell faßbare Kernplasmarelation nach dem Zuvorgesagten eine Mittelstufe ist, welche zu einer tieferen Erkenntnis der Zelle führt. VI. Am Schlüsse dieses ersten Abschnittes meiner Ausführungen will ich die Aufmerksamkeit auf eine, wie es mir scheint, wichtige Konse- quenzen versprechende Tatsache lenken. Im Laufe der vorhergehenden Betrachtungen habe ich öfters er- wähnt, daß die Tiere einer und derselben Kultur nicht gleich groß sind, sondern daß diese Größe in bestimmten Grenzen schwankt. Auf die Kernplasmaverhältnisse untersucht, zeigen so ziemlich alle Tiere in einem bestimmten Moment die für die gegebene Temperatur konstante Kernplasmarelation. Wie sind diese verschieden großen Experimentelle Zellstudien. 345 Tiere entstanden? — Die Hauptursache dazu ist in der nicht immer absolut gleichmäßig erfolgenden Kernteilung zu suchen1). Das eine der Tochtertiere bekommt manchmal einen etwas größeren Kern als das andre (siehe Tabelle S. 254 — 256). Nach den früheren Ausführun- gen ist es klar, daß das Tier mit dem größeren Kerne stärker an- wachsen muß, um die für die Teilung nötige Kernplasmaspannung zu erreichen, d. h. das Tier wird vor der Teilung größer als das- jenige Tochtertier sein, welches einen kleineren Kern bekommen hat. Diese Schwankungen in der Größe, welche sich zwischen den Tieren einer und derselben Kultur bemerkbar machen, treten auch zwischen den einzelnen bei einer und derselben Temperatur und bei sonst gleichen Lebensbedingungen geführten Kulturen auf, und das auch dann, wenn diese Kulturen von einer und derselben Ausgangs- kultur abgezweigt worden sind. Diesen Fall habe ich außerordent- lich prägnant bei meinen zahlreichen Stylonychien- Kulturen, welche, von einer und derselben Ausgangskultur angelegt, bei 25° C gezüchtet wurden, beobachten können. Wie aus der Tabelle S. 316—318 zu er- sehen ist, zeigte die Stylonychien- Kultur C — eine Teilungsgröße von 8,90 Länge, 6,86 Breite, die Kultur A dagegen durchschnittlich eine Größe von 11,4 Länge, 8,17 Breite — eine nicht unbedeutende Diffe- renz, welche im Laufe der Kultur erhalten blieb. Die Erklärung dieses Unterschiedes in der Größe der einzelnen Kulturen ist darin zu suchen, daß dieselben von verschieden großen Tieren angelegt worden sind. Die Nachkommen dieser Tiere sind deswegen auch entsprechend größer. In diesem Falle merkt man auch, daß in jeder einzelnen Kultur die Tiere weitere kleine Schwankungen in der Größe aufweisen, über deren Ursache ich schon oben gesprochen habe. Es ist dabei zu bemerken, daß die Größe der einzelnen Tiere jeder Kultur um ein Mittel der der betreffenden Kultur charakteristischen Teilungsgröße schwankt. Stellen wir uns jetzt vor, daß die Teilhälften zweier solcher verschieden großen Stylonychien- Individuen statt auseinanderzugehen in festem Verband miteinander bleiben, so werden wir, die Zahl der Zellen gleich vorausgesetzt, zwei verschieden große Metazoenindivi- duen einer und derselben Art bekommen.2) Ein jedes dieser Indivi- *) Die durch andre Momente bedingten Größenschwankungen siehe S. 275. 2) Zusatz bei der Korrektur. — Inzwischen ist mir ein Aufsatz von Auoust Gröber (Festschrift für Leuckart, 1892; S. 74— 76) bekannt geworden. Der Verfasser hat Zwergindividuen von Stentor polymorplms nnd Stentor coeruleus beobachten können, aus deren weiteren Teilungen eine Zwergrasse von Stentoren 346 Dr. Methodi Popoff duen wird die gewöhnlichen Schwankungen um eine Mittelgröße auf- weisen, durchschnittlich werden ober die Zellen des einen Tieres größer als die Zellen des andern bleiben. Auf diese Weise werden die gewöhnlich zu beobachtenden Schwankungen in den Größen zwischen Individuen einer und derselben Art, vorausgesetzt, daß keine Hemmungserscheinungen dabei mitgespielt haben, eine mathe- matische Funktion von der Größe der Zellen des betreffenden Indi- viduums sein. Diese Auseinandersetzungen lassen den allgemein aufgestellten Satz (Boveri 1904, Rabl 1897, Amelung 1893, Sachs usw.i, daß die gleichartigen Zellen einer und derselben Art etwas Konstantes für die Species darstellen und daß die Größendifferenzen, welche sich zwischen den Individuen einer und derselben Art be- merkbar machen, nicht durch die verschiedenen Größen der Zellen bedingt sind, sondern ausschließlich durch die Zahl derselben, von vornherein unwahrscheinlich erscheinen1). Es ist vielmehr an- zunehmen, daß die Größe eines Individuums Komponent von zwei Faktoren ist: 1. der Größe und 2. der Zahl der Zellen. Präzisieren wir weiter diese Schlußfolgerungen. Um unsrem Ausgangspunkt — der Infusorienkultur — näher zu bleiben, gehen wir bei der Betrachtung der Metazoen von den Geschlechtszellen aus. In einer meiner früheren Arbeiten habe ich entstanden ist. Wie ersichtlich findet diese Beobachtung ein Gegenstück in den von mir in dieser Richtung an Stylonychien-Kulturen ausgeführten Messungen. Yon dieser Beobachtung ausgehend wirft Gruber die Frage auf (ohne dieselbe näher zu erörtern), ob man nicht die Zwergmenschen als durch eine auffallende Kleinheit ihrer Zellelemente entstanden, auffassen darf? f Durch diese Behauptung komme ich mit verschiedenen Autoren in Wider- spruch. So beobachtet Boveri, daß die Größe der Zellen bei Individuen ein und derselben Art konstant ist [Boveri (1904) hat Zellen von einem Riesen und einem mittelgroßen Menschen gemessen und hat sie gleich groß gefunden (Zahlen- angaben fehlen)]. Auch Rabl (97) hat bei der Entwicklung der Wirbeltierlinse eine Konstanz der Zellgröße angegeben. Ferner hat Amelung (63) bei Pflanzen- epidermis die konstante Zellgröße ebenfalls hervorgehoben. Doch fallen bei den Zahlen, die er angibt gleich die starken Schwankungen auf, denen die Epi- dermiszellen einer und derselben Pflanzenart unterworfen sind. Auch aus den Abbildungen Rabls sind Differenzen in den Zellgrößen ersichtlich. Hier möchte ich auch das bekannte Beispiel von Ascaris anführen. Die Zahl der Zellen ist .ja hier bei allen Exemplaren konstant, und die verschiedene Größe der ausgewachsenen Individuen wird hauptsächlich durch die verschiedene Größe der Zellen herbeigeführt. Man hat diesen kleinen vorhandenen Schwankungen in der Zellgrüße keine tiefere Bedeutung beigemessen, da man bisher eine genaue Analyse der Momente, die die Zellgröße beeinflussen, noch unterlassen hat. Experimentelle Zellstadien. 347 näher anszuführen versucht, daß der Lebenslauf einer Protozoenzell- generationsfolge mit demjenigen einer Geschlechtszellgenerationsfolge eines Metazoenindividuums übereinstimmt (Näheres darüber siehe auch in dem zweiten Abschnitt dieser Arbeit). Wie in einer Proto- zoenkultur in der Größe der einzelnen Individuen, so kommen auch zwischen den Geschlechtszellen eines Metazoons kleine Schwankun- gen vor. Dieser Größenunterschied ist auch hier durch zufällige ungleichmäßige Teilungen bedingt. Diese Unterschiede treten schon während der letzten Entwicklungsstadien der Geschlechtszellen — während der sogenannten Wachstumsperiode (siehe die diesbezüg- liche Tabelle in dem zweiten Abschnitt dieser Arbeit S. 360) — auf. Besonders auffallend wird dieser Unterschied in den reifen Ge- schlechtszellen, vor allem in den Eiern. Die beim ersten Anblick ganz genau gleich groß aussehenden reifen Eier eines und desselben Individuums, zeigen bei genauen Messungen kleine Schwankungen um eine Mittelgröße.1) Von Zeit zu Zeit kommen ganz beträchtliche Größenunterschiede vor. Nach den Erfahrungen an Protozoen ist anzunehmen, daß auch die verschieden großen Eier eines und des- selben Individuums die gleiche Kernplasmarelation aufweisen würden. Genaue Messungen in dieser Richtung sind noch nicht gemacht worden, der Ausgang derselben in obigem Sinne ist aber fast sicher theore- tisch zu erwarten. Es könnte hier der Einwand gemacht werden, daß die Größe der Eier nur deshalb schwankt, weil ein verschieden großes Quantum von Nahrungsmaterial in den Eiern aufgespeichert ist. Dieser Ein- wand ist nicht stichhaltig. Die Nahrungsmenge jeder Zellenart ist nicht eine beliebige Größe, sondern sie wird durch die Plasmamasse der betreifenden Zelle bestimmt. Könnte die Dottersubstanz ganz und gar nach Belieben entstehen, dann wäre durchaus nicht einzusehen, warum die Eier nicht ganz beliebige und bunt durcheiuanderge- mischte Größen zeigen. Es ist vielmehr anzunehmen, daß die durch ungleichmäßige Teilung zufällig größer gewordenen Zellen in reifem Zustande mehr Dotter als die andern Zellen besitzen werden. Die größeren Eier eines und desselben Individuums sind deshalb als größere Zellen zu betrachten. Bei der Entwicklung von zwei verschieden großen Eiern sind deswegen, nach dem früher bei Stylonychia Gesagten, auch zwei verschieden große Individuen zu erwarten. Die Größe derselben, die *) Siehe R. Hertwig: Über das Problem der sexuellen Differenzierung S. 211. 348 Dr. Methodi Popoff Heminungserscheinuugen ausgeschlossen, wird in erster Linie durch die verschiedene Größe der Zellen bedingt werden. Dies ist in der Tat der Fall. Ich verdanke in dieser Beziehung der Freundlichkeit Herrn Chambers’ sehr bemerkenswerte Mitteilungen. Herr Chambers hat Froscheier eines und desselben Geleges von ganz auffallender Größendifferenz gezüchtet und dabei Kaulquappen bekommen, die ganz verschieden groß sind. Bemerkenswert ist dabei, daß die großen Kaulquappen aus den großen Eiern stammen. Auf die Zellgröße untersucht, zeigten die Kaulquappen entsprechende Differenzen. l) Stellen wir uns jetzt vor, daß die aus großen Eiern entstandenen Tiere einer beliebigen Tiergruppe geschlechtsreif werden, so wird sich die Größe der Zellen natürlich auch auf die Geschlechtszellen er- strecken. Die Eier (die Größenunterschiede bei den Spermatozoen liegen unter der Grenze des exakten Messens) der erwachsenen Tiere werden verschieden groß sein; und zwar werden die großen Weibchen auch größere Eier besitzen.2) Auch in diesem Falle werden die gewöhn- lichen Schtvankuugen in der Eigröße auftreten. Die Eier des großen Weibchens werden um eine höhere Mittelgröße als die des kleinen Weibchens schwanken. Die (Nachkommenschaft dieser zwei Weib- chen muß daher den obigen Ausführungen gemäß um zwei verschie- dene Mittelgrößen schwanken. Von dem kleinen Weibchen werden kleinere Tiere abstammen als von dem größeren. Das aus dem größten Ei eines großen Weibchens entstandene Tier wird sehr groß sein und seinerseits entsprechend große Eier besitzen usw. Wenn wir also nach dieser Weise immer die größten Eier weiter züchten, so müßten wir schließlich bis zu echten Riesen kommen. Dies ist aber eine falsche Auslegung, bedingt durch die Einseitigkeit unsrer bisherigen Betrachtungen. Damit eine Geschlechtszelle sich weiter entwickeln kann, muß sie befruchtet werden. Dieselben Größenunterschiede werden aber auch die männlichen Geschlechtszellen zeigen. Hier sind nun ver- schiedene Kombinationen möglich. Die Zahl der äußerst großen Eier in ein und demselben Individuum ist nicht bedeutend. Das- selbe wird der Fall bei den männlichen Geschlechtszellen sein, d. h. die extrem großen Spermien werden hier auch zu den Ausnahmen 11 Betreffs weiterer Einzelheiten verweise ich auf die demnächst zu veröffent- lichende Arbeit Chambers’ selbst. -} Über die in dieser Richtung möglichen Abweichungen und deren Ur- sachen siehe S. 350. Experimentelle Zellstudien. 349 zählen. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein großes Ei von einem größe- ren Spermatozoid befruchtet wird, ist darum sehr gering. Tritt dies zufällig ein, so wird aus dem Ei ein entsprechend großes Individuum entstehen. Für gewöhnlich wird aber das große Ei von einem mittel- großen Spermium befruchtet werden. Die Größe des neuen Indivi- duums wird dann eine Resultante dieser zwei verschiedenen Größen darstellen, d. h. das neu entstandene Individuum wird größer als diejenigen, welche aus mittelgroßen Eiern entstanden sind, seine Größe wird aber nicht gerade proportioneil mit der ursprünglichen Größe des Eies sein. Dieselben Möglichkeiten werden sich auch bei der Befruchtung der äußerst kleinen Eier abspielen. Durch die Be- fruchtung werden deswegen in sehr seltenen Fällen die extremen Abweichungen verstärkt werden, gewöhnlich werden sie nach der Richtung beeinflußt, daß sie sich der mittleren Größe nähern1). Die Richtigkeit der hier aufgestellten These, d. i., daß aus den großen Eiern immer große Tiere entstehen, kann bei allen Tieren bestätigt werden. Die Nachkommenschaft von großen Elternpaaren sind in der Regel immer große Individuen, da das große Weibchen und das große Männchen entsprechend große Geschlechtszellen haben. Von Zeit zu Zeit kommt es aber auch vor, daß eines von den Kin- dern kleiner ist als die übrigen Geschwister. In diesem Falle ist auzunehmen, daß zufällig, wenn keine Hemmungserscheiuungen mit- gespielt haben, ein kleineres Ei zur Befruchtung gekommen ist. Ist eines von den Eltern größer als das andere, so wird die Nachkom- menschaft die Mittelgröße zwischen den beiden Eltern behaupten. Ausnahmsweise kann eines von den Kindern genau die Größe von einem der Eltern haben. Das wird dann eintreten, wenn zutällig eines von den in extremen Größen variierenden Eiern zur Befruch- tung kommt. Beispiele für diese hier erwähnten Möglichkeiten haben wir zur Genüge in dem Alltagsleben der Menschen. Dies ist auch bei der Viehzucht nicht minder deutlich ausgesprochen. Um eine starke Riesenrasse zu bekommen, paaren die Viehzüchter nur entsprechend große Tiere. Die augenfällige Tatsache, daß die Größe der Individuen in erster Linie von der Größe des Ausgangsmaterials (der Geschlechts- i) Die scheinbare Ausnahmestelle der parthenogenetischen Eier wird da- durch aufgehoben, daß jede Parthenogenese nach einer gewissen Zeit durch geschlechtliche Fortpflanzung abgelöst wird und dadurch das einseitige An- wachsen der Individuen hier auch balanciert. 350 Dr. Methodi Popoff Produkte) bedingt wird, wird manchmal durch zwei andere Momente stark verschleiert: 1. durch die bei der Entwicklung von Zeit zu Zeit eintretenden Hemmungserscheinungen, welche dazu führen kön- nen, daß das Anwachsen eines Individuums vollständig sistiert wird. Wenn dagegen die Existenzbedingungen, die die betretfende Hem- mung verursachten, nicht in dem Grade ungünstig sind, daß sie un- bedingt eine Schädigung herbeiführen, dann kann die Wachstums- verhinderung aufgehoben werden, sobald das Tier in günstige Lebens- bedingungen versetzt wird. 2. Umgekehrt kann ein von einem kleinem Ei stammendes Tier bei reichlicher Ernährung sehr stark anwachsen, aber es kann nicht zum Riesen gemacht werden, denn durch die reichliche Ernährung wird nur die Zahl der Zellen beein- flußt werden können, die andre wichtige Komponente für das Groß- werden — die Größe der Zellen — wird unbeeinflußt bleiben. Kurz zusammengefaßt, ergibt sich aus den vorhergehenden Aus- einandersetzungen folgendes: Die Größe der Individuen einer und derselben Art wird durch dreierlei Momente bedingt: 1. Das erste und wichtigste Moment ist die Größe der Aus- gangszeile; 2. Das zweite Moment ist die durch günstige Ernährung ge- steigerte Zahl der Zellen. So ist es zu erklären, daß manchmal z. B. ein großes Weibchen verhältnismäßig kleine Eier besitzt; 3. wird die Größe beeinflußt durch die ins Spiel kommenden Hemmungserscheinungen. Die letzteren bedingen, daß die aus großen Eiern entstandenen Individuen nicht entsprechend groß werden. Die Zellgröße dieser Individuen wird aber entsprechend der Größe der Ausgangszeile schwanken. So kann es manchmal Vorkommen, daß ein kleines Weibchen große Eier besitzt. Die Zurückführung der Größe der Individuen auf die Größe der Eier läßt eine wichtige Folgerung für das Yererbungsproblem zu. Die Größe der Individuen einer Familie z. B. wird nicht auf dem bis jetzt allgemein angenommenen Wege vererbt. Von den Auffassungen Weismanns ausgehend, ist man geneigt anzunehmen, daß jeder Charakter, darunter auch die Größe des In- dividuums, durch spezifische Repräsentanten im Keimplasma vererbt wird. Würde das letztere den wirklichen Verhältnissen entsprechen, so ist durchaus nicht zu begreifen, warum die Repräsentanten für ein Riesenindividuum nie in ein kleines Ei versetzt werden. Denn dieser Auffassung zufolge würden wir genau so gut erwarten können, Experimentelle Zellstudien. 351 daß ans einem kleinen oder mittelgroßen Ei ein Riese entsteht. Das kommt aber niemals in der Natur vor. Natürlicher in diesem Falle wird die Auffassung sein, daß hei der Größe der Individuen allein die Größe der Zellen unmittelbar vererbt wird. Dies genügt, um die so auffallende Übereinstimmung in der Größe der Kinder eines Ehepaares mit früheren Vorfahren befriedigend und ohne Zuhilfenahme andrer Hypothesen zu erklären. Die Kinder von großen Eltern haben entsprechend große Zellen, darunter auch Geschlechtszellen. Dieselben werden um eine höhere Mittelgröße schwanken als die Zellen von Kindern eines kleinen Ehe- paares. Werden nun später einmal diese verschieden große Ge- schlechtszellen besitzenden Abkömmlinge zur Zeugung vereinigt, so werden sich durch die entstandenen Kombinationen der Geschlechts- zellen alle Mittelstufen und die zwei extremen Größen in der Nach- kommenschaft ergeben, d. h. es werden im allgemeinen mittelgroße Kinder geboren werden, ab und zu ein sehr großes (z. B. dem Groß- vater der einen Stammlinie ähnlich), oder ein sehr kleines Kind (z. B. der Großmutter der andern Linie ähnlich) entstehen. Im ersten Falle wird ein großes Ei mit einem großen Spermatozoon, im zweiten ein kleines Ei mit einem gewöhnlichen Spermatozoid befruchtet. In der Größe der Individuen haben wir deshalb einen Charakter vor uns, dessen Vererbbarkeit, wie es mir scheint, unsrer unmittel- baren genauen experimentellen Ermittelung zugängig ist. Durch auf breiter Grundlage angestellte Versuche in dieser Richtung wird es möglich sein, die Ursache aller Variationen in der Größe der ein- zelnen Individuen einer und derselben Art und den Einfluß, welchen die verschiedenen äußeren Agentien: Temperatur, Unterernährung, langdauernde Züchtung usw., auf sie ausüben können, genau zu be- stimmen und dadurch präzise Angaben für das Vererbungsproblem zu gewinnen. 352 Dr. Methodi Popoff Zweiter Teil. Über die Natur der Geschlechtszellen. Die immer mehr und mehr sich vertiefenden und so sehr ins einzelne gehenden Untersuchungen auf dem Gebiete der tieri- schen und pflanzlichen Cytologie, besonders aber auf dem ersteren, haben zur Folge gehabt, daß vielfach bei der Forschung das große Ganze in Bau und Leistungsfähigkeit der Zelle den Blicken verloren ging und das Einheitliche in dem cellularen Problem dadurch zu stark vernachlässigt wurde. Jeder Forscher war bemüht, in dem speziellen Fall der von ihm untersuchten Zellen immer etwas sui generis, nur einer beschränkten Gruppe zukommendes zu entdecken und zu beschreiben. Diese an sich richtige Bestrebung, welche vieles zur Aufklärung der allmählichen Spezialisierung der Zellfunktionen und zum Verständnis der stufenweise erfolgenden Einschränkung in der Leistungsfähigkeit der Zelle beigetragen hat, hat aber auch dazu geführt, daß sehr oft bei den betreffenden Zellen nur ein Merkmal von dem großen Ganzen, allen Zellen allgemein Zukommenden los- getrennt und scharf hervorgehoben wurde. Man suchte die Besonder- heiten bei den verschiedenen Zellenarten nicht durch die Betrachtung des ganzen Zellorgauismus verständlich zu machen, sondern man suchte ohne Rücksicht auf das Zellganze für sie eine Erklärung. Die Folge dieses Verfahrens war, daß man ganz ausgesprochen ähn- liche Zellbestandteile, welche bei verschiedenen Zellenarteu in be- stimmten Zellebensperioden aufzutreten pflegen, als gesonderte und nicht zusammengehörende Gebilde auffaßte. Ich brauche nur auf die verschiedensten Deutungen, welche die Chromidialgebilde bei den Gewebs-, Nerven- und Geschlechtszellen erfahren haben, hinzudeuten. Solche Bestrebungen dagegen, welche eine einheitliche Auffassung der Zelle anbahnen und dadurch vielen für jede Gewebszellenart allein gültigen Hypothesen den Boden entziehen, werden manchmal allzu vorsichtig aufgenommen. Bei keiner Zellenart aber hat diese separatistische Betrachtungs- weise der Zelle einen so extremen Punkt erreicht und einen so großen Nachteil gehabt wie bei den Geschlechtszellen. Der Umstand, daß dieselben berufen sind, Ausgangspunkt einer neuen Zellgeneration zu sein, hat so sehr unsre Vorstellungen über die Geschlechtszellen beeinflußt, daß es kaum übertrieben sein wird, wenn ich sage, daß Experimentelle Zeitstudien. 353 die Forscher gewöhnlich bei der Betrachtung der Geschlechtszellen auf ganz eigenartige, dem besonderen Schicksal der Geschlechtszellen entsprechende Vorgänge gefaßt gewesen sind und infolgedessen vielfach die auch für die Geschlechtsprodukte zutreffenden allgemein gültigen Zellcharaktere nicht genügend berücksichtigt haben. Aus diesem Zusammenhang herausgerissen, gewinnen viele Vorgänge, welche sich in den Geschlechtszellen abspielen, einen absonderlichen Charakter. Ihre Erklärung gewinnt dadurch an Schwierigkeit und gibt Anlaß zu vielen Hypothesen. Bei der Untersuchung der Geschlechtszellen herrscht noch ein weiterer Übelstand. Anstatt die sich besonders bei den letzten Vermehrungs- und Wachstumsperioden abspielenden Vorgänge als Ausdruck einer ganzen Reihe vorhergehender Lebens- und Vermehrungsprozesse von aufeinanderfolgenden Zellgenerationen zu betrachten und von hier aus ihr Verständnis zu suchen, reißt man diese an und für sich auffallenden Wachstumserscheinungen, welche sich am Ende der Zellgenerationsreihe der Geschlechtszellen abspielen, ganz aus ihrem natürlichen Zusammenhänge heraus und sucht durch Beschreibung jeder Einzelheit dieser letzten Momente des Zellebens eine Aufklärung über die Natur der Geschlechtszellen zu gewinnen. Es ist auffallend, daß die Mehrzahl von den bis jetzt existierenden Arbeiten über die Entwicklung der Geschlechtszellen nur diese letzten Momente berücksichtigen. Eine solche Betrachtungsweise ist wenig geeignet, zu einem rich- tigen Verständnis zu führen. Es scheint mir viel richtiger zu sein, wenn man sich eine klare Vorstellung über die Natur einer Zellenart machen will, daß man zuerst die Stellung derselben zu dem ganzen Organismus aufzuklären sucht und dann alle die Leistungen berück- sichtigt, welche eine freie Zelle zu verrichten imstande ist; dazu muß man genau die Generationsfolge der betreffenden Zellen kennen. Von den oben angeführten Gesichtspunkten ausgehend, wird man sich viele Vorgänge in der gegebenen Zellenart erklären können, und außerdem wird man bemerken, daß vieles, was man als etwas Be- sonderes, nur diesen Zellen Zukommendes anzusehen geneigt ist, sich, wenn auch manchmal in etwas verschleierter Form, bei andern Zel- len in bestimmten Lebensperioden vorfindet. Auf diese Weise betrachtet, verliert, wie es mir scheint, auch die Geschlechtszelle vieles von dem Sonderbaren, was ihr beim ersten Blick anhaftet, und die sich am Schlüsse der Generationsfolge der Geschlechtszellen (d. li. während der Wachstumsperiode der Ge- schlechtszellen) abspielenden Vorgänge, welche zum Ausgangspunkte 354 Dr. Methodi Popoff so vieler Theorien geworden sind1), lassen sich nicht unschwer als Folge der vorangegangenen Lebensgeschichte der Geschlechtszellen anffassen. Das Ganze bildet eine ununterbrochene Kette von Er- scheinungen, und jedes Glied derselben läßt sich nur im Zusammen- hang mit dem Yorausgegangenen erklären. Im folgenden werde ich versuchen, die Entwicklung der Ge- schlechtszellen von den angedeuteten Gesichtspunkten aus zu be- leuchten. Zunächst muß ich hier auf früher Gesagtes zurückgreifen, um die Ausgangspunkte unsrer weiteren Betrachtungen schärfer zu prä- zisieren. Und zwar berufe ich mich zuerst auf die Protozoenzelle. Im ersten Abschnitt dieser Arbeit habe ich die sich während des Zellebens abspielenden Umänderungen in den Kernplasmaverhält- nissen eingehend behandelt. Dabei habe ich nachzuweisen versucht, daß es für jede Zelle ein bestimmtes Optimum der Kernplasmarela- tion gibt, bei welcher die Lebensfunktionen sich am normalsten ab- spielen. Wird diese Kernplasmarelation irgendwie zugunsten des Kernes oder des Plasmas allein verändert, so gerät die Zelle in einen für die Ausübung der Lebensvorgänge ungünstigen Zustand. Je nach dem Grade dieser Störung sind auch verschiedene Prozesse nötig, um die Zelle wieder in ihren normalen Zustand zu bringen. Das nähere Verfolgen dieses Gedankens läßt die folgenden Ab- stufungen erkennen: 1. Einen schwach abweichenden Zustand haben wir in dem Kernplasmaspannungsmoment der Zelle, welcher regelmäßig als un- ausbleibliche Folge des Zellwachstums zwischen zwei aufeinander- folgenden Teilungen auftritt, kennen gelernt. Dieser abweichende Zustand in der Kernplasmarelation der Zelle wird durch die Teilung beseitigt. Die letztere ist demnach als ein Regulationsprozeß zu be- trachten. Die nicht absolute Exaktheit des Teilungsprozesses bei der Zweiteilung des Kernes, noch mehr aber die allmählich sich an- häufende Vergrößerung des Kernes infolge andauernden Funktio- nierens, führt schließlich zu solchen Störungen in dem Verhältnis zwischen der Kern- und Plasmagröße, daß eine Teilung der Zelle unmöglich gemacht wird. Infolge des übermäßigen Anwachsens des Kernes werden die Funktionen der Zelle in Stillstand gebracht. l) Man kann wohl sagen, daß es kaum ein Stadium in dieser Periode der Kern- und Plasmaumwandlungen in den Geschlechtszellen gibt, auf dem nicht nur für die Geschlechtszellen geltende Theorien aufgebaut worden sind. Experimentelle Zellstudien. 355 2. Die Zelle tritt in Depression ein. Je intensiver die Zelle funktioniert, desto früher wird eine übermäßige Vergrößerung des Kernes erzielt, desto früher werden daher die Depressionszu- stände eintreten. Die genaue Erforschung der Wirkung aller der- jenigen Faktoren, wie Überernährung, Hunger, rasche Temperatur- veränderungen nach vorausgegangener starker Ernährung usw., welche alle eine schnellere Herbeiführung der Depression begünstigen, hat ergeben, daß dieselben das Wachstum des Kernes einseitig stark be- einflussen. Um wieder in den normalen Zustand kommen zu können, muß in der Zelle eine Verminderung der Kernsubstanz stattfinden. Dies erfolgt durch Chromatinausstoßung von seiten des Kernes oder durch direkte Resorption von Kernteilen von seiten des Protoplasmas. Alles das sind daher Regulationsprozesse, ähnlich denen, welche von Goldschmidt, Mathews, von mir und von andern Autoren auch bei der Metazoenzelle (Chromidienbildung bei stark funktionierenden Ge- webszellen, bei den Geschlechtszellen usw.) beobachtet worden sind. Im Verlauf einer Kultur Protozoen werden die Depressionen immer häufiger und tiefer. Das zeugt dafür, daß die Selbstregulie- rung der Zelle immer schwerer und ungenügender wird. Die Re- sorptionsfähigkeit des Protoplasmas wird bei allzu großem Anwachsen des Mißverhältnisses zwischen Kern und Plasma schließlich aufge- hoben. Die enorme Vergrößerung des Kernes kann nur noch un- vollkommen oder überhaupt nicht mehr durch den Einfluß des Protoplasmas rückgängig gemacht werden. Die Zelle, sich selbst überlassen, wird dem physiologischen Tode erliegen. 3. Zu solchen Zeiten tiefer Depressionen tritt nun bei Protozoen der Konjugationstrieb ein, welcher zu wahren Konjugationsepi- demien führt. Durch den Konjugationsprozeß wird eine totale Um- wälzung in dem Kernapparat herbeigeführt und dadurch die Zelle wieder in ihren normalen Zustand in bezug auf die Kernplasmaver- hältnisse zurückversetzt. Der Konjugationsvorgang ist somit als ein regulatorischer Prozeß aufzufassen. Er hat als solcher eine Berech- tigung nur bei Zellen, welche sich in äußerst abnormem Zustande befinden, d. h. bei Zellen in tiefer Depression. So sehen wir, daß die Teilung der Zelle, die Chromidienbildung und in vielen Fällen die Zerstückelung des Kernes bei der Depression und schließlich die Konjugation Regulationsprozesse sind, welche alle zu einem führen: dem Balancieren der Kernplasmaverhältnisse der Zelle. 356 Dr. Methodi Popoff Nach diesen Vorbemerkungen gehen wir zu der Betrachtung über, wie sich die Zellen im allgemeinen in einem Metazoenindivi- duum verhalten und speziell was für eine Stellung die Geschlechts- zellen einnehmen. In einer meiner Arbeiten »Depression der Proto- zoenzelle und der Geschlechtszellen der Metazoen« habe ich die Frage nach der allmählichen Spezialisierung und der eng damit ver- knüpften Einschränkung der Lebensfunktionen der Zelle eingehend erörtert. Zufolge der verschiedenen Beziehungen der Zellen eines Metazoenindividuums zur Außenwelt und zueinander werden verschie- dene Ansprüche an dieselben gestellt. Durch das Zusammenleben der Zellen ist der wichtigste Moment einer histologischen Differen- zierung gegeben. Verschiedene Zellgruppen werden so sehr durch die Ausübung einzelner bestimmter Funktionen spezialisiert, daß da- durch viele andere Fähigkeiten allmählich eingehlißt werden. Wie jede Zelle, geraten auch die Gewebszellen infolge des an- dauernden Ausiibens ihrer Funktionen in Depressionszustände, die sie von Anfang an durch Selbstregulation (Chromidienbildung) be- wältigen können. Schließlich aber werden die Defekte infolge der fortdauernden Funktion so stark, daß die Selbstregulation nicht mehr imstande ist, die Zelle von der tiefen Depression zu retten. Da die einseitige Spezialisierung der Gewebszellen sie des gründlichsten Mittels zu einer Renovation, des Konjugationsvorganges, beraubt hat, erliegen diese Zellen unfehlbar der Depression. Dieser Lebenslauf der Gewebszellen mit ihren vielen Depressions- perioden muß immer berücksichtigt werden, wenn man ein vollstän- diges Bild von den cytologischen Einzelheiten im Aufbau eines Or- gans in verschiedenen Momenten seines Wachstums gewinnen will. Wie sehr solch eine Betrachtungsweise aufklärend wirken kann, zeigen die Beobachtungen Harry Marcus’ (1907) über die Entwick- lung der Thymus. Diesem Autor ist es gelungen, eine einheitliche und durchgreifende Erklärung der bei der Thymus vorkommenden und bis jetzt von den meisten Autoren als Lymphocyten, eosinophile Zellen usw. aufgefaßten Gebilde zu geben, indem er nachzuweisen sucht, daß alle diese so verschieden aussehenden Zellarten nur be- stimmte Stadien in der Entwicklung einer und derselben Zellgene- rationsreihe darstellen. In jedem Metazoenindividuum bleiben aber noch von der ersten Teilung der Eizelle an, oder von den noch nicht differenzierten Em- bryonalzellen, Zellen bewahrt, welche in keinen Gewebeverband ein- Experimentelle Zellstudien. 357 treten und an der Ausübung der verschiedenen Funktionen des Or- ganismus keinen Anteil nehmen. Die besondere Stellung dieser Zellen bewirkt, daß sie der Zellspezialisierung entgehen und dadurch die Funktionen einer Protozoenzelle vollkommen beibehalten. Diese Zellen sind die Geschlechtszellen. Am Ende ihres Lebens treten dieselben aus dem lockeren Verbände, in dem sie sich früher be- fanden, heraus und leben als ganz freie Zellen weiter. Wie jede Zelle, so werden auch die Geschlechtszellen im Laufe ihrer fortge- setzten Vermehrung und ihres Wachstums in Zustände geraten, in welchen die normale Ausübung der Lebensvorgänge infolge über- mäßigen Wachstums des Kernes gestört sein wird. Nach dem Vor- ausgegangenen wird die Lebenskurve einer Generationsfolge von germinativen Zellen, d. i. allen germinativen Zellen eines Metazoen- individuums, analog der Lebenskurve einer Protozoenzucht verlaufen. Hier möchte ich zuerst nur in großen Zügen die Entwicklung einer Generation von Geschlechtszellen, d. h. der Geschlechtszellen eines Individuums, skizzieren, damit nicht später bei Beschreibung der einzelnen, während der Wachstumsperiode der Geschtechtszellen sich abspielenden Vorgänge die Übersicht verloren geht1). Trotzdem in den bisherigen ovo- und spermatogenetischen Unter- suchungen der Entwicklungsverlauf der germinativen Zellen noch wenig berücksichtigt worden ist, lassen sich doch jetzt schon die in der Entwicklung derselben auf Depressionszustände hindeutenden Hauptetappen feststellen. Am spärlichsten sind die diesbezüglichen Angaben während der Vermehrungsperiode der Geschlechtszellen. Die dort sehr oft beobachteten gelappten Kerne z. B., welche in ver- schiedenen Zeitabständen der Vermehrungsperiode öfters wiederkehren und welche bis jetzt die einander widersprechendsten Deutungen (wie Amitose, »Funktionszustand« usw.) erfahren haben, werden sich nach den Untersuchungen Elpatjewskys (1908) als Depressionskerne auf- fassen lassen. Die Ähnlichkeit dieser Kerne mit dem gelappten Kerne eines Infusors im Depressionszustande ist geradezu über- raschend. In beiden Fällen trennen sich ganze Stücke vom Kerne ab, um nachher ins Plasma resorbiert zu werden. Dieser Vorgang ist auch bei den Geschlechtszellen, wie das bei den Protozoen der Fall ist, als ein Prozess aufzufassen, der zu einer Verminderung der Kernsubstanz und dadurch zum Normalwerden der Zelle beiträgt. i) Bei dieser Schilderung benutze ich einige Stellen aus meiner Arbeit (1907) »Depression der Protozoenzelle usw.« fast wörtlich. Archiv f. Zellforschung. I. 24 358 Dr. Methodi Popoff Besser stehen wir mit den Angaben in der Wachstumsperiode der Geschlechtszellen. Meine Beobachtungen an Paludina vivipara (1907) und die Be- obachtungen andrer Autoren an verschiedenen Objekten haben ge- zeigt, daß von dem nach der Ovogonienteilung folgenden Leptotaen- stadium beginnend, Prozesse auftreten, welche zuerst zu einer Längsspaltung der Chromatinschleifen im Kerne führen (Ende von Synapsis und Anfang vom Pachytaenstadium). Diese Prozesse hören hier nicht auf, sondern spielen sich weiter ab und führen zu der Ausbildung von echten Tetradenchromosomen. Es ist anzunehmen, worauf zuerst Woltereck (1898) und unabhängig von ihm Hertwig im Jahre 1906 — 1907 hingewiesen haben, daß die Zelle sich durch diese Prozesse zur Teilung vorbereitete, und zwar, wie ich es später ausführte1), zweimal nacheinander. Das erstemal im Moment der Längsspaltung der Chromatinschleifen, ein Vorgang, der, wie bekannt, jeder Teilung der Zelle vorausgeht, und das zweitemal mit der Tetradenausbildung. In den beiden Fällen aber findet die Teilung nicht statt. Vielmehr nach dem zweiten Anlauf zur Teilung, d. i. nach dem Stadium mit ausgebildeten Tetradenchromosomen, folgen Kernstadien (Diplotaene, Dyctiaene), welche zur Auflösung der Tetraden und zur Rückkehr des Kernes in den Zustand vor dem Leptotaenstadium führen. Daß die zwei hier verzeichneten Momente wirklich Vorbereitungen zur Teilung gewesen sind, zeigen die wäh- rend derselben ausnahmsweise auftretenden echten Mitosen, nämlich im ersten Falle Mitosen mit längsgespaltenen Chromosomen, im zwei- ten Falle solche mit Tetradenchromosomen. Es ergibt sich somit, daß die ausnahmsweise auftretenden Teilungen bei dem Ovocyten- wachstum nicht Erscheinungen ohne irgendeine tiefere Bedeutung sind. Durch diese aufeinanderfolgenden und immer rückgängig ge- machten Depressionen kommt schließlich die germinative Zelle in einen Zustand mit enorm vergrößertem Kerne. Das Wachstum der Zelle hört auf. Die Zelle gelangt in eine tiefe Depression. Die Zelle wird »reif«, wie man sagt. Der Versuch, die Wachstumsperiode der Geschlechtszellen mit der vorhergehenden Vermehrungsperiode derselben in Zusammenhang zu bringen, wurde zum erstenmal von R. Hertwig (1906) gemacht. i) Näheres darüber in der Arbeit »Depression der Protozoenzelle usw. Experimentelle Zellstudien. 359 In einem seiner öffentlichen Vorträge »Über die Ursache des Todes«1) weist er auf die eigentümlichen Wachstumserscheinungen der Ge- schlechtszellen hin und versucht, sie als Endergebnis einer ganzen vorhergehenden Entwicklungsreihe aufzufassen. Bald darauf und von andern Gesichtspunkten ausgehend, schloß ich mich dieser Be- trachtungsweise an und versuchte, sie weiter auszuführen und zu be- gründen. Nachstehend werde ich diese Betrachtungsweise noch weiter verfolgen, sie gleichzeitig mit den gewonnenen Ausblicken bei der Teilung der Zelle in näheren Zusammenhang bringen und versuchen, die daraus zu entnehmenden Schlußfolgerungen klar zu legen. Die vielen Depressionen, welche die Geschlechtszellen während der Vermehrungsperiode durch- machen und welche jedesmal mit dem Auftreten der gelappten Kerne gekennzeichnet sind, führen zu einer allmählichen Steigerung der Kerngröße im Verhältnis zum Protoplasma, wie es die folgenden zwei Figuren zeigen (Fig. 23 a—b). Die am Anfang der Geschlechts- zellvermehrung noch ziemlich hohe Kernplasmarelation (siehe Fig. 23a) sinkt am Ende der Vermehrungs- periode stark zugunsten des Kernes (Fig. 235). Diese Vergrößerung des Kernes wird dadurch bedingt, daß die durch Selbstregulation (Chromidienbildung und Kernresorption) herbeigeführte Erholung gegen das Ende derVermehrungsperiode immer ungenügender wird, da die Resorptionsfähigkeit des Protoplasmas durch die vielen vorhergehenden Depressionen abgeschwächt wird. Schließlich kommt ein Moment, in welchem der Depressionszustand zwar einigermaßen überwunden wird, doch die Zelle mit einem ver- hältnismäßig großen Kern in die Wachstumsperiode eintritt. Jedes Wachstum der Zelle hat zur unumgänglichen Folge eine Teilung der- selben. Da aber hier der zur Teilung anstoßgebende Moment nur unvollkommen erreicht werden kann, scheitert die Zellteilung im *) R. Hektwig (1907) kommt auf dasselbe Thema auch in seiner kürzlich erschienenen Schrift: »Über den Chromidialapparat und den Dualismus der Kern- substanz« nochmals zurück. Fig. 23. a. b Ascaris megalocephala : a) Urgeschlechtszelle (nach Bovebi), b) Spermatogonie (nach 0. Hektwig). (Die Kern- und Plasmastniktur ist nicht ausgeführt.) 24* 360 Dr. Methodi Popoff letzten Augenblick — im Moment des pachytaenen Stadiums. Wie bei jeder Zellteilung, so lassen sich auch in der soeben verzeichneten Periode — vom Ovogonienstadium bis zum Moment des rückgängig gemachten ersten Teilungsversuches — die zwei scharf voneinander zu trennenden Kernwachstumsphasen unterscheiden: das funktio- neile Wachstum, während dessen der Kern nur mäßig an Größe zunimmt. Diese Kernwachstumsphase erstreckt sich bis zur Mitte des Leptotaenstadiums. Mit Eintritt des Synapsisstadiums ist eine intensivere Größenzunahme des Kernes zu bemerken: Der Kern tritt ins Teiluugswachstum ein. Dies ist aus den folgenden Zahlen zu entnehmen, welche mit denjenigen, die ich bei Frontonia gefunden habe, Ubereinstimmen. Messungen an den weiblichen Geschlechtszellen von Paludiiia vivipara. Comp. Ocul. 12, Öl-Imm. 2 mm. Tubuslänge 170. Stadien1; Ovogonien Protobroquestadium Leptotaenstadium (Anfang > (Mitte) » (gut ausgebildet) » (Übergang zur Synapsis) .... Synapsis (dichter Knäuel) » (Beginn von Auflockerung) Pachytaenstadium2 3) (Bukettestadium) » (Anfang von Centrierter Nu- cleolus) » [Chromatinschleifen vollstän- dig um den Nucleolus cen- triert (zweites Synapsis- stadium)] Dictyaestadium (Chromatin ganz zusammen- geballt) » (Dotterbildung) Durchmesser Durchmesser des Kernes de3 Plasmas 8, 9, 103) 10 12 14 15 16, 18 20 23 18, 19 Das Plasma bildet nur eine dünne Schicht um den Kern. 20 22, 24 35 40, 50 100, 120 1) Ich gebrauche die Nomenklatur von v. Winiwarter. 2) Diese Verminderung des Kernes ist durch den starken Austritt von Kernflüssigkeit bedingt (siehe im Text). 3) In Teilstrichen des Ocularmikrometers ausgerechnet. Experimentelle Zellstudien. 361 Messungen an den männlichen Geschlechtszellen von Ascaris mystax. Stadien Durchmesser des Kernes Durchmesser des Plasmas Spermatogonien und Leptotaenstadium . . 6, 7 8, 9 Synapsisstadium (erste Andeutung) 7, 8 12, 13 » (sehr dichter Knäuel) 9, 10 14, 13 » (Auflockerung) 11 15 Pachytaenstadium Diplotaenstadium (Anfang von Verdichtung der 11 20 Chromatinschleifen) .... 13, 14 25 Zweites Synapsisstadium 15, 16 25 Wachstumsperiode 20 40 (Wenn wir die durch die Messungen am letztgenannten Objekt (. Ascaris mystax ) gewonnenen Resultate kurz zusammenfassen, ergibt sich: In der Spermatogenese von Ascaris mystax sind zwei Synapsis zu unterscheiden: 1. Erste Synapsis nach dem Leptotaenstadium [Durchmesser des Kernes bei letzterem 6 — 7 Teilstriche]. Die Synapsis weist einen Kerndurchmesser von 8 — 11 Teilstrichen auf. Der dichteste Chro- matinknäuel während derselben fällt mit einer Kerngröße von 10 Teil- strichen zusammen. Bei Kernen, welche 11 Teilstriche messen, be- ginnt das Chromatinklümpchen sich aufzulockern. 2. Nach dem Pachytaenstadium [Kerndurchmesser von 11 — 12 Teilstrichen] kommt es zur zweiten Synapsis (Stadium des centrierten Nucleolus — Marcus 1906a) mit Kerngröße von 14 bis 16 Teilstrichen im Durchmesser. Der dichteste Synapsisknäuel fällt mit einer Kern- größe von 15 Teilstrichen zusammen. Von diesem Augenblick an beginnt die Auflockerung des zweiten Synapsisstadiums.) Diesen Befunden möchte ich die folgende Deutung geben: Wenn wir das starke Wachstum des Kernes im letzten Augen- blick berücksichtigen, so liegt der Gedanke nicht fern, daß dasselbe durch sehr starke Flüssigkeitsaufnahme bedingt wird. Dieser Um- stand wird die folgenden osmotischen Erscheinungen hervorrufen. Die während des funktionellen Wachstums ruhig vor sich gehenden und unmerklich verlaufenden osmotischen Prozesse zwischen Kern und Protoplasma werden auf einmal einem energischen osmotischen Wechsel Platz machen. Infolgedessen werden nach dem Centrum 362 Dr. Methodi Popoff des Kernes gerichtete starke Diffusionsströmungen *) entstehen, welche an dem Treffpunkt Wirbelerscheinungen hervorrufen werden. Die bis daher gleichmäßig im Kerne ausgebreiteten Chromatinschleifen werden durch die Diffusionsströmungen mitgerissen und zu einem Klümpchen zusammengeballt. Die frei im übrigen Kernraum dagegen schwebend bleibenden Enden der Chromatinschleifen werden einen parallelen Verlauf einschlagen, da sie nach einem Centrum hinstreben. Der Kern wird so, infolge des schnellen Verlaufes der Teilungswachs- tumsprozesse, in das so viel erörterte Synapsisstadium eintreten. Trifft die hier gegebene Erklärung des Zustandekommens des Synapsisstadiums zu, so muß dasselbe auch bei andern ähnlichen Zuständen im weiteren Verlauf der Geschlechtszellentwicklung auf- treten. Und dies ist in der Tat der Fall. Wie ich schon früher er- wähnt habe, kommt es nach der ersten unterdrückten Teilung (Pachytaenstadium) zu einer neuen Vorbereitung zur Teilung, welche ebenfalls unterdrückt wird. Die zweite Teilungsvorbereitungsphase verläuft vom Pachytaenstadium bis zum Ende des Diplotaenstadiums. Am Anfang des letzteren kommt es abermals zu einer Zusammen- ballung der Chromatinschleifen — das ist das Stadium, in welchem alle Chromatinschleifen gegen einen Kucleolus am Centrum des Ker- nes convergieren. Bei besonders günstigen Objekten ist diese Zu- sammenballung des Chromatins so stark, daß viele Autoren von einem zweiten Synapsisstadium gesprochen haben. Dasselbe fällt auch in diesem Falle, wie es nach der oben gegebenen Deutung zu er- warten ist, mit einer bedeutenden Größenzunahme des Kernes zu- sammen (siehe Tabelle S. 36U — 361). *j Diese osmotischen Strömungen werden dadurch bedingt, daß die Kern- substanz. wie die nach dieser Richtung angestellten Untersuchungen es gezeigt haben, dichter als das Plasma ist. Außerdem befindet sich im Kerne eine stark osmotisch wirkende Substanz — das Chromatin. Diese zwei verschieden dichten Flüssigkeiten — das Plasma und der Kerninhalt — sind durch eine permeable organische Membran — die Kernmembran — getrennt. Alles dies sind Bedin- gungen, welche die Osmose der Zelle in bestimmte Bahnen lenken. — Wie zu ersehen, ist für das Zustandekommen der Osmose in der Zelle eine Kernmem- bran nötig. Das Vorhandensein derselben ist aber öfters, besonders von Al- brecht, bestritten worden, und in manchen Fällen vielleicht mit Recht. Daß, abgesehen von diesen Ausuahmefällen , eine Kernmembran fast durchgehend in den Zellen vorhanden ist und schon beim ersten Anblick sich nachweisen läßt (Geschlechtszellen . haben diese Autoren unberücksichtigt gelassen. Kürzlich konnte u. a. Marcus 1907 die nach der Auflösung des Kernes Eier von Asteruts ntbms ) zusammengeschrumpfte Membran an der Hand von Präparaten unzwei- deutig nachweisen. Experimentelle Zellstudien. 363 Wenn die hier gegebene Erklärung des Zustandekommens der Synapsis den tatsächlichen Verhältnissen entspricht, so muß dieser Zustand der Zusammenballung des Kernchromatins, wenn auch nicht in dieser extremen Ausbildung, auch bei andern Zellen in der Periode des Teilungswachstums des Kernes eintreten. Dies ist in der Tat der Fall. Es ist eine schon längst bekannte Tatsache, daß vor der Auflösung des Kernes, während der gewöhnlichen Zellteilung, die Chromosomen, statt im ganzen Kerne verstreut zu bleiben, sich mehr in der Mitte desselben konzentrieren. Die Ursache dieses dichteren Zusammentretens der Chromosomen ist meines Erachtens die gleiche, die ich für das Zusammenklumpen der Chromatinschleifen in dem Synapsisstadium angenommen habe. In der Synapsis ist diese Zu- sammenballung deshalb so auffällig, weil dort die Wachstumspro- zesse heftiger vor sich gehen als bei einer normalen Zellteilung. Die Ursache davon ist in dem an und für sich schon sehr großen Kerne der Geschlechtszelle, während der Wachstumsperiode derselben, zu suchen. Dieser Umstand versetzt die Zelle in einen ungünstigen Zu- stand für das Abspieleu der Lebensprozesse, und die an Protozoen gemachten Beobachtungen zeigen, daß der Kern vor dem Depressions- zustande auffallend schnell heranwächst. Wenn ferner die hier angestellten Betrachtungen richtig sind, so müssen ähnliche Zustände auch bei solchen somatischen Zellen zu finden sein, bei welchen es gleichfalls zu unterdrückten Teilungen kommt. Solche Zellen gibt es in der Tat. Bei der Entwicklung der Thymus kommt es nach den eingehenden Untersuchungen Harry Marcus’ (1907 b) schließlich zu Zuständen, bei welchen die Teilung der Zellen auf hört und gleich darauf Stadien folgen, welche mit denen der Wachstumsphase der Geschlechtszellen große Ähnlichkeit aufweisen. Auch hier kommt es, worauf Marcus ebenfalls hinweist, schließlich zu einer unterdrückten Teilung, nach welcher die Zellen allmählich der Degeneration verfallen. Marcus hat nun vor der unterdrückten Teilung ein echtes Synapsisstadium nachweisen können. Dieses Zusammenfallen des theoretischen Postulates mit den Tat- sachen spricht in hohem Grade für die Richtigkeit der hier versuch- ten Deutung des Synapsisstadiums. So sehen wir, daß das Synapsisstadium der Geschlechtszellen kein spezifisches Merkmal derselben ist, sondern Analogien bei ge- wöhnlichen Gewebszellen findet. Ist dies einmal der Fall, so läßt sich die Frage aufwerfen, ob überhaupt dem Synapsisstadium jene Bedeutung zukommen würde, die man ihm, von den Vererbungs- 364 Dr. Methodi Popoff theorien ausgehend, zugeschrieben bat. Wie bekannt, hat man (Montgomeky, Sutton, Boveri, Häcker, Marcus usw.), die parallele Anordnung der Chromatinschleifen in Synapsis betrachtend, die Hypo- these aufgestellt, daß während der dichten Zusammenklumpung der Chromatinfäden ein Aufsuchen von väterlichen und mütterlichen Chro- mosomen stattfinde (Konjugation der Chromosomen). Durch diese Betrachtungsweise hat man das Vorkommen der Synapsis bei den Geschlechtszellen verständlich zu machen gesucht. Als unentbehr- liche Grundlage für solch eine Erklärung des Synapsisstadiums würde nun notwendig sein die unbedingte Gültigkeit erstens der Lehre Boveris über die Individualität der Chromosomen, eine Lehre, die mir persönlich nicht ganz einleuchtend erscheint, und zweitens die Exklusivität der Synapsis bei den Geschlechtszellen: eine Voraus- setzung, welche sich nach dem oben Gesagten nicht aufrecht er- halten läßt !). Nach diesen Ausführungen ziehen wir die weiteren Folgen des die Synapsis verursachenden Teilungswachstums des Kernes und der darauffolgenden Unterdrückung der Zellteilung. Übersichtlichkeits- halber werde ich auch hier von der ersten unterdrückten Teilung der Geschlechtszellen ausgehen. Durch die starke Flüssigkeitsaufnahme im Svnapsisstadium kommt der Kern allmählich in einen prallgefüllten Zustand. Die Kernmem- bran wird dadurch außerordentlich stark gedehnt. Iu diesem Mo- ment merkt man die beginnende Auflockerung der Synapsis. Dies spricht für ein Nachlassen der von außen nach dem Inneren des Kernes gerichteten osmotischen Strömungen und kann so gedeutet werden, daß es im Laufe der Osmose zu einer allmählichen Vermin- derung der osmotischen Differenzen der diosmierenden Flüssigkeiten kommt. Das von diesem Moment an, wenn auch beträchtlich lang- samer, aber andauernd weiter vor sich gehende Kernwachstum wird schließlich Anlaß zu folgenden Erscheinungen geben. Die stark ge- dehnte Kernmembran wird nicht mehr dem inneren Druck Wider- stand leisten können. An den nachgiebigsten Stellen derselben wer- den sich kleine Bisse bilden, durch welche die unter hohem Druck stehende Kernflüssigkeit nach außen entweichen wird. Dieser nach außen gerichtete Strom wird auch die inzwischen im Kerne ziemlich locker verstreuten Enden der Chromatinschleifen mitreißen (über die Ursache der Auflockerung siehe oben), bis sie an die Durchlaßstellen i) Genaueres darüber siehe in meiner Arbeit »Eibilduug bei Paludina usw.< Experimentelle Zellstudien. 365 der Kernmembran stoßen. Es wird infolgedessen zu einer polaren Anordnung der Chromatinschleifen und zur Bildung des Bukett- stadiums kommen (Fig. 24). Was werden nun die Folgen der Bildung dieser schmalen Risse in der Kernmembran und des Entweichens der Kernflüssigkeit nach außen im Plasma selbst sein? Es ist bekannt, daß die Konsistenz der Kernflüssigkeit und des Plasmas eine verschiedene ist. Wie ich schon früher erwähnt habe, ist die Dichtigkeit des Kernes größer als die des Plasmas. Zwei verschieden dichte Flüssigkeiten in Be- rührung gebracht, mischen sich nicht auf einmal, son- Fig- 24. dern allmählich (je nach der relativen Dichtigkeit der betreffenden Flüssig- keiten) unter Dififusiouser- scheinungen. Infolgedessen wird die unter starkem Druck ausströmende Kern- flüssigkeit • Anlaß zur Bil- dung von radiär sich von der Austrittsstelle ins Plasma verbreitenden Strömungen geben. In einer gewissen Entfernung vom Kerne wer- den sich diese Strömungs- richtungen allmählich mehr und mehr verwischen, da es mit der Zeit zu einer engeren Vermischung der beiden diffundierenden Flüssigkeiten kommen wird. In der Richtung dieser Strömungen werden sich alle im Plasma verstreuten konsistenten Partikelchen sowie die vom Kerne aus- getretenen Chromatinteilchen anordnen. Fixiert man die Zelle in diesem Moment und färbt man sie mit geeigneten Chromatinfarben, so wird das Bild einer nach einem Punkt des Kernes gerichteten Strahlungsfigur entstehen1) (Fig. 24). Auf diese Weise kann man die l) Zellen, die einen Augenblick später fixiert sind, d. h. nachdem die Di- fusionsstrümungen im Plasma nachgelassen haben, werden die aus dem Kerne ausgetretene Chromatinsnbstanz nicht mehr radiär angeordnet, sondern in einen Haufen zusammengeballt zeigen. Das Chromatin wird der Kernperipherie als 366 Dr. Methodi Popoff regelmäßig nach der Synapsis, d. h. im Stadium des heteropolen Kernes erscheinende starke Chromidienbildung, unter prägnanten Strahlungs- erscheinungen im Plasma, erklären. Wie bekannt, hat man diesen Strahlungen, die nach meiner Deutung eine natürliche Folge des Kern Wachstums darstellen, eine sehr große und, wie mir scheint, nicht zutreffende Bedeutung zugeschrieben. Viele Autoren haben diese Strahlungen mit dem »Teilungsorgane« der Zelle — dem Centrosom — in Zusammenhang gebracht. Es wurde der Versuch gemacht nachzuweisen, daß das im Stadium des heteropolen Kernes entstehende Centrosom Ursache einmal der polaren Anordnung des Chromatins und zweitens der Strahlungserscheinungen im Plasma ist. Daß solch eine Auffassung zu einer unnatürlichen Verknüpfung der Erscheinungen führt, ist aus dem folgenden, aus der Arbeit Rawitz’s — Untersuchungen über Zellteilung, 1906 — genommenen Zitat zu entnehmen: »Es ist diese letztere Tatsache (die Conver- genz der Chromosomen. Anm. d. Verf.) um so interessanter und wichtiger, weil während der Kernruhe die Chromatinbrocken fast ausnahmslos von der Kernmembran entfernt sind. Wenn man ob- jektiv die geschilderten Bilder betrachtet (Taf. XI, Fig. 6), die man in allen Schnitten aus dem Junihoden (von Salamandra maculosa. Verf.) (Mitte und Ende des Monats eingefangen) wiederfiudet, so drängt sich einem die Ansicht auf, daß die zerfallene Sphäre (die Strahluugsfigur im Plasma. Verf.) mit ihrem Hofe die Chro- mosomen zu sich heranzieht (gesperrt von Rawitz), also ihren Namen , Attraktionssphäre1 mit vollem Rechte trägt und daß viel- leicht der Impuls zur Bildung der Chromosomen, d. h. zur strang- fürmigen Aneinanderreihung der Chromatinbrocken, von der Sphäre ausgeht.« »Die Convergenz der Chromosomen ist ein so frappantes Bild, das Hinstreben (sit venia verbo) derselben zur Sphäre so augenfällig, daß man, wenn man erst einmal auf dieses Verhältnis aufmerksam geworden ist, es schon hei mittelstarker Vergrößerung auffinden kann und daß ferner der Eindruck eines aktiven Ziehens eine Kernhaube auliegen. Die vom Kerne ausgetretenen Chromatinsubstanzen, welche Goldschmidt (1904) als erster unter dem Begriff Chromidialapparat zu- sammenfaßte, sind schon viel früher [Platner (85)] gesehen, ihr Ursprung aber nicht verstanden worden. Deshalb wurden sie unter verschiedenen Namen: »Nebenkern«, »Pseudochromosomen«, »Idiozomrest«, »Mitochondrien« , »Chon- driomiten«, »Chondriokonten« usw. beschrieben [siehe Goldschmidt (1904, Popoff (1907 , Goldsciijudt und Popoff (1907).] Experimentelle Zeitstudien. 367 seitens der Sphäre und eines passiven Gezogenwerdens der Chromo- somen sich gar nicht abweisen läßt. « Im Anschluß an diese Ausführungen möchte ich eine andre Frage erörtern, nämlich die Frage der strahlenden Kerne. Es kommt vor, und zwar besonders ausgeprägt wieder in den Vorbereitungs- Stadien zur geschlechtlichen Fortpflanzung, daß von der ganzen Oberfläche des Kernes Strahlen ausgehen, welche sich eine gewisse Strecke weit ins Plasma verfolgen lassen, um sich später allmählich zu verwischen.1) Wenn man genau den Zustand des Kernes berück- sichtigt, so fällt es ins Auge, daß die Strahlungen immer in Momenten einzutreten pflegen, wo der Kern ein starkes Wachstum zeigt. Als Bei- spiel möchte ich die so eingehenden Untersuchungen R. Hertwigs (98) an Actinosphaerium anführen. Bei den Kernen der Sekundärcysten verzeichnet Hertwig eine stark ausgesprochene Strahlung, welche, von dem Vorbereitungsstadium zum heteropolen Kerne beginnend, bis zu dem Stadium vor der Richtungskörperbildung anhält. In dieser Periode zeigt der Kern ein starkes Wachstum (hier spielen sich die- selben Vorgänge wie in der Wachstumsperiode der Geschlechtszellen ab , welches durch einen erhöhten osmotischen Austausch zwischen Kernsaft und Plasma bedingt wird. Die dadurch im Plasma ent- standenen Diffusionsströmungen bedingen den strahlenden Kern. Gleichzeitig damit kommt es auch zum Austritt von chromatischer Substanz aus der ganzen Kernoberfläche. Die in diesem Stadium fixierten und gefärbten Präparate zeigen deshalb einen dunklen Hof um den Kern2). Da die Kernsubstanzen stärker osmotisch wirksam als das Plasma sind, wächst der Kern trotz dem partiellen Austritt von Flüssigkeit immer weiter (der Strom von außen nach innen ist stärker als um- gekehrt , und es kommt schließlich hier auch zur Bildung von großen Rissen in der Membran, welche zu einer heteropolen Anordnung des Chromatins im Kerne und zur radiären Anordnung der vom Kerne ins 1 Strahlende Kerne bei den unreifen Eiern sind von Leydig ( Gasteropoda , 1876; Phalangium, 1888), Korschelt ( Antedon rosaeea, 1889), Leeren (Rana temporaria, Bufo vulgaris 1901, van Bambeke usw. beschrieben worden. 2) Bei sehr stark strahlenden Kernen reihen sich die vom Kerne ausge- stoßenen Chromatinsubstanzen wie auch die im Plasma vorhandenen festen Bestandteile, von den Diffusionsströmungen mitgerissen, auf die Strahlungs- radien an, was für das Deutlichwerden der Strahlung sehr viel beiträgt. 368 Dr. Methodi Popoff Plasma ausgestoßenen Chromidien führen. Auf diese Weise entsteht das von Hertwig als »Spongiöses Centrosom« beschriebene Gebilde, welches nach der von Goldschmidt und mir versuchten Deutung in die Kategorie der Chromidialgebilde einzureihen ist. Durch Austritt von Kernflüssigkeit durch die feinen Poren der Kernmembran sind auch die oft beschriebenen strahlenden Kerne der Gregarinen zu erklären. Daß die Strahlungskernfiguren bei dieser Protozoengruppe eine so verbreitete Erscheinung sind, hat seinen Grund darin, daß es im Leben einer Gregarine zu keiner Zellteilung kommt. Infolgedessen wächst der Kern enorm an Größe zu. Es kommen schließlich Momente, in welchen die unter großer Spannung sich befindende Kernflüssigkeit durch die ausgedehnten Poren der Kernmembran energischer nach außen austritt, hier Ursache von Diffusionsströmungen werdend: es entstehen die strahlenden Kerne, welche hier auch durch das partielle allseitige Austreten von Chro- matin an gefärbten Präparaten einen dunklen Hof aufweisen. Nach diesen Stadien kommt es auch bei den Gregarinen durch Einreißen der Membran zu einer ausgiebigen Chromidienbildung, deren Ursache und deren Folge genau dieselben sind wie bei den früher beschrie- benen ähnlichen Fällen. Diese periodische Chromidienbildung hat kürzlich Kuschakewitsch (1907) an Grcgarinen aus der Larve von lenebrio molitor eingehend beschrieben und abgebildet. Endlich möchte ich jene Fälle nicht unerwähnt lassen, wo nur ein kleiner abgeschnürter Kernteil, wie dies. z. B. bei den Gregarinen oft vorkommt (Drzewecki, Kuschakewitsch), oder aber einzelne vom Kerne ausgetretene Chromatinteilchen Sitz von Strahlungserscheinungen sind. Bei allen diesen Fällen haben wir es wieder mit Diffusions- strömungen zu tun, verursacht durch den allmählichen Zerfall der betreffenden Gebilde. Hiermit stimme ich vollkommen mit der schon im Jahre 1899 von Fischer gegebenen Erklärung überein. So sehen wir, daß die Strahlungserscheinungen rein mechanische Ursachen haben und auf Wachstumserscheinungen des Kernes und auf Wechselbeziehungen vom Kerne zum Protoplasma zurückzuführen sind. Versuche, die Strahlungserscheinungen im Plasma auf das Vor- handensein von Diffusionsströmungen zuriickzuführeu, sind schon früher gemacht worden. So schreibt im Jahre 1874 Auerbach: »Die Strahlen um die Spitzen des Kernes sind eben der Ausdruck der Bahnen1), 4) Auf die von Auerbach, wie auch von Bütschli gegebene Deutung der Polstrahlungen werde ich in einem späteren Aufsatz in einem andern Zu- sammenhang eingehen. Dort werde ich auch die vielen, von so namhaften Experimentelle Zellstudien. 369 innerhalb welcher feine Strömchen des Kernsaftes in das Proto- plasma eindringen, die Dotterkügelchen entweder bei Seite schie- bend oder vor sich her jagend.« Sehr eingehende Angaben über die perinucleären Strahlungen als von Diffusionsströmungen hervor- gerufen, finden sich besonders bei Fischer (1899 . Er sagt (S. 263), dieselben »könnten aber auch Selbststrahlungen des Kernes sein, dadurch hervorgerufen, daß aus dem Kern irgend ein Stoff all- seitig hervordringt, der mit cytoplasmatischen Stoffen unlösliche Verbindungen eingeht.« — Auch Bütschli hält die Polstrahlen für den Ausdruck von Diffusionsströmungen, welche durch Flüssigkeits- aufnahme von Seiten der Polkörperchen hervorgerufen werden. Er- wähnenswert sind hier ferner die Versuche Giardinas (1902 — 1903), welcher durch Einwirkung von hypotonischen Lösungen auf die See- igeleier eine pralle Füllung der Kerne erzielte und im Zusammenhang damit das Erscheinen von Strahlungsfiguren um den Kern beobachten konnte. Er führt diese Erscheinung ebenfalls auf Diffusionsströmungen zurück. Nach dieser Unterbrechung verfolgen wir die weiteren Umände- rungen, welche die Geschlechtszellen während der Wachstumsperiode durchmachen. Die besprochenen zwei mißglückten Teilungen führen mit sich, daß die Geschlechtszellen in einen für die Ausübung der Lebenspro- zesse sehr ungünstigen Zustand geraten. Das sind zwei kritische Mo- mente im Zellenleben. Durch die während derselben erfolgende starke Chromidienbildung wird zwar eine Verminderung der Kernsubstanz herbeigeführt, die Selbstregulation wird aber in diesen letzten Stadien der Zellgenerationsfolge immer ungenügender. Viele Zellen können sich durch dieselbe von dem akuten abnormen Zustande nicht er- holen und verfallen der Degeneration. In diesen Momenten fallen in der Tat zwei starke Degenerationswellen zusammen, auf die ich in meinen früheren Untersuchungen an Paludina hingewiesen habe. Die Zellen, welche den akuten Zustand durchgemacht haben, beginnen von neuem zu wachsen, und zwar tritt jetzt ein starkes Anwachsen des Protoplasmas ein. Die Ursache dieses Anwachsens suchte ich experimentell durch Durchschneidungsversuche an dem Forschern wie Bütschli, Boveri, Rhumbler, Fischer, Heidenhain usw. ge- gebenen Erklärungen für das Zustandekommen der Plasmastrahlungen näher besprechen. 370 Dr. Methodi Popoff Ciliaten Frontonia za ergründen. Es gelang mir, bei Frontonia ganz heteropole Teilungen zu erzielen (näheres in dem ersten Abschnitte dieser Arbeit). Das eine Teilstück war ganz von normaler Größe, das andre dagegen bestand fast ausschließlich aus der einen Hälfte des geteilten Kernes, nur mit einer dünnen Schicht von Plasma um- geben. Das kleine Stück wies in seinem Kernplasmaverhältnis die- selbe Relation auf, wie sie eine Geschlechtszelle nach der zweiten unterdrückten Teilung aufweist. Da die Menge des Plasmas zu ge- ring war, um eine wirksame Resorption des Kernes herbeizuführen, wurde der entgegengesetzte Weg eiugeschlagen. Das Plasma begann infolge des zu großen Kernes allmählich sehr langsam zu wachsen, und nachdem auf diese Weise die nötige Kernplasmaspannung erreicht war, teilte sich schließlich die Zelle, wenn auch mit einer Verspätung von ca, 4 Tagen (Experiment Nr. 10, S. 335). Bei diesem Experi- ment ist aber etwas, was nicht genau mit dem Zustand einer Ge- schlechtszelle verglichen werden kann, vorhanden. Die zum Experi- ment dienende Frontonia war ein ganz normales Tier mit einem noch sehr lebensfähigen Plasma. Bei den Geschlechtszellen, welche am Ende einer Zellgenerationsreihe sich befinden, liegen die Verhältnisse etwas anders. Durch die vielen, von denselben durchgemachten De- pressionen kommt es schließlich bei den Geschlechtszellen zu einer Akkumulation von die Lebensprozesse erschwerenden Wirkungen, und das Plasma bleibt infolgedessen nicht mehr so reaktionsfähig. Ich habe daher, wie ich es im ersten Abschnitt auseinander- setzte, versucht, durch wiederholte experimentelle Eingriffe (Entfer- nung eines Teils des Plasmas) die Zelle schließlich in solch einen Zustand der Schwächung zu bringen, welcher demjenigen einer Ge- schlechtszelle, die sich in der Wachstumsperiode befindet, gleichzu- stellen ist. 10 Tage nach der vierten Operation (siehe die nähere Beschreibung im I. Abschnitt dieser Arbeit — Versuch 7) starb die Zelle, indem sie nur ein sehr geringes Wachstum zeigte. Nach den wiederholten Operationen konnte sich die Zelle nicht mehr durch Selbstregulation retten. Diese Versuche zeigen, daß trotz dem ab- norm großen Kerne ein sehr langsam vor sich gehendes Wachstum der Zelle zustande kommen kann, welches aber, wenn die Zelle zu stark von den vorhergehenden Depressionen beeinflußt worden ist, nicht zu einer Teilung führen kann. Die Zelle geht vielmehr nach einer gewissen Zeit zugrunde. Ähnlich ist es mit den Geschlechtszellen. Trotz der regen Chromidienbildung tritt die Zelle in einem sehr kritischen Zustande Experimentelle Zellstudien. 371 (mit einem sehr großen und chromatinreichen Kerne) ihr weiteres, langsames Wachstum an. Dies darf man nicht aus dem Auge ver- lieren, wenn man sich klar werden will über die von diesem Moment ab in den Geschlechtszellen sich abspielenden Vorgänge. Der be- zeichnendste von diesen Momenten ist die Dotterbildung. Es ist eine auffallende Erscheinung, daß die Prozesse der Dotterbildung erst nach der zweiten unterdrückten Teilung der Geschlechtszellen einzutreten pflegen und allmählich an Intensität gegen die endgültige Stockung des Zellwachstums (vor der Richtungskörperbildung) zu- nehmen. Halten wir uns einige Zeit lang bei diesen wichtigen Vor- gängen, welche eine so große Rolle bei der Betrachtung der Ge- schlechtszellen gespielt und maßgebend die Beurteilung derselben beeinflußt haben, auf. Das nähere Studium der Dotterbildungsprozesse bei den Ge- schlechtszellen, besonders in den letzten Jahren [van der Stricht (1904 — 1905), d’Hollander (1904), Lams (1907), Bluntschli (1904,) Popoff (1907)], hat ergeben, daß ein gewisser zeitlicher Zusammen- hang zwischen Dotterbildung und starker Chromidienausstoßung be- steht. Diese Untersuchungen haben ferner ergeben, daß die ersten Spuren von Dotter als kleine Kügelchen im Plasma entstehen und daß die Zahl dieser, der »Deutoplasmakiigelchen«, allmählich wächst. Man hat nun versucht, besonders van der Stricht und seine Schule, nachzuweisen, daß die ins Plasma ausgestoßenen Chromidien in di- rektem genetischen Zusammenhang mit der Dotterbildung stehen, d. h. daß die Chromidien die alleinige Bildungsquelle des Dotters sind. Meine Untersuchungen an Paludina und diejenigen Bluntschlis an Ascidia microcosmos konnten diesen Teil der Befunde van der Strichts nicht in vollem Umfange bestätigen, sie bestätigten aber nochmals die zeitliche Koexistenz von Chromidien- und Dotterbildung. Eine allgemeine Auffassung dieser merkwürdigen Koexistenz ver- suchte Goldschmidt (1904), von seiner Doppelkernigkeitshypothese ausgehend, zu geben. Wie bekannt, unterscheidet Goldschmidt zweierlei prinzipiell verschiedene Chromatinsorten in der Zelle, Idio- chromatin, welches Träger der Vererbungseigenschaften ist, und Trophochromatin, welches allein trophischen (nutritorischen usw.) Funktionen der Zelle vorsteht1). Gewöhnlich finden wir in einem b Die Bezeichnungen Idio- und Trophochromatin stammen von Lubosch (1901) her. Damit sei auch ein Versehen in den Literaturangaben meiner frühe- ren Arbeit: »Eibildung bei Paludina usw.« beseitigt. 372 Dr. Methodi Popoff Kerne die beiden Chromatinarten gemischt (Amphinucleus).. Bei star- ker Funktion der Zelle treten aber Teile des tropkischen Chromatins vom Kerne ins Plasma über (Ckromidienbildung), um hier die Plasma- funktionen zu dirigieren. Solch einen Fall sehen wir nach Gold- schmidt bei den Geschlechtszellen verwirklicht. In der Tat, nach der allgemein verbreiteten Auffassung befinden sich die Geschlechts- zellen während der Dotterbildung auf dem Höhepunkt ihrer assimi- latorischen und bildnerischen Tätigkeit. Es ist deswegen nichts natürlicher als die Aunahme, daß die in diesem Moment vom Kerne ins Plasma ausgetretenen Chromidien Trophochromatin darstellen. Diese Auffassungsweise erklärt somit das zeitliche Zusammenfallen von Chromidien und Dotterbildung. Mir scheint aber, daß in diesem Falle die Grundauffassung, auf welcher die Erklärung Goldschmidts hauptsächlich fußt, d. i. daß die Dotterbildung der Geschlechtszellen der Ausdruck einer erhöhten Tätigkeit der Zelle ist, nicht das Richtige trifft. Ich glaube vielmehr aunehmen zu dürfen, daß der Zusammenhang zwischen Chromidien- ausstoßung und Dotterbildung einen andern ursächlichen Moment hat. Ich will diesen Punkt näher präzisieren. Wenn man den abnormen Zustand der Geschlechtszellen in den letzten Stadien der Zellgenerationsfolge berücksichtigt, wenn man immer vor Augen hat, daß die Bildung der Chromidien, wie ich es oben dargestellt habe, ein rein regulatorischer Vorgang der Zelle im Sinne Hertwigs ist, wenn man ferner bedenkt, daß infolge des ab- normen Kernwachstums die Zahl der aus dem Kerne ausgestoßenen Chromidien allmählich zunimmt, so liegt der Gedanke nicht fern, daß die Zelle durch alle diese Chromidienbiidungsprozesse die letzten Anstrengungen zu einer Regulation macht. Die ganze vorhergehende Reihe von Depressionen hat aber die Mißstände zwischen Kern und Protoplasma so sehr verschärft, das Plasma selbst ist durch die wie- derholten Resorptionsprozesse so sehr geschwächt worden, daß schließ- lich ein Moment kommt, in welchem die Zelle nicht mehr assimila- tionsfähig ist. Die von außen der Zelle zugeführte Nahrung kaun nicht mehr in höhere synthetische Stufen übergeführt werden, d. h. die Synthese des Nahrungsmaterials kann nicht mehr zur Plasma- bildung gebracht werden. Die Nahrung bleibt infolgedessen als eine synthetisch niedrigere organische Gruppe im Zellplasma eingelagert. Solche niedere synthetische Stufen der lebenden Substanz sind die Dotterstoflfe, die Fette, die Glykogene usw. Alle diese Stoffe, welche auf dem Wege ihrer synthetischen Umwandlung stehen geblieben Experimentelle Zellstudien. 373 sind, können durch geeignete Fixierung und Färbung nachgewiesen werden. Die Dotterbildung, Fettbildung, Glykogenbildung usw. bei den Geschlechtszellen ist demnach nicht als ein Zeichen erhöhter Zelltätigkeit aufzufassen, sondern diese Prozesse der Dotterbildung usw. zeugen für eine gelähmte Tätigkeit der Zelle, sie sind der Aus- druck der Unfähigkeit, die organische Synthese zu Ende zu führen. Diese Betrachtungsweise erklärt somit den zeitlichen Zusammen- hang zwischen starker Chromidienbildung und dem Auftreten von Dotter, Fett usw. Sie steht außerdem in Einklang mit der ganzen vorhergehenden Geschichte der Geschlechtszellen. Die Prozesse der Dotterbildung usw. sind der prägnanteste Ausdruck der vorher be- schriebenen allmählichen Annäherung der Geschlechtszellen an das Ende ihrer Zellgenerationsfolge. Wollte man die Dotter- usw. Bil- dungsprozesse als eine erhöhte Tätigkeit der Zelle auffassen, so wäre man genötigt, die ganze Reihe von Depressionszuständen und von unterdrückten Teilungen, welche die Geschlechtszellen durchmachen, unberücksichtigt zu lassen. Solch eine Betrachtungsweise würde auch in Widerspruch zu dem weiteren Schicksal der Geschlechtszellen treten. Denn schließlich wird die Zelle unfähig, die zugeführte Nahrung auch nur bis zu irgendeiner höheren Assimilationsstufe zu bringen. Infolgedessen hört die osmotische Spannung auf, welche in jeder Zelle Ursache der Nahrungsströmung von außen nach dem Inneren der Zelle ist. Die Anhäufung von nicht weiter assimilier- barer Nahrung findet ihr Ende. Das Wachstum der Zelle kommt dadurch zum Stillstand. Die Zelle löst sich in diesem Moment aus dem lockeren Verband, in welchem sie sich befand, geht, sich selbst überlassen, an typischen Degenerationserscheinungen zugrunde und wird vom Organismus ausgestoßen oder resorbiert. Auffallend ist in der Tat der große Prozentsatz der Degenerationen in diesem Moment, ein Tatbestand, welcher mit der Annahme, die in dem Dotterbildungs- prozesse usw. der Zelle den Ausdruck einer normalen erhöhten Tätig- keit derselben sieht, unvereinbar ist. Außer dem oben verzeichueten Vorgang der Dotterbildung, wel- chem der größte Teil des Dotters hauptsächlich seinen Ursprung ver- dankt, greifen in den Dotterbildungsprozeß auch absteigende chemische Prozesse ein. Verschiedene organische Zellbestandteile verfallen all- mählich infolge der schweren Funktionsstörung der Zelle einer re- gressiven Metamorphose und geben nach dieser Weise den Ursprung niederer Stufen organischer Verbindungen: es bilden sich Dotter, Fett usw. Solch einen Zerfall erleiden die ins Plasma ausgestoßenen Archiv f. Zellforschung. I. 25 374 Dr. Methodi Popoff Chromidien. Auf diese Weise ist der oft, besonders von van der Stricht und seinen Schülern verzeichnete enge genetische Zusammen- hang zwischen Chromidien- und Dotterbildung zu erklären. Die ge- nannten Autoren konnten das allmähliche Verbrauchen der Chromi- dien, ihre Einschmelzung und die unmittelbar darauffolgende Dotter- bildung verfolgen. Solche Prozesse konnte ich auch an Paludina beobachten. An diesem Objekt ist oft zu bemerken, wie um die im Zerfall begriffenen Chromidien Dottersubstanzen entstehen. Bei der Dotterbildung sind somit zwei Prozesse zu unterscheiden, welche, von ganz diametral entgegengesetzten Endpunkten anfangend, zu gleichen Resultaten führen1). Die hier vorgetragene Auffassung der Dotter-, Fett- usw. Bildung bedarf einiger Erläuterungen und einer weiteren Ausführung. Es gilt vor allem zu zeigen, daß die Dotter-, Fett-, Glykogenbildungsprozesse usw. immer in solchem schwer zu überwindendem Zustande der Zelle auftreten. Eine Übersicht der diesbezüglich bekannten Fälle ist daher nötig, und zwar werde ich bei derselben wieder mit den Geschlechts- zellen anfangen. Die Schlußglieder einer Protozoenzellgenerationsfolge — die Con- jugationstiere — entsprechen, wie ich es früher auseinandersetzte, vollkommen den Geschlechtszellen der Metazoen. Da die conjugie- renden Protozoen Depressionstiere sind, kommt es hier auch zu Dotter- und Fettbildungsprozessen, welche dieselben Ursachen: 1. un- genügende Assimilation und 2. Zerfall von höheren organischen Sub- stanzen haben2 . Da bei den freiconjugieren den Protozoen der kaum eingetretene Depressionszustand unmittelbar mit einer kurz dauern- den Conjugation abgeschlossen wird, treten die Dotter-, Fett- usw. Bildungsprozesse nicht so deutlich hervor. Trotzdem aber nimmt auch hier, wie schon Hertwig (89), Maupas (88) gefunden haben und wie ich es gleichfalls beobachten konnte (1907), das Protoplasma der Conjuganten ein trüberes Aussehen an, was auf Störungen der *) Nach dieser Auffassungsweise sind Dotterbilduugsprozesse usw. auch bei den männlichen Geschlechtszellen zu erwarten. Das ist in der Tat der Fall (Ascaris, Salamandra, Hdix usw.). Daß sie hier nicht so auffallender Natur sind, hängt mit den beträchtlich kleineren Dimensionen der männlichen Ge- schlechtszellen zusammen. 2) Ob die unassimilierbaren Nahrungssubstanzen in Dotter, Fett, Glykogen usw. übergeführt werden, hängt von den Besonderheiten des Stoffwechsels jeder einzelnen Zellenart, d. h. von den Zwischenassimilationsgliedern ab, welche die lebende Substanz bei den verschiedensten Zellarten durchlaufen muß. Experimentelle Zellstudien. 375 Assimilationsprozesse hindeutet. Deutlich treten die Dotter-, Fett- usw. Bildungsprozesse bei solchen Protozoen auf, bei welchen die Geschlechtsprozesse langsam vor sich gehen. Dieser Fall ist bei Actinosphaerium verwirklicht. Mit dem Eintreten der Depression nimmt dieses Heliozoon nur spärliche Nahrung in sich auf (Hert- wig [98]). Von dieser schlägt ein Teil den Weg der höheren Syn- these ein, der andre dagegen bleibt im Körper unverändert, um schließlich ausgestoßen zu werden. Gleich darauf encystiert sich das Tier. Bei dem in der Cyste ziemlich lang dauernden Richtungs- körperbildungsprozesse, Zerfall in Primär- und Sekundärcysten, wie es hauptsächlich Brauer und Hertwig beschrieben haben, tritt nach letzterem Autor um den Kern der einzelnen Cysten eine starke An- häufung von dotterähnlichen Substanzen auf. Diese dotterähnlichen Substanzen sind demnach die direkte Folge des starken Depressionszu- standes, in welchem die Tiere sich befinden, und verdanken deshalb ihren Ursprung den oben verzeichneten zwei Ursachen. Daß dies in der Tat der Fall ist, beweisen die pathologischen Cysten. Bei diesen tritt die Bildung von dotterähnlichen Substanzen besonders ausgiebig (Untersuchungen von Miß Doris Mackinnon. Briefliche Mitteil.) auf. Dieser letzte Fall führt uns wieder unmittelbar zur Betrachtung solcher Fälle bei den Geschlechtszellen der Metazoen, welche früher als normal einer Degeneration entgegengehen. Solch einen präg- nanten Fall haben wir beim Bidderschen Organ der Bufoniden vor uns. Wie bekannt, besitzt diese Amphibienfamilie eine frühere Ge- schlechtszellanlage, in welcher die Eier, nachdem sie in die Wachs- tumsperiode eingetreten sind, allmählich unter Degenerationserschei- nungen zugrunde gehen und nicht in Funktion treten können. Diese Geschlechtszellen kommen in ihrer Entwicklung nicht über das Pachy- tenstadium hinaus. Es ist auffallend, daß in den letzten Momenten der Entwicklung dieser abortiven Geschlechtszellen, wie es die neuen Untersuchungen Elpatjewskys (1908) zeigen, typische Dotterbil- dungsprozesse eintreten, welche bis ins kleinste (»Dotterkern« usw.) genau denjenigen entsprechen, welche sich bei einer gewöhnlichen Geschlechtszelle abspielen. Im Bidderschen Organ haben wir somit einen Fall vor uns, bei welchem infolge einer früher eintretenden Assimilationsstörung auch die Dotterbildungsprozesse als unmittelbare Folge derselben sich früher einzustellen pflegen. Wie will man die Dotterbildung im Bidderschen Organ, welches einer so offenkundigen Degeneration entgegensteht, als Folge einer erhöhten Zellfunktion erklären? 25* 376 Dr. Methodi Popoff Genau solche frühzeitige Dotterbildung tritt bei den Geschlechts- zellen auch dann ein, wenn dieselben infolge krankhafter Prozesse vorzeitig in einen Zustand ungenügender organischer Synthese ein- treten und gleich darauf der Degeneration verfallen. Besonders lehr- reich in dieser Beziehung ist der von Frl. Plehn (1906) beschriebene Ovarialtumor eines Frosches. Bei dem krankhaften Ovarium konnte die Verf. eine regelrechte Dotterbildung (acidophil sich färbender Substanzen) beobachten, und zwar trat dieselbe auch hier früher auf, als sie sich gewöhnlich einzustellen pflegt. In dem Falle haben wir ganz analoge Prozesse, wie wir sie beim Bidderschen Organ kennen gelernt haben. Die Entwicklungsstörung liegt nur im ersten Falle (beim Bidderschen Organ) im üblichen Stoffwechsel des Organismus selbst, im zweiten Falle ist sie Folge einer krankhaften Erscheinung. Ohne mich weiter bei einzelnen Fällen von Geschlechtszellen aufzuhalten, möchte ich nur bemerken, daß solche frühzeitigen Pro- zesse von Dotterbildung, Fettbildung usw. bei allen krankhaften Mo- difikationen der Geschlechtszellen einzutreten pflegen. In allen diesen Fällen, wie dies der Fall auch bei den »normalen« Geschlechtszellen ist, haben sie ihre Ursache in der ungenügenden Assimilationsfahig- keit der Zelle. Die Dotterbildung, welche hier ohnedies am Ende der Zellgenerationsfolge eingetreten wäre, wird durch vorzeitige Stö- rung sozusagen künstlich beschleunigt. Typische Dotterbildungsprozesse mit der Entstehung der mehr- fach bei deu Geschlechtszellen als »Dotterkern« beschriebenen Deuto- plasmakugeln treten auch bei den Gewebszellen ein, und auch dort immer in solchen Fällen, in welchen die Gewebszellen nahe vor einer Degeneration stehen. Ein klassisches Beispiel dafür bietet die Entwicklung der Thymus. Wie bekannt, zeigt dieses Organ im tierischen Körper eine vorübergehende Existenz, um später größten- teils einer Degeneration anheimzufallen. Am Ende der Thymusent- wicklung stellen sich infolge einer lebhaften vorhergehenden Ver- mehrung starke Mißstände in den Zellen ein, so daß sie ihre Teilungsfähigkeit verlieren. Die auftretenden Versuche zur Teilung werden unterdrückt (siehe Marcus [1907]). Nach diesem Zeitpunkt treten in deu Thymuszellen typische Dotterbildungsprozesse ein, und gleich darauf verfallen die Zellen einer Degeneration. Diese Dotter- bildungsprozesse sind genau von Stöhr beschrieben, kürzlich sind sie auch von Marcus einem eingehenden Studium unterworfen wor- den. Es ist klar, daß die Dotterbildung in diesen Fällen Ausdruck einer herabgesetzten assimilatorischen Tätigkeit der Zelle ist, wie Experimentelle Zellstudien. 377 ich es auch bei den Geschlechtszellen angenommen habe. Und wenn man die ganze pathologische Anatomie überblickt, so wimmelt es von Beispielen, daß es in jedem abnormen Zustand der Zelle zu Dotter- bildung, Fettbildung usw. kommt. Die Bezeichnungen »Dotterdege- neration«, »Fettdegeneration« usw. sind Fachausdrücke geworden. Trotz dieser vielen Beispiele, welche für die oben vertretene Auffassung für die Dotter-, Fett- usw. Bildungsprozesse sprechen, wird der Gedanke, daß die Dotterbildung bei den Geschlechtszellen Ausdruck eines Zustandes erschwerter Funktion derselben sein kann, eines Zustandes, in welchem die Zelle am Ende ihres Lebenslaufes steht und ohne das Eintreten der Befruchtung dem Zerfall anheim- fällt, sehr gewagt erscheinen; und das um so mehr, als die Dotter- bildung gerade bei den Geschlechtszellen so gut mit dem späteren Schicksal derselben im Einklang steht. Dieser Umstand hat es bis jetzt verhindert, die Vorgänge, welche zur »Aufspeicherung« von Reservenahrung führen, wie sie so auffällig bei den weiblichen Geschlechtszellen zutage tritt, auch von einer andern Seite zu be- leuchten. Im vorstehenden habe ich versucht, die Vorgänge, welche sich in der Entwicklung der Geschlechtszellen abspielen, als Ausdruck gewöhnlicher Wachstumserscheinungen der Zelle aufzufassen. Ich habe versucht, der jetzt so verbreiteten Betrachtung der Geschlechts- zellen entgegenzutreten, indem ich zu zeigen suchte, daß die auf den ersten Blick so absonderlich erscheinenden Umbildungsprozesse der Geschlechtszellen nichts so sehr Außerordentliches und allein den Geschlechtszellen Zukommendes an sich haben, wie man es fast all- gemein anzunehmen gewöhnt ist. Bis jetzt hat man, von den An- schauungen Weismanns allein ausgehend, in den Geschlechtszellen immer etwas Einzigartiges gesucht und dadurch die Erklärung sehr ein- leuchtender Vorgänge mit dem Schleier des Ungewöhnlichen verhüllt. München, den 2. Juni 1907. Zitierte Literatur, Amelung, E. (1893 , Über mittlere Zellengrößen. Inaug. Dissert. Würzburg. Auerbach (1874), Organologische Studien. Breslau. Ballowitz, E. (1900), Über das Epithel der Membrana elastica posterior des Auges, seine Kerne und eine merkwürdige Struktur seiner großen Zell- sphären. Arch. f. mikr. Anatomie. Bd. 56. 378 Dr. Methodi Popoff Bluntschli, K. 1904 , Beobachtungen am Ovarialei des Monascidie Cynthia microcosmus. Morph. Jahrb. Bd. 32. Boveri, Th. 1888), Zellstudien II. Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris inegalocephala. Jena. (1904 , Ergebnisse über die Konstitution der chromatischen Substanz des Zellkernes. Jena. (1900), Zellenstudien, IV. Über die Natur der Centrosomen. Jena. Bütschli, 0. (1876 , Studien über die ersten Entwicklungsvorgänge der Eizelle. Abh. Senkenberg. Ges. Bd. X. Elpatjewsky, W. 1908 , Über das Biddersche Organ. Im Druck. Fick, R. 1905), Betrachtungen über die Chromosomen; ihre Individualität, Re- duktion und Vererbung. Arch. f. Anat. und Physiologie. Fischer, A. (1899 . Fixierung, Färbung und Ban des Protoplasmas. Jena. Gerassimow , J. (1901), Über den Einfluß des Kernes auf das Wachstum der Zelle. Moskau. (1902 , Die Abhängigkeit der Größe der Zelle von der Menge ihrer Kern- masse. Zeitschr. f. Allg. Phys. I. Bd. III. Heft. 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The material necessarv for an investigation of tlie reduction di- vision in the pollen mother cells of Funkia ovata and Funkia sie- boldiana was collected for me before the results of Strasburger’s and Miyake’s * 2) recent papers dealing with the subject were known. After some consideration, it appeared to me that there still remained several points of interest which would repay further study. My thanks are dne to Mr. R. P. Gregory both for collecting and preserving the material used in this research and also for his kind interest and help in my work. I. Methods. The material, consisting of flower buds of F. ovata and F. sie- boldiana , was fixed in chromacetic and dehydrated by evaporation of dilute glycerine; from the strong glycerine it was transferred to absolute alcohol and embedded in paraffin by means of the cedar wood oil metliod. For staining, Heidenhain’s iron alum-haematoxy- lin was usually employed, though it was often found advisable to compare the preparations thus obtained with others which had beeu treated with Flemming’s triple stain. The different series varied in thickness, but as a rule sections from 3—5 u thick were found most useful for the study of the b E. Strasburger; P. J. 1906. p. 1. 2) K. Mn-AEE. P. J. 1906. p. 84. Nuclear Division in Funkia. 381 earlier prophases and synapsis, while, for the later stages, sections from 5 — 12 u were chiefly employed. Preparations thick enough to contain uncut nuclei of all stages were also examined. II. Reduction Division. a) Seriation of the stages. The large size of the nuclei in Funkia makes it an especially favourable plant in which to study nuclear division. Before deciding on the seriation of the ditferent stages obtained, it was found best to draw numerous figures and to arrange them provisionally; this arrangement was then confirmed or corrected by a re-examination of the preparations. It was observed that the pollen mother cells of any single anther loculus were ge- nerally in slightly diiferent stages of development, so that the nuclei at either or both ends differed slightly from those in the middle of the loculus; the assistance afforded by this fact can hardly be over- estimated. For example, it is found that in one loculus, most of the nuclei of which contain double spiremes, a few nuclei at one, or more often both, ends are in synapsis; in other cases the double spireme stage is present only in a few nuclei situated at the ends of the loculus, while in the centre of the same loculus the nuclei are in the condition of single spiremes. Since nuclei which are in synapsis and those which contain the single spireme are never found in the same loculus there seems to be no doubt that the double spireme is intermediate between the other two stages. The same method of determining the correct seriation has been followed in every case. b) The Heterotype division. I. Early prophases. The nuclear reticulum in the resting stage is composed of a number of knots connected by filaments. In sections treated with Flemming’s triple stain both these constituents stain in a similar manner, but in preparations faintly stained with Heidenhain, it can be seen that numerous dark granules are present, embedded in a colourless sub- stratum, the combination of the two forming the knots, while a few of these granules are also scattered in the filaments or threads con- necting the knots1). It would seem to be almost impossible accu- rately to count the knots, but there can be no doubt that here, un- like those cases described by Overton2) and others, their number *) Cf. Allens description in L. canadense (II) P. J. 1906. 2) Overton. P. J. 1906. 382 M. G. Sykes far exceeds the number of somatic chromosomes. Tliis fact was also noted by Strasburger 1). The knots or aggregations soon uuite togetker to form larger masses, tbe total number of aggregations being tkereby reduced. At the same time Strands of the reticulum approach in pairs and a donble appearance 2 3) is tkus given to various regions of the network. This process was demonstrated in both Heidexhain and Flemming preparations. At first (Fig. 11. PI. VIH) a pair of threads end in a single common knot which is also connected by numerous lateral threads to other knots, but soon some of these Connections are broken off and, as the donble structure becomes more common througkout the nuclei, the aggregations which are now somewhat elongated, are clearly seen to be arranged parallel to one another in pairs; (Fig. 16. PI. VIH). In these aggregations it is often possible to distinguish clumps of granules connected by a fibrillär substance which gives the ap- pearance of tightly bound and anastomosing threads. (Fig. 16. PL VIII.) These early stages were seen in the nuclei of both pollen mother cells and embryo sac mother cells, but no furtker stages of the latter were examined. The aggregations were soon found to be paired throughout the nucleus; they become denser, more deeply staining and much more definite structures, but in Funkia, unlike the various Monocotyledons described by Miyake, I have found it impossible to fix any number for any special stage. In such cases as Figs. 12, 17, 18, etc. PI. VIII, the knots are well defined structures, but their number is certainly far in excess of the number of somatic chromosomes and it seems unnecessary to regard them as bodies of a definite nature, such as is implied by the term »prockromosome«. II. Early synapsis. In Figs. 18, 19. PI. VIII, the reticulum ap- pears to be somewhat contracted, and in Fig. 20. PI. VIII it is drawn to one side of the nuclear cavity. The double nature of the reti- culum at this stage is very obvious in many of the threads which still extend to the peripkery of the nucleus (cf. Fig. 21. PI. VIII), while the paired aggregations still increase in size and decrease in number. *) Strasburger. III, p. 7 and p. 48, 1906. 2) A paired structure before synapsis kas been noted by Overton and Allen. P. J. 1906. 3; Overton; 1906. Nuclear Division in Funkia. 383 As two or more pairs are often seen in contact with one an- other there seems no doubt that reduction of number by means of fusion is still taking place, but bere also, I find it quite impossible to state that any definite number of pairs of aggregations is ulti- mately formed. The smallest number figured are seen in Figs. 23, 24. PI. VIII, where the whole nuclear mass forms a tight ball at one side of the nuclear cavity, in the midst of which it is generally im- possible to distinguish clearly the separate threads, and often diffi- cult, except in very thin sections to make out definitely the limits of each pair of aggregations. In faintly stained preparations, each aggregation can be seen to be made up of numerous granules, much more closely bound together, and forming a smaller and denser mass than formerly. The use of these thin sections however introduces another difficulty in ascertaining the number of the pairs, as they have to be counted in several successive sections. In all cases more than twelve pairs were found: and, although there sometimes seemed to be fewer than twenty-four pairs present, this was the number most frequently calculated. Miyake *) bas noted the smaller number as sometimes occurring and suggests that the reduced number of chro- mosomes should be considered to be twelve and that the twenty-four arise later from these by fragmentation, but I should much prefer not to ascribe to these aggregations any positive homology with the chromosomes which are ultimately formed. It may be of some interest to note here the appearances pre- sented by numerous nuclei in early synapsis, belonging to cells situated in the periphery of anther loculi. Here the too rapid en- trance of, or too long exposure to, the action of the fixing fluids has caused shrinking; large elongated, darkly staining bodies, in which a granulär structure is visible, are found in these nuclei. There can be little doubt that these bodies represent the altered products of the aggregations described above, as they are nearly always obviously paired and there are usually about twenty-four pairs present. In no nucleus could any clear instance of fusion* 2) between the members of a pair of aggregations be observed; Fig. 22. PI. I is one of a very few examples in which apparently there was occasional contact, but no obviously single aggregations, such as those figured 1) Miyake. 1906. p. 89. and Str. UI. 1906. p. 19. 2) Strasburger. II. 1904. p. 23. also III. 1906. p. 37 etc. 384 M. G. Sykes by Miyake1) were found. Some such single appearances were iu- deed sometimes noticed, but subsequent careful examiuation led me to believe tbat even these structures were in reality double. Even in Fig. 22 the linin threads are seeu to be double and indeed in all cases, projecting double loops are easily to be found. III. Late Synapsis and the formation of the Spireme. The nucleus grows considerably in size during synapsis, which ap- parently extends over a long period of time. The tightly wound ball becomes somewhat loosened and a spireme is spun out, during the formation of which each pair of aggregations becomes smaller and is gradually broken down into small granules, which with the help of the linin are arranged along the double thread. At first the gra- nules are still arranged in masses of considerable size placed oppo- site each other, at uneven distances on the threads, (figs. 25 & 26. PI. VIII.). Soon these become again subdivided and acontinuous double spireme is thus formed, composed of two parallel threads of »linin« with small chromatin masses or chromomeres at equal intervals along its course; (Fig. 27. PI. VIII.) The chromomeres are distinctly seen to be in pairs, the members of each pair being arranged on the two parallel threads; it was not possible to resolve each chromomere into granules. Very thin sections of some preparations at this stage, (Fig. 28. PI. VIII) show minute ilbrils of linin projecting irregularly from the swollen parts of the spireme in which the chromomeres are embedded. These can also be seeu in Fig. 29, which represents a slightly more advanced stage in which the double spireme is seen to be less tightly coiled. The fibrils of linin gradually become less obvious, the double spireme begins to fuse in places, wliile at the same time its coils are gradually loosened. The linin fuses first and this brings the members of each pair of chromomeres into contact with one another, (figs. 30 & 31); they fiually fuse together and a single thick spireme, with single chromomeres at regulär intervals, is thus produced. All the various stages of fusion are generally visible in a single nucleus, so that it would appear that they do not extend over a very long period. It is occasionally possible to find the ragged bits of linin, above referred to, projecting from the chromomeres on a fused but still contracted spireme but these are never present in the next stage. i) Miyake. 1. c. 1906. Fig. 116. PI. V. Nuclear Division in Funkia. 385 The single spireme now becomes mucli stretched and elongated and is uniformly distributed throughout tbe whole nuclear cavity. Fig. 34. PI. VIII represents a very tbin section of tbis stage, the cut ends being all in the plane of tbe section. Tbe continuous, single, tbin spireme does not seem to be of long duration and indications of fission soon appear in various parts of tbe thread; a double ap- pearance is already indicated in various regions in Fig. 34. A double continuous uniformly distributed spireme is however never found and it is therefore certain tbat tbe fission does not extend along tbe whole length of tbe spireme before Segmentation begins. Tbe absence of a double loose spireme is also of great significance in connection with the seriation of the stages. Siuce all tbe double spiremes show more or less evident signs of synaptic contraction, tbe fusing spiremes very little and tbe single spiremes no signs of tbis, there can be no doubt of the Order of these stages, *) and therefore no doubt tbat the double spireme gives rise to the single by the fusion of its two component threads. I was quite unable to find in tbis series anything of tbe nature of a definite second contraction such as tbat described in otber plants by several authors.1 2) IV. Segmentation of tbe spireme. It bas been said tbat simultaneously with the Splitting of tbe spireme, wliich takes place presumably along the line of previous fusion, Segmentation occurs. Sometimes the fission is more or less visible throughout tbe length of the spireme, while Segmentation bas only occurred in one or two places, (Fig. 35. PI. VIII.); in otber cases tbe single spireme dividesinto many straigbt single lengths, (Fig. 38. PL VIII.), in which however, a double row of chromomeres is generally found. Sometimes tbe pieces formed are more or less looped or coiled, as seen in Figs. 36 & 37. PI. VIII, in the former of which a nucleus is shown in which part of the spireme is still single, while in otber places both granules and liuin liave split. In a very few cases the spireme is thrown into regulär loops arranged round tbe nucleolus, but no definite number of loops seems to be prevalent although there are generally fewer than twenty-four; it seems improbable tbat in Funkia tbis stage has any special signi- ficance. Overton and Allen bave described loops eacb of which 1) See also P. 3. 2) Farmer and Moore. 1905. Fraser. B. A. Leicester. 1907. 386 M. G. Sykes they believe to represeut a bivalent chromosome of wbicb tbe univalent members diverge from one anotber; in Funkia however, the fission in tbe spireme can often be seen extending round tbe loops and it will be shown that the Separation which occurs in the heterotype takes place along the line of this fission. V. Formation of chromosomes. Figs. 39— 40, PI. IX show the next stage in which the spireme is divided up into double Seg- ments which are still unevenly scattered throughout the nuclear ca- vity. This stage is of very common occurrence in my preparations, a fact which appears to indicate that after Segmentation is complete some little time elapses before auy further change takes place. The Segments are sometimes straight, more often curved but generally in the form of loops: irregulär fibrils of linin can again be seen projecting from the chromomeres1). Fine tlireads of linin2) also connect the ends of the Segments (Fig. 38. PL IX.); the existence of these structures seems to suggest that the Segments are not formed by the abrupt Segmentation of the spireme, but by a gradual Col- lection of material into specialised areas, which remain connected for a time by one, or generally two, delicate threads. The individual Segments are of various lengths but there is no reason to suppose that all are homologus with the fully formed chromosomes of a later stage. It is possible that some of the longer segments already correspond to the large chromosomes; indeed five or six much longer than the others can usually be found in a nucleus. In some cases, such as in Fig. 43. PI. IX, a break at the bend of what appears to have been a large loop suggests that here two large pairs of chro- mosomes are arising from one original Segment. The shorter chro- mosomes are still united together in rows of three or more (Figs. 41, 42, 43, 44. PI. IX.). Finally these rows break up and the short chromosomes becorne arranged round the periphery of the nucleus. In some well differentiated preparations the chromatin can be seen to be aggregated into two dense masses in each member of a pair of short chromosomes, producing a tetradlike appearance; this is seen in Fig. 45. PI. IX., the line separating the pair being that of the longitudinal split in the spireme. The six long pairs of chromosomes are usually found nearer the centre of the cavity and one or more of them is often in connection 1) Cf. p. 5 & Fig. 29. PI. VIII. 2) Miyake, 1906. Fig. 54 Taf. IV. Figs. 120, 124 Taf. V. Atkinson, 1899. p. 5. Figs. 3, 8, 9, 10 PI. I. Nuclear Division in Fnnkia. 387 with the nucleolus '); the members of a pair are hardly ever twisted round each other. They next contract considerably, and becoming much shorter and thicker, assume also a more periplieral position* 2). They form short thick loops and it is such a stage as this wkick is interpreted by Farmer3) as arising by the breaking olf of various loops from a spireme. In badly differentiated preparations, (Figs. 46. 47. PI. IX), it is impossible to distinguish the aggregations of chro- matin in these thick and densely staining objects, but in more favourable examples , (Figs. 45. 48 & Text Fig. A II') , a distinction between chromatin and linin can still be made4). In such cases the longitudinal fission (only seen with difficulty in Figs. 46 — 47) is clearly visible. VI. The reduced number of chromosomes in Funkia. Strasburger5) gives the mean of a large number of countings of the somatic chromosomes as twenty-four; the same number, though there is some difficulty in fixing the number of the small chromo- somes, has been found in the pollen mother cells by Strasburger and Miyake and in the present investigation. But Strasburger (1906) drew attention to the fact that here the eighteen small chro- mosomes are much smaller than any of those in the somatic nuclei divisions and Miyake6) has suggested that they are formed perhaps by fragmentation of the »anlage«. He thinks that there are some grounds for proposing twelve, the usual reduced number in the Liliaceae as the reduced number in Funkia. It has been stated above7) that it was found impossible to base this tlieory on the ap- pearance of a smaller number of prochromosomes in synapsis; but for some time I thought there was evidence that twelve Segments were first formed during the Segmentation of the spireme, and that while six of these gave rise to the long chromosomes, the other six broke up to form smaller ones8). It is certain that the eighteen small pairs of chromosomes are broken off two or three together from the spireme, but the number which is connected in this way is not always constant. As however they must be supposed 1) Cf. Wäger. 1904. 2) Cf. Miyake. 1906. Fig. 122 PI. V. 3) Farmer & Moore. 1905. 4) Cf. Gregoire & Wygaerts. 1903. p. 7 ft’. 5) Strasburger. 1900. p. 45 & P. J. 1906. p. 17. 6) Miyake. 1. c. 1906. 7; See p. 7. 8) P. 13. 388 M. G. Sykes gradually to be separating from one another, any constancy in the number found together could not be expected. The facts observed seem to some extent to Support the view that the reduced number of chromosomes is primarily less than twenty-four and that the larger number actually observed is due to fragmentation of some of the members of the chromosome series. VII. Origin of multipolar spindle. It is unnecessary to describe this well known stage at any length liere, and it will be sufficient to say that the long chromosomes, which are now loop- shaped and rnuch contracted, are attached to the spindle fibres by the middle of the loop and that in each side of the loop the longi- tudinal fission is still clearly visible, (Figs. 50. 51. PI. IX.); it is also distinct in the shorter chromosomes, which are attached to the spindle in various ways. VIII. Metaphases. The large chromosomes are generally found on the periphery of the equatorial plate1); it is far easier to study their division in cases where they are seen in face, not side, view. This division takes place along the line of the fission already re- ferred to, which corresponds to the line of fusion in the original double spireme; each loop thus splits longitudinally along its whole length and gives rise to two thinner loops, (Text Fig. III', Fig. 52. PI. IX.); cases of division across the bend of a loop were never found. Miyake2) describes and figures long chromosomes attached by their ends, and States that the looped appearance of each double chromo- some is due to the wide divergence of the origiually closely approxi- mated halves, which separate as two rods in metaphase, (Text Fig. II, III). But in my preparatiou these halves clearly showed a longi- tudinal fission, which it has been shown can be traced throughout all the stages from the double spireme. The Separation, which now occurs, takes place along the line of this fission, as shewn in Figs 52 & 53, PI. IX., and also in Figs 54b, c. ; in Fig. 54a. the split is also visible, but Separation has not yet occurred. Miyake’s figures appear to have been drawu from preparations which did not clearly show a differentiation into chromatin and liniu, and this may have tended to obscure the split which I should have expected to see running all round the chromosomes, in such figures as 125 PI. V. and 133. PI. V. of his paper, or Strasburger’s Fig. 74. PI. II.3). In cases Miyake. 1906. p. 108. 21 Miyake. 1906. pp. 108. 109 & Figs. 125-133. PI. V. 3) Strasburger. 1900. Nuclear Division in Funkia. 389 however, where this split was seen by him, he interpreted it as a precocious longitudinal split in preparation for the bomotype division. Text Fig. A. may be found useful in comparing the conclusions to wbich I have been forced by my preparations witb tbose arrived at by Miyake and Strasburger. The observations of the short chromosomes is more difficult, but they also generally appear to be attached in the middle and to di- vide in the same manner as the long chromosomes; (Figs. 53. 54c. PI. IX). They separate more quickly than do the larger ones. Fig. A. Figs. I— V. Diagrammatic representation of Heterotype & Homotype divisions. Stages according to Miyake & Steasbdkgek. Figs. I'— Y'. Diagrammatic representation of stages as found in the preparations described in this paper. IX. Anaphases. As the loop-shaped chromosomes of both sizes move away from each other after division, a second split be- comes visible along their whole leflgth, Text Fig. IV'; this is in- distinctly shown in Figs. 53. 54 b, but is clearly visible as the chro- mosomes approach the opposite poles; (Fig. 55. PI. IX.). Here again Miyake has interpreted the loop shape as due to the divergence of the two halves of a longitudinally split rod, Text Fig. IV, but a split all round the loop is, I think, clearly demonstrated in my pre- parations. It is very natural to be deceived into dooking upon such a stage as Fig. 54 a as a transverse fission across a double loop (at a in Text Fig. II'), the fission seen in the limbs of the loop being then Archiv f. Zellforschung. I. 26 390 M. G. Sykes interpreted as the split for the homotype; — au error iuto which my first examinatiou led me, but which was naturally dispelled by such cases as Figs 52 & 53. Pl. IX. It has been said that Miyake looked upou this longitudinal fission as a new appearance at this stage, but after the consideration of a complete series of preparations it seemed certain to me that this fission is the same as that seen in the spireme. I was therefore at first compelled to suppose that the Separation of the chromosomes along the previous line of fusion took place in the homotype and not in the heterotype division, while the transverse division which appeared to occur in the heterotype was another and quite different reduction division. This is some- what the interpretation given by Calkins1), Stevens2), Atkinson3), Mottier4), and it is of course impossible to bring it into line with other results which harmonise more perfectly with our present theories of reduction division. It may be possible that in some of these cases, as in Funlcia , division of the chromosomes in the heterotype does not consist in the Separation of two widely diverging longitudinally split rods, but in the division of the whole loop along a fission fol- lowing its whole length. X. Telophases and Reconstruction of daughter-nuclei. Fig. 56. Pl. IX. shows a telophase of the heterotype division, in which the longitudinal split is clearly visible in the chromosomes. This split can still be followed during the reconstruction of the daughter nuclei, (Fig. 57. Pl. IX.) and a paired structure is fouud even in the stage most nearly approaching a resting stage. (Fig. 59. Pl. IX.) A complete resting stage condition is never reached and no continuous thread appears-to be formed5) but the nucleus here contains a number of chromatin masses, mostly double, united by threads of liuin. Fig. 60. Pl. IX. represents one of the prophases of the next division in which the split is well seen. c) The homotype division. The homotype division takes place at right angles to the last, and each chromosome, (of which six large and eighteen little pairs are present), is here generally attached to the spindle by one end, and divides longitudinally along the split seen in the anaphases and telophases of the last division, q Calkins. 1897. 2) Stevens. 1898. 3) Atkinson. 1899. 4) Mottier. 1907. 5) Miyake 1908. p. 112. also Gregoire and Wygaerts. 1903. Nuclear Division in Funkia. 391 Text Fig. IV', V', Fig. 61. The great length of the chromosomes is very noticeable, also tlie extreme thinness of the products of di- vision: a differentiatiou into chromatin and linin is often quite clear. The chromosomes collect at opposite poles, and unite to form a network in which numerous aggregations of chromatin are still visible. These aggregation are unpaired, as are also the linin threads connecting them. Fig. 63 and 64 represent the nuclei of youug pollen grains, illustrating this fact. d) Behaviour of the nucleoli during the reduction di- vision. In the resting stage and early prophases of the pollen mother cells five or sometimes four nucleoli, all of which stain strongly with haematoxylin, are generally present. All except two usually disappear before synapsis, though a third is occasionally visible for some little time longer. No sign of fusion between the nucleoli was ever seen before synapsis, but they gradually diminish in size and become vacuolated. A number of threads from the nuclear reticulum often converge towards a nucleolus and it is sometimes difficult to distinguish a disappearing nucleolus from a large, single aggregation or knot of the reticulum. There seem to be no reaso- nable doubt that a darkly staining substauce is transferred from these nucleoli to the reticulum, which increases in staining capacity as the nucleoli diminish in size. Two large vacuolated nucleoli are eft in such a stage as is drawn in Figs. 18. 19. Fl. VIII. Miyake *) thinks that the number of the nucleoli is reduced from four or five to two by fusion, but I have failed to find any stages of union except in synapsis, when the two remaining nucleoli un- doubtedly fuse. No sickle shaped nucleoli, such as are so often described as occurring during the later stages of synapsis, were present in any of my preparations. The two large nucleoli are generally far apart during the early stages of synapsis but they approach later and one of them gradually decreases in size. Fusion is for a long time incomplete, the remains of the small nucleolus being found attached to the side of the larger one, like a »nucleolar« bud, all through the spireme stages and dur- ing Diakinesis (Figs. 37, 28, 43.). During the formation of the chromosomes one large round nucleolus only is found, the last remains of a small nucleolus being seen in Fig. 46. Fl. IX. The large one becomes more and more *) Miyake. 1906. p. 92. 26* 392 M. G. Sykes vacuolated and is often seen to be connected witk one or more pairs of chromosomes1, 2). It is still present when tbe chromosomes are fully formed and does not disappear tili just about tbe time of tbe origin of tbe multipolar spindle. In tbe reconstruction of tbe daugbter nuclei, a single nucleolus was often seen, and Fig. 60. PI. IX. represents one of a few cases in whicb two or tbree nucleoli were present. In tbe young pollen grains tbere are also found two or tbree nucleoli, (Figs. 63. 64. PI. IX), but never more tban tbree. The facts detailed here appear to support tbe view2) that tbe nucleoli are of value as a food störe for the nuclear reticulum and chromosomes. It is probably also of some interest that only two or tbree nucleoli are present after tbe reduction division, tbougb tbis miglit naturally be expected, since only half tbe amount of tbe so- matic cbromatin bas now to be stored in tbe nucleus. III. Somatic divisions. The somatic nuclear divisions have recently been described bv Strasburger, so that it would be superüuous for me to give a full description of tbe process and I propose to only shortly describe one observation wkicli appears to me to be of interest.3) The striking nature of tbe double reticula seen in tbe very early prophases of reduction division led me to searcb for comparable pbenomena in the prophases and reconstruction of tbe nuclei in tbe preceding divisions. Similar appearances were commonly found in all tbe stages of tbe archesporial divisions; fully formed chromosomes were often seen lying together in pairs, and tbe paired nature of the knots, or so-called procbromosomes, whicb in Funkia 4) greatly exceed tbe somatic chromosomes in number, was obvious in most cases. These facts were particularly striking in the last archesporial division, tbougb it is impossible to say whether this is due to tbe greater size of the nuclei under consideration, or whether it bas any conuection witb a closer association of homologous cbromatin prepa- ratory to tbe fusion whicb will take place in tbe heterotypic spireme. In tbe ordinary somatic nuclei, seen in the cells of tbe petals, walls of the ovary, walls of tbe anther etc,, a paired structure is 1) Cf. Wäger. 1904. 2) Cf. Miyake. 1906. p. 101. 3) Since the above was written, I have made a further examination of the somatic nuclei, the results of which will shortly appear in a note. 4) See also Strasburger. III. 1906. pp. 7 & 40. Nuclear Division in Funkia. 393 distinctly visible in tbe Strands of the reticula, and is often also shown by the knots, although the latter are more generally unpaired. Chromosomes of similar size also appear lying together in pairs both in prophase and telophase. The small size of the somatic nuclei makes it difficult to investigate tliese phenomena, but double threads in the reticula were seen and figured in such a large number of cases, in preparations stained by both methods, that no doubt of their existence can be entertained. (PI. VIII. Figs. 1, 2, 3.) The paired structure of the reticulum and the parallel afrange- ment of pairs of similar chromosomes obviously suggests the close association in somatic nuclei of homologous paternal and maternal chromosomes, and of the part of the reticulum which corresponds to such chromosomes. Pairs of chromosomes lying together in the anaphases of the presynaptic nuclear division have been remarked by Cannon1) in Pisum, but bis figures are far from conclusive. I examined some slides of a pea root in Order to see if anything of the kind were visible in the very small somatic nuclei of this plant; Figs. 5. 6. PI. VIII. represent nuclei in which a paired structure was obvious in the early prophases2). Similar or even more striking appearances were seen in the somatic nuclei of male and female plants of Hydrocharis morsas-ranae , of Lychnis dioica, and of Bryo- nia dioica. One of Strasburger’s figures3) suggests a similar double reti- culum, and he also commonly figures pairs of equal sized chromo- somes lying together in the somatic nuclei in Funkia and in Gal- tonia 4). IV. Conclusion and Summary. 1) The series of fact3 observed in the early prophases of the reduction division in both species of Funkia agree with those des- cribed by Miyake, and Support his conclusions, and those of Stras- burger’s school, that a preparation for fusion between homologous parts is taking place during these stages. The pairing in the reti- culum is seen to appear at a very early stage. b Cannon. 1903. pp. 521—530. Figs. 5 — 9. 2) The slides were kindly lent and the drawings made by Miss M. Gardner, Girton College. 3) Strasburger. 1906. Fig. 8. PI. F 4) Strasburger. (III) 1906. p. 19. Figs. 12, 13, 37-40 PI. I. (IV) 1907. p. 70. Fig. 22. 394 M. G. Sykes 2) The number of pairs of kuots or aggregations in the reticu- lum far exceeds the number of pairs of chromosomes and it is con- cluded that in Furikia it is inadvisable to call these structures »pro- cliromosomes«. 3) Occasional contact between the pairs of knots is seen in synapsis but no definite and clear cases of fusion were recorded. The number of knots which can be seen in synapsis is often twenty- four, but this is not regularlv the case. 4) A double spireme is spun out from the reticulum during synapsis. This stage corresponds to the »split spireme« of Farmer and Moore aud Miss Sargent, but is due to the paired arrange- ment of the constituents of the nucleus. 5) This stage gaves rise by fusion, as was suggested by Wini- warter, Schreiner, Dixon & Allen1) and later confirmed by Stras- burger’s school, to a single spireme. This by Splitting along the line of fusion, and at the same time by Segmentation, gives rise to the double Segments which are to form the chromosomes. 6) These Segments are generally broken off as straiglit pieces and bend later to form loops. No definite looped stage of the spireme was observed; it was found impossible to consider any spe- cial curved Segment of spireme as the original of one of these loop- shaped pairs of chromosomes. 7) The Segments gradually coutract and the fission in thern becomes less clear but, in preparations which show the distinction of chromatin and linin, the paired chromatin masses are clearly seen. 8) The heterotype division takes place along this fission, through the whole length of the loop, thus giving rise to two thinner loops. 9) In each of the daughter loops a second split is soon visible, again running longitudinallv along the whole length of the loop. This split can be seen in the reconstructed daughter nuclei and is the split along which the homotype division takes place. Thus in neither case is there a transverse split across the bend of the loop and the whole process reealls strongly Miss Sargent’s2) description in Lilium , saving for the fact missed by her that the first split is along the line of a previous fusion and that tlierefore the heterotype division is a true reduction division. 10) The reticulum and knots iu the nuclei of the pollen grains are unpaired throughout. *) Allen. 1904 & 1905. 2) E. Sargent. 1896 & 1897. Nuclear Division in Funkia. 395 11) A double structure is kowever found in tbe prophases of the somatic nuclei and the somatic chromosomes ave often found lying togetber in pairs. These facts suggest that tbe close associa- tion of paternal and maternal chromatin, necessary for tbe pairing of bomologous parts in tbe prophases of the heterotype, is in Funkia also in existence througbout tbe life of the plant. A pair of somatic chromosomes, such as seen in Figs. 4, 7. PI. VIII., is obviously tben tbe exact counterpart of a bivalent ckromosome of the heterotype division, in wkick kowever there bas recently been intimate Con- nection between the two members, in tbe fused spireme stage. 12) Of tbe five nucleoli usually present in the resting stage of the nucleus it is tkought that two or three are absorbed into tbe reticulum before synapsis; the remaining two fuse togetber during synapsis, and altliough coming into contact with tbe spireme and chromosomes, yet persist tili the latter are fully mature and do not disappear tili the time of tbe formation of tbe multipolar spindle. Two to three nucleoli only are found after reduction division, botb in tbe prophases of the komotype and in tbe pollen grain nucleus. Botanical Laboratory Cambridge, November 1907. Bibliography. Allen, C., (I; Nuclear division in Liliurn canadense. Bot. Gaz. XXXVII. 1904. and Ann. of Bot. 1905. 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(I) Oogenesis & (II) Spermatogenesis. Ann. of Bot. 1897. p. 187. 396 M. G. Sykes Stevens, W. C., Über Chromosomenteilung bei der Sporenbildung der Farne; Ber. d. d. bot. Ges. 1898. Strasburger, E., (I) Beduktionsteilung usw. Jena. 1900. (II) Über Beduktionsteilung. 1904. Sitzungsberichte der Königlich preußi- schen Akademie der Wissenschaften XVIII. (III) Typische und allotypische Kernteilung; P. J. 1906. p. 1. (IV) Die Ontogenie der Zelle seit 1875. Prog. rei. bot. I. 1. 1907. Wäger, H., The nucleolus and nuclear division in the root apex of Phaseolus. Ann. of Bot. 1904. p. 29. Explanation of Plates VIII & IX, The figures are drawn with the aid of a camera lucida from preparations examined with a Zeiss oil-immersion lens, and oculars 6 and 8. Except when otherwise mentioned sections were stained in haematoxylin by Heidenhain’s method. Plate VIII. Fig. 1. Somatic nudeus of Funkia ovata, from the epidermis of an anther, showing the double structure of the nuclear reticulum in early prophases. (X 1150). Fig. 2. A similar nucleus from the wall of an anther; (stained Flemming). (X 1150'. Fig. 3. A nucleus from the wall of the ovary, showing a rather later pro- phase, in which the nuclear reticulum is double, while some of the granulär knots are paired and some single. (X 1150). Fig. 4. A nucleus from a petal, showing pairs of similar sized chromo- somes lying together. (Reichert Vis)- (X 1500). Figs. 5 & 6. Cells from root of Pisum, showing paired reticula and aggre- gations. (X 1350). Fig. 7. Anaphase of last archesporial nuclear division showing pairs of chromosomes. (X 1150). Figs. 8 & 9. Reconstruction of nucleus of pollen mother cell, showing very clearly paired reticulum. (X 1150). Fig. 10. Thicker section of resting stage of same, containing granulär reti- culum with 5 nucleoli. (X 1150). Fig. 11. Very early prophase of pollen mother nucleus, showing a yet unpaired reticulum with numerous granulär knots. (X 1150). Fig. 12. Early prophase of same, showing beginning of pairing in both reticulum and knots. (X 1150 . Fig. 13. Similar stage to the last but stained Flemming. (X 1150). Figs. 14 & 15. Similar stage to Fig. 12. here and in Figs. 15 & 16, the differentiation of the stain is such that the appearance is more granulär. (X 1150 . Fig. 16. More magnified portion of reticulum from same nucleus as Fig. 15 but drawn at lower focus. Fig. 17. Similar stage to these, showing two large nucleoli and two small ones; darkly stained. (X 1150). Figs. 18 & 19. Slightly later stages, showing more definite and clearly paired aggregations in the reticulum, which is alse beginning to show signs of contraction. (X 1150). Nuclear Division in Funkia. 397 Fig. 20. Early synapsis, some of pairs of aggregations show signs of fusing to form a smaller number of pairs. (X 1150). Fig. 21. Similar stage to the last showing the two large nucleoli common in early synapsis. (X 1150). Fig. 22. A rare case in whieh the members of each pair of aggregations are either almost or quite in contact. The reticulum is still double. (X 1150). Fig. 23. A very thin section of nucleus in mid synapsis, showing a few pairs of aggregations. (X 1150). Fig. 24. A thicker section of the same, in which two pairs of aggregations are commonly found in close approkimation. (X 1150). Figs. 25 & 26. (Reichert V12) These show the formation of a spireme in late synapsis; the chromatin aggregations are being pulled ont to form a thread. At the lower right hand corner of Fig. 26, some ragged bits of linin can be seen projecting from the chromomeres. (X 1350). Fig. 27. A completely formed double spireme, still in synapsis. (X 1150 ... Fig. 28. A very thin section of a nucleus such as shown in Fig. 27 ; the ragged bits of linin are more clearly seen, and the last stage of the fusion of two nucleoli has been arrived at. (X 1150). Fig. 29. Double spireme beeoming loosened. (X 1150). Figs. 30 & 31. Double spireme fusing to form a single continuous thread, all stages of fusion are visible in different parts of the nuclei. (X 1150). Fig. 32. A more uniformly distributed continuous spireme. (X 1150;. Figs. 33 & 34. Yery thin sections of uniformly distributed spireme, single almost throughout: the cut ends seem to be all in the plane of section. (X 1150). Fig. 35. First appearance of split in spireme, Segmentation has already begun. (X 1150). Fig. 36. Segmentation of spireme, some of which is still single. (X 1150). Fig. 37. Same stage as last. The two nucleoli have not yet quite fused. Plate IX. Fig. 38. Segmentation of spireme into nnmerous straight pieces, in which the chromomeres but not the linin thread have split. Fine threads are seen uniting the pieces. (X 1150 . Figs. 39 & 40. Later stage in which the double nature of the segment is more clearly visible: about six large segments are present in each nucleus, with several smaller ones. (X 1150). Figs. 41, 42, 43 & 44. Similar stages, all showing double segments of different lengths. In the shorter ones further fragmentation seems to be going on. At x in Fig. 43, are seen two long pairs which may have arisen from a single loop. (X 1150). Fig. 45. shows almost fully formed short and long chromosomes; the tetrad appearance of the short ones is very striking. (X 1150). Figs. 46 & 47. are darkly stained preparations showing the longitudinal split only very indistinctly. At x in Fig. 46, is seen the last remains of a small nucleolus. (X 1150). Fig. 47 b. is obtained from a preparation with an intermediate depth of stain. In all these last figures the thin linin threads connecting the segments are clearly visible. (X 1150,. 398 M. G. Sykes, Nuclear Division in Funkia. Figs. 49 & 50. show the origin of the mnltipolar spindle fibres and tlie attachment of the cbromosomes by the middle. (X 1150,'. Fig. 51. shows the gathering together of the chromosomes to form an equatorial plate. Fach loop shows clearly its double natnre. Fig. 52. Metaphase. Equatorial plate stage, showing longitudinal fission of loops. (X 1150). Fig. 53. Anaphase, just after division, the short chromosomes having already separated. (X 1150). Fig. 54a, b, c. shows various stages of division of the long chromosomes; d, c show Separation of short chromosomes. Fig. 55. Telophase of heterotype division; in most of the chromosomes a second longitudinal split is now visible and this is more pronounced in (X 1150). Fig. 56 where it is seen in almost every chromsome. (X 1150). Fig. 57. Reconstruction of the daughter nuclei ; one nucleolus is present and the double nature of the disappearing chromosomes is still evident. (Rei- chert Via)- (X 1350). Figs. 58 & 59. Later stages of same, showing double nature of both knots and reticulum. 4X1150 . Fig. 60. Prophase of homotype; three nucleoli are present. (X 1150). Fig. 61. Metaphase of homotype division. The chromosomes are attachet by their ends and have divided longitudinallv. (X 1350). Fig. 62. Telophase of homotype and formations of cell plate. Note the long thin chromosomes. (X 1350). Figs. 63 & 64. Nuclei of young pollen grains with unpaired reticula and 2 — 3. nucleoli. (X 1150). Mfi Sykeß rlfil Verlag v Wilhelm - Taf.rm. lniann in Leipzig Lith Anst vE AFimleJopzig . 33 CN. - Archiv filr Zellforschung Bd.I. - M.G.Syxes de) Verlag vWilhelr« Ta/: IX. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat, (Mus decumanus Pall., variete albinos), par J. Duesberg, assistant ä Tlnstitut d1 Anatomie de l'Universite de Liege. (Avec planche X.) Introduction. Bien que le testicule du rat ait deja fait l’objet de nombreux travaux l), parmi lesquels les plus complets sont ceux de von Ebner 12 et 14), de von Lenhossek (30) et de Begaud (54), personne n’a donne jusqu’ici une description integrale de la spermatogenese chez cette espece. Mais il y a plus: les observations faites sur le rat, auxquelles il faut ajouter les notes de Hermann (24, 25), de Lukjanow (31) et de Schreiner (60 et 63) sur la souris, le travail *) Le nornbre de ces travaux est en effet considerable. Parmi les anciens, les plus remarquables sont ceux de Rexson (57) et surtout de Brown (8). Viennent ensuite des travaux de Benda (1—4). A von Ebner (12) revient l’honneur d’avoir en 1888, reconnu les deux generations de spermatocytes et fixe la topographie des differentes especes de cellules seminales. Plus recem- ment, Montane ,39) , Benda (5), Moore (40, 41) et surtout Lenhossek (29, 30 , de nouveau von Ebner (14) et Regaud (45 ä 56) ont publie des travaux sur la spermatogenese du rat. Tons ces travaux seront pris en consideration et leurs resultats discutes au cours de ces observations. Pour un historique complet et particulierement pour la discussion des anciennes theories [theorie du spermatoblaste de v. Ebner (11)], et les travaux anterieurs ä celui de Renson [Schweigger- Seidel 64), Sertoli (65), La Valette St. George (67), Merkel [33, 34), Bloch (6), von Brünn (9), Helmann (23)], je renvoie au travail de cet auteur et ä celui de Regaud (54), dont le resume bibliographique est fort complet. 400 J. Duesberg de Schönfeld (58, 59) sur le taureau, observations toutes incom- pletes, et la communication recente de Moore et Walker (43 bis) sur le cobaye, ces observations constituent tout ce que nous savons des divisions des spermatocytes des mammiferes. C’est assez dire qu’une teile etude meritait d’etre reprise. Parmi les points les plus interessants, il s’agissait d’abord de suivre minutieusement les modifications du noyau pendant la periode d’accroissement. Cette etude, a l’avancement de laquelle les idees theoriques de Weismann avaient beaucoup contribue, a dans ces der- nieres annees acquis un interet puissant et recu une nouvelle impul- sion par l’apparition de la notion du synapsis et de la copulation des chromosomes. Ou peut dire que sous Finfluence des travaux de Moore (42, 43), de Winiyvarter (70), de Schreiner (60—63), etc., Fancien Schema de la reduction au sens de Weismann par Finterposi- tion dans la lignee des cellules sexuelles d’une division transversale des chromosomes, est aujourd’hui presque completement abandonne. Les divisions des spermatocytes s’accompagnant dans tous les cas bien observes d’une division longitudinale, il a fallu cherclier autre chose. Or, la notion de la copulation implique la possibilite d’une reduction au sens de Weismann sans division transversale; eile explique de plus la reduction du nombre des chromosomes. Ce sont surtout les Schreiner qui se sont engages le plus resolument dans cette voie et leurs travaux presentent pour moi un interet d’autant plus grand, qu’ils croient avoir trouve chez les mammiferes pleine confirmation de leurs recherches anterieures. Nous verrons plus loin ce qu’il faut en penser. Quant aux prophases de la seconde division des spermatocytes, elles n’ont ete etudiees que par Moore et Walker (43 b) chez le cobaye. Sciiöxfeld (58) n’a doune dans sa note preliminaire sur la spermatogenese du taureau qu’un expose sommaire et insuflisant de la seconde division et tout particulierement des plienomenes qui la precedent; cet expose, il ne Fa jarnais complete. Independamment de ces deux questions principales qui justifient deja pleinement de nouvelles recherches sur les cellules seminales des mammiferes, il n’etait pas sans interet de reprendre dans leurs details les autres questions se rattachant a l’etude des divisions de maturation, telles que la formation des chromosomes, leur disposition dans la plaque äquatoriale, leur mode de division et tout parti- culierement pendant la seconde mitose de maturation qui a ete specia- lement negligee. Le but principal de ce travail est l’etude des Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 401 divisions des spermatocytes1). Je laisserai donc entierement de cöte tout ce qui se rapporte a l’origine des cellules de Sertoli, ä leurs rapports de filiation avec les autres cellules seminales, etc., questions que Schönfeld et Regaud ont cru pouvoir trancher par l’etude du testicule adulte, mais qui me paraissent plutdt ressortir de l'etude embryogenique de l’organe. Je ne m’etendrai pas longuement sur la periode de multiplication: j’ai clierche surtout a m’orienter dans la nomenclature si variee des auteurs, ä fixer le mode de division des spermatogonies et ä reconnaitre les spermatocytes de premier ordre des leur apparition. D’autres questions, comme celles du nombre des generations de spermatogonies n’ont pas ete envisagees. Enfin, je ne reviendrai pas dans ma description sur l’appareil mito- chondrial, dont l’evolution a ete decrite dans un travail anterieur (10). Materiel et Technique. Les testicules, pris ä Fanimal fraichement tue, etaient debarrasses avec precaution de leur tunique albuginee, ce qui, chez le rat, se fait assez facilement. Je pratiquais cette dissection comme le con- seille Meves (37), sous un peu de liquide fixateur dilue. L’organe etait ensuite plonge dans le reactif, soit entier, soit apres avoir ete decoupe a coups de ciseaux en petits morceaux. Dans le premier cas, je prelevais, apres avoir laisse au testicule le temps de se durcir, une couche peripherique peu epaisse, qui seule etait replongee dans le liquide fixateur et employee dans la suite. Les reactifs utilises furent le sublime acetique ä 5% pendant 24 lieures, et les liquides de Flemming et de Hermann pendant une a six semaines; comme colorant, de preference l’hematoxyline ferrique. Ce sont les preparations aux liquides de Flemming et de Hermann, traitees ensuite par Fhematoxyline ferrique d’ apres la methode in- diquee par Meves (loc. cit.), qui m’ont donne les plus belles images. Mais toutes les observations qui ont fourni matiere ä mes dessins ont ete faites sur une Serie de preparations reellement ideales, traitees par le liquide de Flemming et Fhematoxyline ferrique, appartenant ä Monsieur le Professeur Meves, qui a eu l’extreme obligeance de l) J'ai choisi le rat, d’abord precisement parce que le grand nombre de travaux dont cet animal a ete l’objet, font qu’il est celui de tons les mammiferes dont la spermatogenese est la mieux connne: ce qui permet une Orientation ais6e et une determination exacte de Tage des differentes cellules seminales; ensuite, a cause de l’excellence du materiel que j’avais ä ma disposition (voir pag. 401 — 402). 402 J. Duesberg les mettre a ina dispositiou. Je ne saurais trop le remercier d’avoir bien roulu me confier, en dehors meine de son laboratoire, le fruit de plusieurs mois de travail: on sait en effet, et j’en ai fait moi meine l’experience, la difficulte qu’il y a a obtenir une Serie de pre- parations permettant l’etude des centrioles. Si mes observations pre- sentent quelques lacunes, peu importautes du reste, sur ce point, la faute n’en est bien certainement attribuable qu’ä moi. Enfin, non content de m’avoir prete ses excellentes preparations, Monsieur le Professeur Meves a pousse l’amabilite jusqu’ä m’aider de ses precieux conseils. Qu'il me soit permis de lui exprimer ici tonte ma reconnaissance! Daus de telles preparations (fixation par le liquide de Flem- ming — ou de Hermann — ; coloration par l’hematoxyline ferrique), il y a lieu de distinguer trois zones. D'abord une zone peri- pher ique, celle qui a subi la premiere le contact du liquide fixa- teur et sur laquelle l'action de l’acide osmique se fait particuliere- ment sentir: le protoplasme y apparait presqu’ homogene, l’idiozome est tres net. Les centrioles ne sont guere visibles, si ce n’est aux pöles du fuseau. Dans les noyaux au repos, la structure n’est pas conservee; dans les figures de division, la partie achromatique est devenue invisible. Cette zone convient particulierement bien pour l’etude des chromosomes, qui sont ici mieux conserves qu’en tout autre point de la preparation. Dans une zone moyenne, le protoplasme presente une struc- ture fibrillo-ponctuee. C’est cette zone qui convient le mieux pour l’etude des centrioles, de la structure nucleaire et de la partie achro- matique de la figure de division. Quant aux chromosomes, souvent ä une courte distance dejä de la peripherie, ils s’agglutineut en une masse compacte, de teile sorte que toute numeration est rendue im- possible et qu’une division longitudinale n’est plus reconnaissable. Les zones plus profondes peuvent, quand la penetration du liquide s’est faite rapidement, etre employees utilement, mais elles conviennent de moins en moins ä une etude bistologique fine ä me- sure que l'on s’eloigne de la peripherie. Division de la spermatogenese. On divise habituellement la spermatogenese en quatre periodes; la periode de multiplication, la periode d’accroissement, la periode de maturation et la Spermiogenese proprement dite. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 403 Ce sont les trois premieres period.es, et plus particulierement la seeonde et la troisieme qui seront traitees dans ce travail. J’adop- terai la meine Classification tout en faisant remarquer que la limite entre les periodes d’accroissement et de maturation est assez arbi- traire: une bonne partie de la periode d’accroissement se confond en effet avec les prophases de la premiere division des spermatocytes. Je placerai cette limite au moment oii le spireme est definitivement constitue; ä ce moment, le noyau a cesse de s’accroitre et la pre- miere division est imminente. I. Partie (lescriptive. 1. Periode de multiplication. Independamment des cellules de Sertoli qui ne nous interessent pas, la coucbe profonde de l’epithelium seminal comprend deux cate- gories de cellules aplaties contre la membrane propre du tube semi- nifere, ä protoplasme peu abondant, dont le noyau fournit des ca- racteres differentiels tres nets. 1. Dans une premiere categorie de cellules (fig. 1), le noyau qui a la forme d’un ovoide aplati contre la membrane propre, possede une membrane tres nette et fortement coloree. La chromatine est re- partie en un ou deux grains volumineux et une multitude de fines granulations. Celles ci ne sont pas irregulierement semees dans le noyau, mais y forment des trainees disposees radiairement autour du nucleole. D’autres sont intimement appliquees contre la membrane nucleaire. Le noyau tout entier prend par l’hematoxyline ferrique une teinte d’un bleu noir diffus. Les dimensions de ces cellules et de leurs noyaux sont assez variables et peuvent devenir considerables. En etudiant ces varia- tions, il semble bien qu’il existe, comme l’avait deja vu Benda (4) et comme Schönfeld (59) l’a confirme chez le taureau, des formes de transition entre ces cellules et les cellules de Sertoli. Ces elements correspondent aux spore-cells de Brown (8), aux Stammzellen de Benda (4), aux cellules indifferentes de Schön- feld (58, 59), aux spermatogonies ä noyau poussiereux de Regaud (54). Us ont ete pris ä tort par Lenhossek (30) pour une forme intermediaire entre le stade de repos de la forme de cellule que nous allons maintenant decrire et les jeunes spermatocytes de Pre- mier ordre. 404 J. Duesberg 2. La seconde categorie de cellules (fig. 2) possede egalement un noyau de forme ovoi'de, et aplati contre la membraue propre mais plus regulier que celui des spermatogouies poussiereuses. La mem- brane nucleaire est ici aussi tres nette et fortement coloree: mais comme eile est kerissee sur sa face interne de grosses granulations «krustenartig» (Lexhossek), de »croütelles« (Regaud), qui en aug- mentent par endroits l’epaisseur, eile donne ä un faible grossissement Timpression d’etre interrompue entre les croütelles. Ces formations appliquees contre la membrane nucleaire comprennent la majeure partie de la cbromatine et donnent aus noyaux de ces cellules un aspect tont a fait caracteristique. En outre, trois ou quatre masses ckromatiques flottent dans le suc nucleaire: elles sont reliees entre eiles et aux croütelles par de tres minces filaments de linine, ekarges de quelques granulations extremement fines. Tous ces elements ckromatiques prennent les matieres colorantes avec une intensite remarquable. Les dimensions de ces cellules augmentent apres la mitose: elles n’atteignent jamais celles des grandes cellules du premier type. II ne m’a pas ete possikle de retrouver dans le corps cellulaire l'idiozome que Lexhossek ckez le rat, Schöxfeld ckez le taureau, ont figure avec la plus grande nettete. Meine les parties peripkeri- ques des preparations, particulierement favorables pourtant ä la mise en evidence de l’idiozome, ne m’ont jamais permis de retrouver celui- ci. J’ai de meme ckercke vainement les centrioles, que Lexhossek et Schönfeld representent contenus dans l’idiozome, en dekors des figures de divisions. Les cellules que je viens de decrire ne sont autres que les sper- matogonies de la plupart des auteurs, les Ersatzmutterzellen de Benda, les spermatogonies ä noyau croütelleux de Regaud. Elles comprennent aussi une partie des cellules denommees par Brown «growing-cells»: je dis une partie seulement, car ä cöte de ces cel- lules, se trouvent des spermatocytes de premier ordre leur ressemblant fortement comme nous le verrons tout ä l’keure, et que Brown n'a vraiseinblablement pas distingues des spermatogonies. Confusion bien ex- cusable du reste, si l’on considere lepoque ä laquelle fut ecrit son travail. Queis sont les rapports de liliation entre ces deux especes de spermatogonies? S’agit il reellement de deux generations distinctes dont la premiere serait la moins differenciee, ou de deux stades de l’evolution d’une meme categorie de cellules? Mes observations ne me permettent pas de trancher cette question et comme je l’ai dit plus haut, un tel probleme sort des limites du cadre que je me suis trace. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 405 Division des spermatogonies. Les spermatogoni es se multiplient un nombre indeter- mine de fois. Les arguments de Regaüd en faveur de Fexistence de deux karyokineses seulement ne me paraissent pas absolument convainquants, sans que je veuille cependant nier qu’il en soit ainsi. Toutes les divisions des spermatogonies sont des divi- sions indirectes. Je rejette par consequent formellement Fexistence normale d’amitoses au cours de l’evolution des spermatogonies aussi bien que des spermatocytes, amitoses qui ont ete decrites par Re- gaüd (53, 54). Mes observations ont pourtant ete faites sur des coupes tangentielles et transversales de tubes seminiferes au stade 7 de Regaüd, stade auquel, d’apres cet auteur, ces amitoses se produi- raient dans toutes les spermatogonies: elles ont ete infructueuses. J’ajoute qu’au point de vue theorique Fexistence de ces amitoses est extremement improbable. La karyokinese est ici absolument typique. II se forme un fila- ment chromatique que, contrairement ä Regaüd et Schönfeld (tau- reau) je crois unique. Ce spireme se Segmente transversalement, et il apparait ensuite une division longitudinale1) et non une seconde Segmentation transversale comme le decrit Regaüd (54, 56). J’avoue avoir peine a comprendre comment ce stade si net a pu echapper ä Regaüd, qui a pourtant fait de la spermatogenese du rat son etude de predilection. Regaüd a peut-etre raison lorsqu’il fait remar- quer, apres Wilcox (69), que le mode de division des cbromosomes n’a pas la valeur theorique qu’on lui a attribue: mais sa description est inexacte. Le dedoublement des chromosomes primaires se fait par clivage longitudinal et la figure que j’en donne (fig. 3) est ab- solument demonstrative. C’est du reste la un processus tout ä fait general, car on n’a jamais, ä ma connaissance, decrit de division transversale en dekors des mitoses de maturation sur lesquelles je reviendrai plus loin. Dans sa description de la division des spermatogonies du taureau. Schönfeld ne donne pas d'indications sur le mode de division des chromo- somes primaires: peut-etre admettant implicitement la division longitudinale, a-t-il juge inutile de pr6ciser. Laquelle pourrait probablement etre dejä reconnue par une observation attentive avant l apparition de la Segmentation transversale, comme c’est generale- ment le cas dans les mitoses somatiques. Archiv f. Zellforschung. I. 27 406 J. Duesberg II n’a pas ete question dans cet expose des «Übergangssperma- togonien » de Lenhossek (30). Ces elements sont en realite des spermatocytes de premier ordre. Ce terme est donc mal cboisi, de meine que l’expression de «gonocyte», creee par Regaud, est super- flue. Les prodiiits de la derniere division des spermatogonies, quelque ressemblance qu’ils puissent avoir avec les eellules qui leur ont donne naissance, sont des spermatocytes de premier ordre et meri- tent ce nom pendant toute leur evolution. C’est ce que Regaud lui meine avait d’abord admis (54: voir sa note, p. 232). De nouvelles denominatious ne font que compliquer inutilement la nomenclature. Ce qui a beaucoup etonne Lenhossek et a saus doute contribue ä lui faire adopter sa denomination d’« Übergangsspermatogonien», c’est l’absence pretendue de spermatogonies typiques sous cette coucbe. En realite, il existe partout des spermatogonies poussie- reuses contre la membrane propre du tube seminifere, comme Her- mann (24) le fait remarquer dans son travail sur le testicule de la souris. De plus, au stade 5 de Lenhossek et dejü avant ce stade, on trouve des spermatogonies a noyau croutelleux, rares il est vrai, sous la coucbe des Übergangsspermatogonien La place me manque pour en donner une figure; on pourra se reporter a la figure 5 du travail definitif de Regaud (54). L’hypothese d’apres laquelle les «Übergangsspermatogonien» pourraient donner naissance a des sper- matogonies moins differenciees, parait du reste insoutenable a priori. 2. Periode d’accroissement. La periode d’accroissement comprend l’evolution des spermato- cytes de premier ordre, depuis leur naissance jusqu’a leur division. Comme je l’ai deja dit, j’en placerai le terme au stade precedant la formation du spireme, inclusivement. Les spermatocytes de premier ordre (auxocytes de A. Bolles Lee) sont les produits de la derniere division des spermatogonies. A l’issue de cette division, ils ressemblent encore tellement aux spermatogonies qu’un bon nombre d’auteurs, Lenhossek entre autres, les ont confondus avec celles-ci. Un jeune spermatocyte de premier ordre (fig. 4) est une petite eellule reposant sur la membrane propre du tube seminifere, de forme polyedrique et non pas aplatie comme Fest uue spermatogonie. Le protoplasme est peu abondant; je n’ai pu y decouvrir ni idiozome, ni centrioles. Le noyau est spherique et de taille inferieure a celle du noyau de la eellule mere. Ces Les divisions des Spermatocytes chez le Kat. 407 caracteres fournis par la forme et la taille du noyau et de la cellule permetteut deja de distinguer un spermatocyte de premier ordre d’une spermatogonie. Dans le noyau, une partie de la chromatine est encore disposee en croütelles, doublant une membrane nucleaire epaisse et fortement coloree, ou flottant dans le suc nucleaire. Mais ces croütelles sont maintenant reliees par de nombreux grains de chromatine, reposant sur une delicate cbarpente de linine. Cette disposition constitue la premiere ebaucbe du reseau que nous allons voir se developper dans les stades suivants. Tel est donc notre point de depart: une petite cellule dont l’aspect general rappelle encore fortement la spermatogonie. Nous allons voir quelles modifications eile va subir pour devenir le grand spermatocyte de 1er ordre que tous les auteurs ont reconnu et figure. Pour faciliter la description, les differentes parties de la cellule et du noyau seront placees chacune sous une rubrique speciale. Noyau. Chromatine et linine. A un stade si rapproche du precedent que cellule et noyau ont a peine augmente de volume, les masses chromatiques se desagregent (fig. 5). Leur aspect n’est plus homogene, mais granuleux. Les grains qui les constituent emi- grent le long des travees du reseau de linine et recouvrent celui-ci d’un reseau de cliromatine qui devient de plus en plus complet (fig. 6). Lorsque par ce processus, les croütelles se sont entierement resolues en granulations, celles-ci confluent et par suite les travees de chro- matine prennent un aspect homogene (fig. 7). A ce stade, qui correspond aux «Übergangsspermatogonien» de Leniiossek, il n’existe donc plus dans le noyau de masses chroma- tiques volumineuses, mais un reseau excessivement fin et serre, dont les travees rectilignes s’entrecroisent ä angles droits et donnent ainsi l’impression d’un grillage. C’est ce reseau que Lenhossek a pris ä tort pour un filament pelotonne. En meme temps, la membrane nucleaire s’est completement depouillee de chromatine: bien qu’elle soit tres nette, eile est excessivement delicate. Ces caracteres, eile les conservera pendant toute la periode d’accroissement. Aux depens de ce reseau serre forme de travees tres fines se developpe dans la suite un reseau beaucoup plus lache a grosses travees. La chromatine afflue de certains filaments vers leurs voisins, ce qui amene d’abord la formation d’epaississements, de noeuds aux points d’intersection (fig. 8). Le nombre des travees de chromatine se redait ainsi progressivement et finalement, il n’en reste plus que 27* 408 J. Duesberg quelques unes qui ont draine toute la cliromatine du noyau (figures 9 a 12). Ces travees suiveut un trajet seusiblemeut parallele. Elles sout reunies entre eiles par des anastomoses transversales de linine, plus ou moins chargees encore de grains de chromatine. Lorsque ces travees ont acquis un certain developpement, elles se presentent sous l’aspect suivant. Elles peuvent se decomposer en une Serie d’elements polyedriques juxtaposes ou reunis par des parties plus etroites et plus regulieres. Leurs bords ne sont donc pas lisses, mais irreguliers et le plus souvent fortement decoupes en zig-zag; les parties saillantes portent les anastomoses transversales de linine ci-dessus decrites. A un examen plus attentif, il n’est pas difficile de voir que ces elements ne sont pas homogenes, mais constitues d’un nombre variable de grains de chromatine assez volumineux (figures 11 et 12). En realite, c’est la disposition irreguliere de ces grains, qui par- fois s’alignent en deux series paralleles, le plus souvent forment des amas de volume variable, qui donne aux travees leur aspect dechi- quete. Ces grains reposent sur une charpente de linine, laquelle a conserve la disposition primitive en reseau, ainsi qu'en temoignent les anastomoses laterales. Faut-il les supposer de plus enrobes dans une substance plastique speciale teile que le chromoplaste d’EiSEU (15, 16)? II ne me parait nullement necessaire d'admettre l’existence de cette substance, les grains etant suffisamment plastiques, comme le montre leur evolution, pour s’agglutiner, et la linine assez abon- dante pour leur constituer un support. Sont-ils d’autre part assimi- lables aux chromioles d’EiSEN (loc. cit.), leurs groupements aux chro- momeres de cet auteur? II est possible que ce qu'EiSEN a vu chez Batrochoseps rappelle la disposition que nous venons de trouver chez le rat. Celle-ci est en tous cas beaucoup moins reguliere et le nombre des grains varie certainement dans nos chromomeres. De plus, il me parait difficile d'attribuer a ces grains la valeur d’unites chromatiques qu’EiSEN attribue a ses chromioles: ces grains volumi- neux resultent evidemment de la confluence des granulations plus petites des stades precedents, qui maintenant ne sont plus recon- naissables. Enfin, comme nous le verrons plus tard, cette structure granuleuse s’attenue peu a peu et a completement disparu dans les chromosomes. Dans la suite, le volume du noyau, deja notablement augmente, s’accroit encore considcrablement. Cet accroissement a pour cause j)rincipale l’augmentatiou de la quantite de suc nucleaire; en tous Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 409 cas, la quantite de chromatine n’augmente pas proportionellement. II eu resulte que les travees distendues s’etirent, s’amincissent et deviennent plus regulieres (fig. 13). Parfois, elles se scindent d’abord en ilots, reunis par des filaments de linine plus en moins charges de grains de chromatine, ilots qui confluent bientöt et forinent une nouvelle travee. Dans celles-ci, les grains de chromatine sont tou- jours irregulierement disposes, le plus souvent en deux series, soit alternantes, soit exactement juxtaposees. Le volume maximum du noyau est alors a peu pres atteint: de spherique qu’il etait, il devient en meme temps ovoide (fig. 13). A ce moment, la cbromatine est donc disposee en bandes beau- coup plus greles qu’aux stades precedents. De ces bandes, celles qui courent perpendiculairement au grand axe du noyau recoivent la chromatine qui Charge les anastomoses laterales de linine. Elles ne s’epaississent pourtant pas, car en meme temps, les grains de chromatine se tassent et cessent d’etre reconnaissables, et les travees prennent ainsi un aspect homogene (fig. 14). Toute la chromatine finit par se disposer en un filament continu: c’est le spireme dont la description ne rentre pas dans la periode d’accroissement. Nucleole. Outre la chromatine et la linine, le noyau renferme encore deux autres elements interessants. D’abord un corps arrondi, homogene, prenant par l’hematoxyline ferrique une teinte mate qui est probablement en rapport avec sa structure tres dense et se de- colorant tres difficilement pour la meme raison: c’est le nucleole. Lenhossek a la suite de ses essais de doubles colorations, lui at- tribue les reactions colorantes que l’on considere comme caracteristiques de la substance nucleolaire vraie. Le nucleole apparait dans les jeunes spermatocytes de 1er ordre, des le stade represente figure 9, pour disparaitre, comme nous le verrons plus tard, au moment de la mitose. Parfois bilobe ou double (figure 13), il siege de preference au voisinage de la peripherie du noyau et du corps intranucleaire dont nous allons nous occuper maintenant. Corps intranucleaire. Le corps intranucleaire, decrit minu- tieusement pour la premiere fois et ainsi denomme par Lenhossek, est un element en forme de disque tres aplati. Il siege souvent au voisinage du nucleole et toujours ä la peripherie du noyau, dans un espace parfois considerable que lui menagent les travees chromatiques. Sa structure est complexe: il compreud une substance medullaire se colorant faiblement, dans laquelle sont enrobees des granulations plus foncees; et une couche corticale, fortement coloree, qui n’est pas 410 J. Duesberg homogene, mais formee de grains alignes. On ne peut s’empecher de comparer cette structure ä celle de l’element decrit par Eisen (16) chez Batrachoseps sous le nom de chromoplaste : il se distingue essentiellement de celui-ci en ce qu’il ne presente aucune counexion avec la charpente du noyau, mais parait flotter librement dans le suc nucleaire. Sur la nature, l’origine et le sort de ce corps enigmatique, je n’en sais pas plus long que Lenhossek. Tout ce que je puis ajouter aux observations de cet auteur, c’est que le corps intranucleaire ap- parait plus tot et disparait plus tard que ne le pense Lenhossek. II surgit dans les spermatocytes de premier ordre des le stade re- presente figure 10, (dans la cellule qui a ete dessinee pour illustrer ce stade, il n’etait pas visible). II disparait, comme nous le verrons plus tard et comme le montrent les figures, juste avant la disparition de la membrane nucleaire: et cette disparition est aussi soudaine que son apparition. Forme de la cellule et structure du protoplasme. Quelques mots suffisent pour decrire les changements de forme de la cellule: celle-ci a d’abord la forme d’un polyedre regulier, puis en augmentant de volume s’allonge vers la lumiere du tube sernini- fere. C’est ce que montrent clairement les figures 11 ä 14. Quant au protoplasme, comme tous les stades dessines sont pris dans la zone moyenne ou dans les zones plus profondes des prepa- rations, il revet un aspect finement fibrillaire et granuleux. De plus, il n’est pas rare d’y trouver un ou plusieurs grains, colores par l’hematoxyline ferrique; mais pour des raisons que j’exposerai plus loin, je crois, avec von Ebner et contrairement a l’opinion de Len- hossek, que ces elements n’ont rien a voir avec le corps cliromatoide de Herman. Celui-ci apparait pour la premiere fois dans les sper- matocytes de second ordre: il n’existe donc pas dans les elements que nous etudions maintenant et sa description trouvera place plus loin. Idiozome. De meine qu’il ne m’a pas ete possible de trouver l’idiozome dans les spermatogonies, je n’ai pu le decouvrir dans les jeunes spermatocytes de premier ordre. Il m’est apparu pour la pre- miere fois dans des cellules du type des «Übergangsspermatogonien» de Lenhossek, comme une condensation du cytoplasme en forme de croissant (fig. 7). Encore n’est-il visible a ce stade que dans les parties toutes peripheriques des preparations, qui conviennent parti- culi^rement ä la mise en evidence de cet element. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 411 L’idiozome s’accroit rapidement et atteint son developpement maximum avant la fin de la periode d’accroissement. II revet alors la forme d’une sphere plus ou moins reguliere, situee au voisinage immediat du noyau. La position de l’idiozome dans les spermatocytes polyedriques parait indeterminee; dans les spermatocytes de forme allongee, il occupe presque constamment (75 fois sur 93 d’apres Len- hossek) la partie de la cellule la plus proche de la lumiere du tube. L’aspect de l’idiozome varie avec les reactifs employes. Dans les preparations fixees au liquide de Flemming — ou au liquide de Hermann — colorees ä l’hematoxyline ferrique et suffisamment diffe- renciees pour permettre l’etude des centrioles, l’idiozome est entiere- ment decolore et apparait dans la cellule comme un corps d’un jaune brunätre (teinte qui est due uniquement au fixateur) et com- pletement homogene. Si la differenciation a ete poussee moins loin, l’idiozome reste colore et presente alors deux couches: une coucbe medullaire plus pale et une coucbe corticale plus foncee. Celle-ci n’est pas continue, mais formee de grains ou de petits batonnets alignes. Dans les objets fixes par le sublime acetique et colores par l’hema- toxyline ferrique, on trouve un aspect analogue. J’ai deja decrit cette structure dans un travail anterieur (10), ä propos de materiel traite par la methode de Benda: la coucbe corticale me paraissait pourtant alors continue, ce qui tient peut etre a l’intensite de la coloration donnee par le crystall-violet. Quelle que soit du reste la methode employee, l’idiozome est toujours tres nettement limite vis- ä-vis du protoplasme ambiant. Jamais on n’observe cbez le rat des irradiations protoplasmiques, telles que Schönfeld les a decrites chez le taureau. Centrioles. Des le moment oü ils sont visibles (fig. 8), les centrioles sont au nombre de deux et contenus dans l’idiozome. Ex- ceptionnellement, on peut trouver trois ou meme quatre centrioles vers la fin de la periode d’accroissement. J’ai pense d’abord qu’il s’agissait peut etre d’une division pre- coce de ces elements. Mais Monsieur le Professeur Meves m’a sug- gere qu’il s’agit sans doute de cellules anormales, qui auraient vrai- semblablement donne des mitoses multipolaires, telles que Broman les a decrites chez Bombinator igneus (7). Les centrioles sont d’abord places au centre de l’idiozome. Vers la fin de la periode d’accroissement, ils cheminent lentement vers la Peripherie: cette migration prepare leur sortie de l’idiozome qu’ils quitteront un peu avant la division. 412 J. Duesberg Bibliographie. La partie bibliographique de ce travail n’a pas la pretention d’embrasser les innombrables publicatious parues sar la spermato- genese: eile se bornera aux travaux concernant les mammiferes et tout specialement le rat, pour ne s’etendre qu’exceptionnellement aux autres groupes. On ne trouve dans les nombreux travaux traitant de la sperma- togenese du rat que tres peu de details sur les modifications du noyau pendant la periode d’accroissement. Parmi les auteurs anciens, Renson (57) ne dit que peu de chose des spermatocytes. C’est Brown (8) qui parait avoir le premier distingue dans la couche pro- fonde de l’epitbelium, outre les cellules de soutien, deux categories d’elements: les uns constituant la soucbe de tout repitbelium (spore cells), les autres destinees ä se transformer en nos spermatocytes apres avoir subi un accroissement considerable (growing cells). Brown reconnait donc ici l’existence d’une longue periode d’accroissement, et son travail, comme les dessins qui l’accompagnent sont, pour l’epoque, tout ii fait remarquables. Quant aux modifications plus de- licates, l’insuffisance des moyens techniques employes n’en permettait pas l’etude approfondie. De plus, l'attention des auteurs n’etait pas attiree alors comme eile Test maintenant sur les moindres details de l’evolution des cellules seminales. Les travaux de Benda (4) et de von Ebner (12 et 13) traitent plutöt des modifications de l'epithelium seminal dans son ensemble, que de l’evolution de chaque element en particulier. Benda se ränge ä l’opinion de Brown: les spore cells correspondent ä ses Stammzellen, les growing cells, tout au moins les stades jeunes de celles-ci, a ses Ersatzmutterzellen. Les grands spermatocytes sont denommes Mutterzellen. Quand au travail de von Ebner, qui marque une epoque dans l’histoire de nos connaissances de la spermatogenese des mammiferes, il en sera question plus loin. Moore (40 et 41) donne quelques bonnes figures de spermato- cytes de premier ordre dcja tres avances, mais ne dit rien des Pre- miers stades. Nous arrivons maintenant au travail de Lenhossek (30) qui est le plus complet sur la spermatogenese du rat: il s’en faut pourtant de beaucoup que cet auteur nous donne une bonne description de la periode d’accroissemeut. J’ai dejä critique plus baut la denomi- nation d’«Übergangsspermatogonien» donnee par Lenhossek ä des Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 413 cellules qui correspondent ä mon quatrieme stade de la periode d’ac- croissement (fig. 7). Quant aux stades plus jeunes, ils ont ete totale- ment meconnus: pour cet auteur, la transition entre les «Übergangs- spermatogonien» et les spermatogonies est la «spore-cell» de Brown, la spermatogonie a noyau poussiereux de Regaud. Cette Interpretation est completement erronee. Ma description a demontre que la chromatine, dans les «Über- gangsspermatogonien» n’est pas disposee en un filament contourne, comme le pense Lenhossek, mais en un reseau. C’est ce que, par une singuliere contradiction, l’auteur paraitrait avoir reconnu quand il dit du meine stade: «der Kernraum erscheint wie von einem Git- ter mit ungleichmäßigen Maschen durchzogen». Dans les stades ul- terieurs- («kleine» et «mittlere Spermatocyten«) ce filament s'epaissi- rait graduellement pour former en derniere analyse le spireme. Mes observations montrent qu'ä aucun moment de la periode d'accroisse- ment, si ce n’est tout a la fin de celle-ci («große Spermatocyten» de Lenhossek) la chromatine n’est disposee en un filament continu et pelotonne, mais qu’elle forme un reseau de inoins en moins serre. Aussi ce que Lenhossek represente comme le spireme definitif correspond en realite ä ma figure 12 ou 13: la preuve en est qu’ä ce moment il decrit le spermatocyte de premier ordre comme posse- dant un noyau spherique ou tres legerement allonge, alors qu’au stade spireme definitif le noyau est, comme nous le verrons plus tard, franchement ovoide (cf. la figure 8 de Lenhossek et mes figures 14 et 15). Dans son travail de 1899, von Ebner (14) s’est borne a l’etude des divisions des spermatocytes. Quant a celui de Regaud (54), il s’arrete aux spermatogonies et les parties suivantes n'ont, que je sacke, pas encore paru. Il semble pourtant resulter de la courte description qu’il donne de la periode d’accroissement en decrivant les stades de la spermatogenese, que cet auteur admette aussi la presence d’un filament chromatique pelotonne dans les spermatocytes jeunes. Il a par contre tres bien reconnu les premiers stades de la periode d’accroissement et il est le seul auteur qui n’ait pas con- fondu les jeunes spermatocytes de 1er ordre avec les spermatogonies. Chez la souris, Hermann (24) a donne de bonnes figures des tous premiers stades de la periode d’accroissement (cf. ses figures 27, 28 — repoudant aux «Übergangsspermatogonien» de Lenhossek — et 29, qui correspondent respectivement a mes figures 6, 7 et 8), mais il appelle a tort ces cellules des spermatogonies. 414 J. Duesberg Schönfeld (58 — 59) a donne une longue description de la Pe- riode d’accroissement chez le taureau, qui ue concorde en rien avec ce qui sc passe ehez le rat; ces differences sont memes tellement considerables qu’il est impossible de comparer les deux processus. Je me bornerai ä faire remarquer qu’il n’existe a aucun moment cbez le rat de synapsis ou d’attraction de la masse de cbromatine par l’appareil diplocentrique de la cellule, et je me demande sur quoi Schönfeld se base pour ecrire que «chez le rat, la disposition en synapsis, tout en existant reellement, est cachee». J’avoue du reste avoir mal compris la description de Schön- feld, notamment en ce qui concerne la formation des granules qua- drijumeaux libres1). La seriation de ses figures m’inspire de plus quelque defiance: il est extraordinaire en effet, qu’au cours de la periode d’accroissement, les noyaux ne subissent pas une augmenta- tion de volume leute et progressive. Ce n’est pas le cas dans les dessins de Schönfeld, oü le contraire se produit: le noyau repre- sente fig. 20a, par exemple, l’emporte de beaucoup par la taille sur le noyau des stades suivants et tout particulierement sur celui de la fig. 21. Or, tous les dessins de l’auteur ont ete faits au meme grossissement. Quant ä la bonne Conservation du materiel de Schönfeld, eile ne me parait pas non plus ä l’abri de tout reproche. De nombreuses figures, et notamment les fig. 17 a 30, me paraissent montrer les traces indeniables d une retraction due aux reactifs. Je reviendrai sur ce point d’une maniere plus generale dans la partie theorique de ee travail. A. et K. E. Schreiner (60, 63) decrivent cbez la souris et l’homme une copulation parallele de filaments chromatiques et croient «daß . . . die bivalenten Schlingen, aus denen durch Längsspaltung die heterotypischen Chromosomen der ersten Reifungsteilung hervor- gehen, durch parallele Konjugation zweier dünnen Fäden gebildet werden» (63, page 462). Comme la description de ces auteurs se borne a cette exposition de leurs resultats, Sans figures, eile ne peut faire l’objet d’une critique detaillee. Janssens (27, page 389) ecrit: «Un de nos eleves, M. van Molle trouve en ce moment des accolements demonstratifs dans les testi- cules de mammiferes.» II s’agit vraisemblablement dans cette note du travail de van Molle (68) paru dans,le volume suivant de «La Cel- !) Faisons remarquer en passant, qu’il n'existe rien de semblable chez le rat. Les divisions des Spermatocytes chez le Kat. 415 lule»: «La Spermiogenese dans l'ecureuil». Mais il n’est pas question dans ce travail des divisions des spermatocytes, ä l’exception de quelques figures, sans commentaires, qui ne montrent du reste nullc- ment «des accolements demonstratifs». Moore et Walker (43 b.) decrivent la periode d’accroissement chez le cobaye de la fagon suivaute. Les spermatocytes de premier ordre peu avant la division (et faisons remarquer ä ce propos que les premieres phases de la periode d’accroissement sont passees sous silence) possedent un mince filainent chromatiqne pelotonne sur le trajet duquel on trouve huit masses chromatiques volumineuses (chro- matic centres de Moore et Walker) formees d’un nombre variable d’elements de meine calibre. Bientot ce fin spireme se contracte en un synapsis typique vers les «chromatin centres» qui se sont ras- sembles en un point du noyau correspondant ä l’idiozome et aux centrioles. Plus tard, le spireme s’epaissit et du peloton emergent un nombre de branches egal a la moitie du nombre de chromosomes somatiques. Ces boucles sont groupees deux par deux sur cliaque «chromatic centre». Ces faits sont en contradiction avec ce qui se passe chez le rat. II n'existe dans cette espece rien de semblable aux «chromatic centres» de Moore et Walker, auxquels les «croütelles» du debut de la periode d’accroissement ne peuvent evidemment etre comparees. Quant a la retraction de la masse chromatique, je ne puis que re- peter ce que j’ai dit a propos du travail de Schönfeld et renvoyer a la partie theorique. Pour la bibliographie de la periode d’accroissement dans les autres groupes, particulierement en ce qui concerne le synapsis et la copulation parallele des chromosomes, on consultera les exposes tres complets de Gregoire (19) et de Meves (37). Corps intranucleaire. La premiere description de cet ele- ment est due a Lenhossek et eile est tres complete. Le corps intra- nucleaire a ensuite ete retrouve par tous les auteurs qui ont etudie le testicule du rat: Regaud (54) pourtant parait l’avoir confondu avec le nucleole. Sur la question de savoir si le corps intranucleaire se retrouve chez d’autres mammiferes, nous n’avons guere de donnees: Len- hossek l’a cherche vainement chez le chat, mais Schönfeld (58) l’aurait vu chez le taureau. II n’en donne cependant pas de figures nettes. 416 J. Duesberg Idiozome. L'idiozome a vraisemblablement ete yu pour la premiere fois chez le rat par Renson (57), qui le designe sous le nom de «corpuscule accessoire». II a ete ensuite recounu par Brown (8), qui le mettait en evidence par la methode au chlorure d'or, et a pu le premier, comme nous le verrons plus loin, suivre son evo- lution pendant la mitose. Benda (5), Moore (40, 41), Niessing (44) et Lenhossek (30) l'ont ensuite decrit sous des noms differents. C’est l’archiplasma de Benda, la sphere des autres auteurs. La description qu’en donne Niessing dans les spermatocytes (Mutterzellen) du rat differe sen- siblement de celle que j 'ai donnee. Jamais je n’ai vu d’irradiations ä l’interieur de l’idiozome et les centrioles qu’il löge sont toujours au nombre de deux au moins: Niessing n’en figure qu’un seul. Mes observations concordent au contraire avec la description de Len- hossek. L’idiozome existe sans aucun doute cbez tous les mammiferes et a ete vu par Hermann (24) cbez la souris, par Lenhossek (30) cbez le cbat et le herisson, par Schönfeld cbez le taureau, par Meves (36) et Moore et Walker (43 b.) chez le cobaye, par van Molle (68) chez l’ecureuil. Chez le taureau, Schönfeld represente des irradiations protoplasmiques autour de l’idiozome: Chez le cobaye, Meves (36), puis Moore et Walker ont decrit dans l’idiozome de petites granulations qui plus tard s’entourent d'une vesicule. Moore (44) avait deja figure une disposition analogue dans les sperma- tides du rat: eile manque en tous cas dans les spermatocytes de cette espece. Centrioles. C’est Benda (5) qui a le premier reconnu les centrioles dans son archiplasma. 11s ont ete retrouves ensuite par Moore (41) et Lenhossek (30). Schönfeld (58, 59) les decrit egale- ment chez le taureau, Meves et Moore et Walker chez le cobaye. Une augmentation du nombre des centrioles a ete vue par Niessing dans cette derniere espece. Lenhossek chez le rat declare n’en avoir jamais rencontre que deux: ce n’est qu’exceptionnellement du reste que ce nombre pcut aller jusque 3 ou meme 4. 3. Periode de maturation. a) Premiere division. Noyau. Chromatine et linine. Nous avons laisse les sper- matocytes de premier ordre au moment oü toute la chromatine s’est Les divisions des Spermatocytes cliez le Eat. 417 reunie en un filament unique pelo tonne: celui-ci ne tarde pas ä s’epaissir en se raccourcissant legerement. Le spireme definitivement constitue se presente comnie un peloton tres lache, decrivant tout au plus trois ou quatre tours de spire et place a la peripherie du noyau, immediatement sous la membrane nucleaire. L’enroulement se fait d’une tayon constante perpendiculairement ou a peu pres, au grand axe du noyau. La structure du filament n’est plus granuleuse, sans etre tout a fait homogene. Ses bords ne sont pas lisses, mais legerement decoupes: sur les cretes se greffent encore quelques päles filaments de linine, derniers vestiges du reseau complet qui existait au debut de la periode d’accroissement. Ce stade est de tres courte duree. Bientöt en effet, le spireme presente les premieres traces d’une division longitudinale (fig. 15). Celle-ci ne se fait pas simultanement dans toute l’etendue du fila- ment chromatique. De plus, eile reste interrompue aux points qui correspondent a la future Segmentation transversale, a la limite par consequent des futurs chromosomes. II en resulte l’apparition dans le noyau de ces figures en forme de huit de chiffre tres aplati que Moore (41) a le preraier representees et qui correspondent ä deux chromosomes primaires encore reunis bout a bout. A en croire la plus grande frequence d’images semblables, cette disposition persiste plus longtemps que la precedente (fig. 16). Assez brusquement et presque simultanement se produit dans tout le spireme dedouble la Segmentation transversale. II apparait ainsi dans le noyau et a la peripherie de celui-ci comme le spireme dont ils proviennent, des chromosomes primaires en forme de boucles (ou moitie de huit: fig. 17). Cette forme est la plus frequente. Mais il arrive parfois que la division longitudinale se complete des mainte- nant a l’une des extremites: d’oü 1’apparition de boucles ouvertes, pouvant affecter suivant le degre d’ouverture de la boucle, les formes les plus diverses (fig. 17, vers le milieu du noyau). Jusqu’a ce stade, la membrane nucleaire a persiste avec les caracteres qu’elle avait des le debut de la periode d’accroissement (fig. 17): eile est nette, mais excessivement mince. Brusquement, eile disparait. Les chromosomes, places dans un espace plus clair qui correspond au suc nucleaire non encore melange avec le cytoplasme, se groupent en une sorte de fer-a-cheval ou de demicercle, dont l’ouverture est occupee par l’idiozome (fig. 18). Leur forme est ä ce stade presque constamment celle representee figure 18, sauf le cas 418 J. Duesberg exceptionnel oü la division longitudinale s’est deja etendue jusqu’a une extremite. Cette forme resulte d une confluence plus large des deux moities ä Fun des bouts, tandis qu’ä l’autre s'accentue leur Separation. De telles figures, montraut aussi nettement les rapports des pro- duits de la division longitudinale ne se trouvent qu'a la peripherie des preparations. Deja ä tres peu de distance de celle-ci, les moi- ties des cliromosomes s’accolent et se confondent en une masse unique. Par contre, les centrioles ne sont pas visibles ä la peripherie, tandis qu’ils sont bien colores dans la zone moyenne. C’est ä cette zone moyenne qu:est empruutee la figure 19, qui montre les cen- trioles et en meme temps F ordonnance des cliromo- somes sur le fuseau. Ces cliromosomes ne sont donc pas en realite des elements compacts, comme on pourrait le croire d’apres cette figure, mais presentent une fente longitudinale, comme Lex- hossek (30) l’a represeute dans sa figure 11. j La disposition des chromosomes autour du fuseau est d’abord tres irreguliere. Puis, quand celui-ci est completement forme, ils se groupent en une plaque equatoriale (fig. 20). Entre temps la Separation de leurs moities s'est effectuee a l’une des extremites. Cette extremite s’amincit fortement aux depens de l’autre bout, oü Faccole- ment persiste et qui se renfle fortement. II en resulte des elements tres caracteristiques en forme de V, puis d’accolade (voir les figures schematiques dans le texte), dont les branches tres deliees et s’effilant vers le bout, s’appliquent sur le filament achromatique, tandis que le nceud de l’accolade, fortement renfle, est place dans le plan de division et fait une saillie tres marquee a l’equateur du fuseau. Dans la suite, les branches de l’accolade s’epaississent aux de- pens du noeud qui foud peu a peu, en meine temps que le decolle- ment des deux moities se complete. Les chromosomes filles se se- parent alors et gagnent les pöles opposes du fuseau. II n'est pas rare d’en trouver qui, attardes, s etirent le long d un filament achro- matique, confirmant ainsi l’idee de Meves (35), que cette substauce des chromosomes est une substauce tres plastique. Au stade dyaster, les ditferents Segments chromatiques sont encore reconnaissables: Fig. 1. 1 Les divisions des Spermatocytes chez le Eat. 419 jamais je n’ai pu observer de division longitudinale anaphasique de ces segments (fig. 21). Bientot les cbromosomes confluent et forment une masse a con- tours irreguliers, que l’action agglutinante des reactifs fait paraitre homogene. Pendant ce temps, la Separation des cellules filles s’acheve. II apparait alors autour de la masse de chromatine une vacuole claire, ayant la forme d’un ovoide allonge et delimitee par une mince mem- brane: C’est la premiere ebauche du suc et de la membrane nuc- leaires (fig. 22) En realite la vacuole n’entoure pas completement la masse chromatique, mais lui forme de chaque cöte une calotte en forme de Croissant et la membrane nucleaire se confond aux deux bouts de l’ovo'ide avec la masse chromatique. Un peu plus tard, les bords irreguliers de cette masse se herissent de filaments qui s’eten- dent peu a peu jusqu’a la membrane nucleaire. Le noyau prend au meme temps une forme spherique et subit des mouvements telo- kin^tiques sur lesquels je reviendrai plus loin a propos du cen- triole. La chromatine se desagrege peu a peu et se repand sur un nouveau reseau de linine (figures 23 et 24). Aiusi le noyau repasse insensiblement au stade reticule caracteristique de l’etat de repos. Le noyau quiescent du spermatocyte de second ordre presente un aspect si special (fig. 25), qu’il suffit a caracteriser cette gene- ration cellulaire. La membrane nucleaire est epaisse. La chroma- tine n’est pas repartie regulierement sur un reseau de linine assez lache: parcimonieusement repandue sur les travees, eile s’accumule aux points d’intersection pour y former de gros nceuds ä l’aspect homogene. Cette disposition qu’un coup d’ceil jete sur la figure fait plus facilement comprendre que la description la plus minutieuse, est, je le repete, caracteristique du spermatocyte de second ordre: eile a ete reconnue et figuree pour la premiere fois par von Ebner (12) dans son memorable travail de 1888, d’oii le nom de cellules de von Ebner que l’on donne encore ä cette generation. La pre- sence d’une membrane beaucoup plus epaisse que dans les sperma- tocytes de premier ordre, l’absence du nucleole et du corps intra- nucleaire, qui comme nous le verrons tout ä l’heure, ont disparu, com- pletent ce Signalement du noyau des spermatocytes de second ordre. II n’est pas inutile d’insister specialement sur ce stade de repos parfait du noyau pendant Finterkinese, parce que recemment Gre- goire (19) a voulu tirer de sou absence frequente ou meine habituelle la preuve de la persistance des chromosomes filles de la premiere division dans les spermatocytes de second ordre. II est clair qu’ici 420 J. Duesberg les chromosomes sont entierement disloques et qu’il n’y en a plus trace daus le noyau. Si donc les chromosomes filles de la premiere division doivent reapparaitre daus la seconde division, il faut qu’ils se reconstituent de toutes pieces. Aucun fait positif n’appuie cliez le rat cette maniere de voir, qui constitue une simple hypothese. L’evolution ulterieure des spermatocytes de second ordre se rattache ä l’etude de la seconde division. Revenons un instant en arriere et reprenons l'histoire des differents elements du spermato- cyte de premier ordre depuis la fin de la periode d’accroissement. Et dabord le Nucleole. II disparait brusquement ä un stade plus ou moins avance. Que devient il? Lenhossek (36) a deja emis l’hypothese que le corps chromatoide de Hermann (v. plus loin) serait constitue d’une substance assez analogue ä celle du nucleole. Je crois pour ma part, que le corps chromatoide n’est autre chose que le nucleole expulse du noyau et admettant, contrairement a Lenhossek (30) et avec von Ebner (14), que le corps chromatoide n’apparait que daus les spermatocytes de second ordre, je vois dans ce fait un argument de plus pour etayer cette opiuion. Si le corps chromatoide se forme reellement aux depens de la substance du nucleole, on s’explique fort bien qu’il n’existe pas dans les spermatocytes de premier ordre dont le noyau renferme un nucleole, et comment, mis en liberte lors de la premiere division, il reapparait dans le protoplasme du sper- matocyte de second ordre. On comprend aussi qu'il n’y ait pas de nucleole dans le noyau de celui-ci. L'hypothese de l'origine nucleo- laire du corps chromatoide me paralt donc fort plausible: eile n’est pourtant qu’une hypothese, car il est impossible de suivre tous les stades de cette evolution. Le nucleole a en effet completement dis- paru lors de la metakinese. Quant au corps intranucleaire , sa disparition est si brusque et si complete qu’elle ne permet sur son sort aucune hypothese. On le trouve encore dans le noyau au stade spireme dedouble (fig. 16) et son aspect ne presente aucune modification. Au stade de la Seg- mentation transversale, il a disparu sans laisser la moindre trace. Forme de la cellule et structure du protoplasme. Les figures suffisent pour donner une idee des changements de forme de la cellule en division. J’insiste cependant sur un allongement remar- quable du corps cellulaire pendant l’ecartement des chromosomes filles, colncidant avec un allongement du fuseau sur lequel je revien- drai plus loin. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 421 Quant au protoplasme, il est dans certaines cellules des zones profondes de la preparation crible de grosses granulations se colo- rant par l’hematoxyline ferrique: ces granulations ne sont pas des mitochondries, mais vraisemblablement un precipite qui parait se pro- duire avec plus de facilite dans les anaphases de la mitose. Idiozome. Des le debut de la divisiou, parfois deja lorsque la Segmentation transversale est accomplie, l’idiozome prend une forme plus irreguliere, augmente legerement de volume et presente une structure moins dense. II se fendille ensuite et montre une ten- dance manifeste a se disloquer. Sa colorabilite s’atfaiblit graduelle- ment jusqu’au stade de la metakinese, oü il finit par disparaitre. Comme a ce stade, le nucleole a egalement disparu, on ne trouve plus dans le protoplasme, en dehors des mitochondries qui ne sont pas figurees ici, aucun autre element que la figure de divisiou. L’idiozome reapparait dans les spermatocytes de second ordre, parfois dejä au stade represente fig. 24, sous forme d’une legere con- densation du protoplasme. Sa reconstitution integrale est tres rapide et au stade du noyau reticule (fig. 25) il a atteint tont son developpe- ment. Son volume est inferieur a celui qu’il avait dans les sperma- tocytes de premier ordre, sa forme est moins reguliere, mais sa structure n’est pas modifiee. Quant a sa position dans la cellule, eile parait tont ä fait indeterminee. Centrioles et figure acbromatique. Nous avons laisse les ceutrioles au moment oü ils gagnent la peripherie de l’idiozome qu’ils quittent lorsque la membrane nucleaire a disparu. Ce n'est qu’ex- ceptionnellement qu’ils s’en liberent plus tot, parfois des le dedouble- ment du spireme: ils persistent alors au voisinage de l’idiozome, entre celui-ci et le noyau. Apres la disparition de la membrane nucleaire, les chromosomes sont, comme nous l’avons vu, disposes en un fer-a-cheval dans l’ouver- ture duquel se trouve l’idiozome et les centrioles qui viennent de s’en degager. Ceux-ci s’ecartent l’un de l’autre et ce n’est que lorsque cet ecartement est devenu considerable que se developpe entre eux la figure acbromatique. Il n’y a donc pas ici de centro- desmose, de jeune fuseau, tel qu'on le trouve constamment chez la salamandre par exemple. Sur le fuseau encore en formation se dis- posent les chromosomes: aux deux pöles, on observe un aster tres net (fig. 19). Au stade de la metakinese, la figure acbromatique presente l’aspect suivant, qui est caracteristique de la premiere division Archiv f. Zellforechnng. I. 28 422 J. Duesoerg (fig. 20). Le fuseau est court et trapu. Les filaments principaux ne sont pas tendus entre les pöles et la plaque equatoriale, mais decrivent une legere courbure: cette disposition rappelle celle du premier fuseau de la salamandre, oü eile est encore plus accentuee. A chaque pole, un centriole apparait tres nettement, mais les irra- diations qui s’observaient aux stades precedents ont dejä fortement diminue et ne tarderont pas a disparaitre. J:ai cherche vainement les enormes asters decrits par Lenhossek, dont les rayons s’entre- croiseraient dans le plan equatorial. Pendant la Separation des cbromosomes filles, le fuseau s’allonge considerablement, au point que les pöles arrivent presqu’ä la peri- pherie de la cellule (fig. 21). Au stade dyaster, les filaments unissants presentent un trajet sinueux; dans le fuseau, on observe frequemment de grosses granulations qui, ou bien ont la meine valeur que celles mentionnees plus haut a propos du protoplasme, ou bien correspondent aux «Centralspindelkörperchen» de Kosta- necki (28) et representent peut etre des fragments de l’idiozome, comme Meves le decrit chez la salamandre. Ces granulations sont en tous cas constantes et sont aussi figurees par Lenhossek (cf. sa fig. 13). Plus tard, lorsque les cellules filles se separent, il apparait sur chaque filament unissant, dans le plan de division, un corpuscule intermediaire de Flemming. En meine temps, la nouvelle membrane intercellulaire etrangle le fuseau, qui prend par suite la forme dun sablier (fig. 22). Chacune des moities de ce sablier est un cöne dans lequel les fibres achromatiques sont disposees en eventail et dont la base s’insere largement sur la membrane nucleaire nouvelle- ment forinee du jeune spermatocyte de second ordre. Cette insertion est d’abord perpendiculaire au grand axe du noyau ovo'ide. En meme temps que celui-ci prend une forme spherique, le centriole, qui etait reste jusque la dans le prolongement de Taxe du fuseau presente des mouvements telokinetiques et entrame le noyau a sa suite fig. 23). Tous deux decrivent dans le jeune spermatocyte de second ordre un mouvement de rotation de 90° environ, et cela en sens in- verse dans chaque cellule fille, et deplacent en meme temps la inasse protoplasmique. II en resulte que l’insertion du Spindelrest sur le noyau devient oblique et fiuit par ceder. A ce stade, les jeunes noyaux sont donc disposes de part et d’autre du reste fusorial tendu obliquement entre les cellules filles (fig. 24). Dans ce reste fusorial, la strueture filnillaire devient indistincte, les corpuscules inter- Les divisions des Spermatocytes chez le Eat. 423 mediaires se fusionnent en une masse unique, fortement coloree. Le tout disparalt bientöt sans laisser de traces. Tant que les cellules filles restent unies par le Spindelrest, la Position du centriole, encore unique, est facile ä determiner: il se trouve au voisinage du noyau, en un point diametralement oppose ä l’extremite du Spindelrest. Plus tard, tout point de repere a disparu et comme le centriole ne s’entoure pas ici de 1‘idiozome, contraire- ment a ce qui se passe dans les spermatocytes de premier ordre, il est sonvent difficilement reconnaissable au milieu d’autres granula- tions. Dans certains cas pourtant, le protoplasme presente une le- gere tendance a s’irradier autour de lui et son identite est alors fa- cile ä etablir (fig. 24). Nous avons parle jusqu'ici d’un centriole unique. La division du centriole, plienomene precurseur de la seconde division de matu- ration, se produit lorsque le noyau est encore a l’etat de repos. On trouve alors, libres dans le protoplasme, deux centrioles entoures d'une faible irradiation (fig. 25) 1). Le spermatocyte de second ordre est donc une cellule polye- drique volumineuse, dont le noyau spherique et de forte taille possede une membrane epaisse et un reseau cbromatique d’aspect tout parti- culier (v. plus haut). Dans le protoplasme, on trouve l’idiozome et deux centrioles libres. Il me reste ä decrire le corps cbromatoide, dont la presence acheve de caracteriser cette generation cellulaire. Le corps cbromatoide (figures 25 ä 29) que Hermann (24) a le premier reconnu chez la souris ä cöte de l'idiozome, tout en confondant ces deux elements sous le meine nom de Nebenkern, est un corps de forme irreguliere, souvent bilobe ou meine dedouble, excessivement avide de matteres colorantes. Son volume est rela- tivement considerable: il atteint a peu pres celui de l’idiozome. Son aspect morphologique suffit ä le distinguer d’autres granulations, comme celles que Lenhossek a prises a tort pour le corps chroma- toide dans les spermatocytes de premier ordre. Quant ä sa Situation dans la cellule, il semble qu’on le trouve assez frequemment au voi- sinage des centrioles et a une certaine distance de lidiozome: il n’est pas rare de trouver celui-ci d’un cöte du noyau, le corps chro- matoide et les centrioles du cöte diametralement oppose (fig. 25). 1 La division des centrioles se prodnit generalement plus tot, la plus souvent dejä pendaut les anaphases de la premiere mitose. Il est possible qu’il puisse en ötre de meine chez le rat, mais tel n’etait certainement pas le cas dans les cellules que j’ai observees. 28* 424 J. Duesberg Soit dit en passant, ce voisinement du corps chromatoide et des cen- trioles est tres marque pendant la Spermiogenese. J’ai indique plus haut quelles raisons plaident en faveur de l’ori- gine nucleolaire du corps chromatoide et je n’y reviendrai pas. Bibliographie. II va de soi qu’avant le travail de von Ebner de 1888 (12), aucun auteur n’a distingue deux types de division des spermatocytes. Mais meine apres ce travail, Hermann (24) chez la souris, Moore (40, 41) chez le rat n’ont certainement vu que la premiere division. Moore reconnait la tendance du spireme a se fendre longitudinale- ment avant de se segmenter transversalem ent. II est le seid auteur qui ait decrit exactement (41) le sort des chromosomes primaires: rupture de la boucle ä une de ses extremites, ecartement des deux moities en forme de V. Aussi ma figure de la metakinese presente- t-elle la plus grande ressemblance avec la sienne. Moore repre- sente des centrioles (ses centrosomes) dedoubles des le stade monaster, ce qui ne concorde pas avec mes observations. C’est Lenhossek (30) qui le premier teuta de decrire les deux types de division et d’en etablir les caracteres differentiels. Comme l’auteur le reconnait du reste volontiers, sa tache etait facilitee par les descriptions tres completes des deux divisions des spermatocytes chez les Elasmobrauches par Moore (42), chez Salamandra maculosa par Meves (35). Pourtant il faut dire que si sa description de la premiere division est assez complete, celle de la seconde presente de nombreuses lacuues. J’ai dejä rnontre plus haut que Lenhossek n’a vraisemblable- ment pas vu le spireme definitif. C’est ce qui explique le reproche injustilie qu’il fait ä Hermann qui a decrit chez la souris (v. plus bas) un spireme s’etendant exclusivement ä la peripherie du noyau: cette description concorde absolument avec ce qui se passe chez le rat et si Lenhossek n’a pas vu cette disposition, c’est precisement parce qu’il a meconnu ce stade. Ce qui me porte ä croire qu’il en est bien ainsi, c’est que la description que donne Lenhossek du fila- ment chromatique rappelle plutöt les travees que le spireme, dont l’aspect est beaucoup plus homogene. De plus ä ce stade, le noyau n’est plus spherique, comme daus les figures de Lenhossek, mais franchement ovoi'de, ainsi que je l’ai dejä fait remarquer. Pour les prophases de la premiere division, cet auteur croit devoir admettre que la Segmentation transversale precede la division Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 425 longitudinale: nous avons vu qu’il n’en est rien. De plus, Lenhossek u’a pas vu le sort reserve aux chromosomes primaires dans la meta- kinese: il admet que ces elements chromatiques de la plaque equa- toriale derivent des formes en anneau des stades precedents «durch concentrische Verengerung». Cette Interpretation est inexacte. La forme du fuseau et des asters est aussi differente de celle que j’ai decrite, ce qui peut tenir ä ce que nous n’avons pas employe les niemes fixateurs. Quant aux anaphases et telophases, ma des- cription ne s’ecarte guere de la sienne. von Ebner (14) confirme les donnees de Lenhossek et est par consequent passible des memes critiques en ce qui concerne l’evolu- tion des chromosomes primaires. II admet l’existence d’une division anaphasique, que je n’ai pour ma part, jamais rencontree. II est bon du reste de faire remarquer que von Ebner ne dit pas qu’il ait vu cette division: il l’admet seulement a cause des donnees contradic- toires qu’il obtient dans la numeration des chromosomes. Nous ver- rons plus loin que le nombre qu’il admet n’est certainement pas exact, raais trop faible, ce qui explique ces contradictions apparentes. Dans sa courte description des stades de la spermatogenese du rat, Regaud (54) reconnait que la division longitudinale du spireme precede la Segmentation transversale. Il commet la meme erreur que Lenhossek et von Ebner en ce qui concerne l’evolution ulte- rieure des produits de la division longitudinale. Autres mammiferes: nous avons dejä mentionne le travail de Hermann (24) sur la souris et reconnu l’exactitude de sa des- cription du spireme. Hermann donne de la plaque equatoriale une figure tres analogue ä celle que Fon observe chez la salamandre et differente par consequent de celle du rat, mais se rattachant comme celle-ci au mode heterotypique (v. plus bas). Sur le taureau nous n’avons comme donnees que celles que nous fournit Schönfeld (58) dans sa note preliminaire, le travail definitif de cet auteur ne comprenant que la periode d’accroissement. Il re- sulte de sa description que la repartition des deux moities des anneaux formes pendant les prophases se ferait chez le taureau autrement que chez le rat. Nous avons dejä suivi Moore et Walker (43 b) jusqu’au stade de la retraction synaptique du spireme et la Formation des boucles, les «gemini» de ces auteurs. Il resulte de leur description que ces gemini, qu ils considerent comme formes de deux chromosomes soma- tiques accoles bout ä bout, se divisent ensuite longitudinalement. La 426 J. Duesberg premiere division ne separe pas ces moities longitudinales, mais les deux chromosomes somatiques precedemment reunis en une boucle. Les anapbases ne presentent rien de particulier, si ce n’est la per- sistance de la division longitudinale, laquelle n’est du reste pas a reconnaitre dans les iignres des auteurs. Tout cela est encore une fois en contradiction formelle avec mes observations sur le rat. Nous avons assiste cbez cette espece a la formation des chromosomes primaires par Segmentation transversale d'un spireme, Sans aucune Intervention de synapsis. Les produits de la division longitudinale de ces chromosomes primaires sont re- partis suivant le mode decrit entre les cellules-blles. Si donc les chromosomes primaires etaient constitues de deux chromosomes so- matiques places bout a bout, la premiere division n’aurait pas la signification que veulent lui attacber Moore et Walker. Mais rien n’appuie cbez le rat une semblable hypothese, pas plus du reste, je me bäte de l’ajouter, que les observations de Moore et Walker ne permettent de l’admettre chez le cobaye. Ni texte ni figures n’en- trainent la conviction du lecteur et Moore ne peut conclure que par analogie avec ses observations sur le triton (43 a), qui sont elles meines sujettes ä caution. Enbn, une comparaison s’impose avec les pbenomenes decrits par Flemming (18) et Meves (35) cbez Salamandra maculosa. Dans cette espece, comme cbez le rat, la division longitudinale du spireme precede la formation de Segments chromatiques isoles et les extre- mites des produits de la division longitudinale restent unies jusqu’apres la metakinese. La seule difference consiste dans ce fait que la Se- paration des chromosomes blies se fait ä ce stade aux deux bouts ä la fois, au lieu de s’etre operee plus tot ä Fun des bouts comme cbez le rat. Autre difference : les chromosomes primaires de la sala- mandre se coudent en leur inilieu et prennent la forme d’anses. Enüu, il existe chez la salamandre une division anaphasique tres nette qui manque chez le rat. Mais la ressemblance est si grande entre ces deux processus que la premiere division de maturation du rat doit etre qualifiee de divisiou beterotypique. Les produits de la premiere division ont ete reconnus et hgures pour la premiere fois par von Ebner (12) et sa description du noyau de ces elements, ainsi que celle de Lenhossek, est tres exacte. Idiozome. La disparition de l’idiozome pendant la mitose est un fait maintenaut bien connu, qui parait avoir ete vu pour la pre- miere fois par Brown (8), dans les spermatocytes du rat. Cet auteur Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 427 ecrit: «In chlorid of gold preparations, the accessory corpuscle (idio- zome) appears to become broken up during karyokinesis; perhaps it forms the accessory corpuscle of tbe young spermatozoa (spermatide) and sorne small granules which stain sligbtly with hsematoxylin and appear to be produced during karyokinesis, may represent this pro- cess (p. 350).» Brown admet donc la reconstitution de 1’idiozome aux depens de ses fragments et parait avoir reconnu les granulations que Lenhossek et moi avons decrites et qui correspondent sans doute aux «Centralspindelkörperchen» de Kostanecki (28). Ces observations de Brown ont ete confirmees et completees par Benda, Lenhossek et von Ebner chez le rat, par Schönfeld chez le taureau, par Moore et Walker chez le cobaye. Chez les ver- tebres inferieurs, la dislocation de la «sphere» pendant la mitose a ete decrite minutieusement par Meves (35) chez Salamandra maculosa. Centriol es. On n’a que peu d’indications sur les centrioles au debut de la mitose. Lenhossek, pas plus que moi, n’a trouve de centrodesmose. Cet auteur a egalement reconnu et decrit les mouvements telokinetiques du noyau et les a supposes en rapport avec des mouvements aualogues des centrioles, sans pourtant avoir pu voir ceux ci. Ces mouvements telokinetiques ont ete, comme on sait, decrits pour la premiere fois par Moore et par Meves1) dans des cellules seminales, puis par Heidenhain (20, 21) dans des leucoeytes. Chez le cobaye, Moore et Walker ont vu la migration des cen- trioles vers la peripherie de l’idiozome et leur sortie de celui-ci dans les prophases de la mitose. Ils ne mentionnent pas de mouve- ments telokinetiques. Corps chromato'ide. II a ete decrit pour la premiere fois chez la souris par Hermann (24) qui l’a pris pour une partie de l’idiozome (Nebenkern). Chez le rat, Benda (5) l’a le premier dis- tingue de l’idiozome (archiplasma) et des centrioles et a emis l’hypo- these que le corps chromato'ide etait constitue de chromatine expulsee du noyau. C’est Benda (loc. cit.) aussi qui a decrit sa persistance pendant la division des spermatocytes : nous verrons plus loin qu’il s’agit en realite de la seconde division, le corps chromato'ide n’exis- tant pas lors de la premiere. Moore (40, 44), Niessing (41) et Lenhossek (30) decrivent ä tort le corps chromato'ide dans les spermatocytes de premier ordre !) Moore, J. E. S. Quart. Journ. of micr. Sc. 1893. Meves, F. Inaug.- Diss. Kiel. 1893. 428 J. Duesberg et ce dernier croit qu'il s'agit d:une substance expulsee du noyau, raais plus analogue a la substance nucleolaire qu’a la chromatine. 11 adinet aussi la persistance du corps chromato'ide pendant la division. von Ebner (14) pense avec raison que le corps chromatoide n’ap- parait que dans les spermatocytes de second ordre. Quant ä la question de savoir s’il y a un ou plusieurs corps chromatoides, nous avons vu que le corps chromatoide peut se frag- menter, ce qui met d’accord tous les auteurs. En ce qui concerne l’existence du corps chromatoide chez d’au- tres mammiferes, nous savons que Niessing (44) et Meves (36) Font retrouve chez le cobaye, Schönfeld (58: comm. prel.) chez le tau- reau et von Molle (68) chez l’ecureuil ou il n’atteindrait tout son developpement que dans les spermatocytes de second ordre. Le corps chromato'ide parait en tous cas particulieremeut developpe chez le rat. II ne me parait du reste nullement etabli que tous les elements decrits sous ce nom soient homologues. Seule l’etude de l’evolution du corps chromato'ide pourrait trancher cette question et cette evo- lution est jusqu’ici inconnue. Schreiner (61) pretend que chez Myxine glutinosa le corps chromato'ide rentre dans la tete du spermatozo'ide: aucune observation analogue n’a encore ete faite chez une autre espece. Meves (36) chez le cobaye admet comme vraisemblable l’origine nucleolaire du corps chromato'ide en se basant sur les resultats fournis par la methode d'EiiRLiCH Biondi apres fixation au sublime. La valeur absolue d’une teile reaction ne me parait pas etablie (cf. Fischer, 17a). b) seconde Division. Apres un stade de repos tres court, le spermatocyte de second ordre se prepare de nouveau a entrer en division. On voit d'abord ces masses chromatiques qui forment les noeuds du reseau s’etirer le long de la charpente de linine et, entrainant les grains semes sur celle-ci, former par confluence une travee plus ou moins longue. Ces travees presentent un aspect homogene et des bords decoupes, aux cretes desquels ahoutissent des filaments de linine. En meme temps la membrane nucleaire perd de sa colora- bilite et la chromatine dont eile etait chargee concourt ä la forma- tion des travees (fig. 26 et 27). Ce processus s’etendant ä tout le noyau et les differentes travees ainsi formees finissant par se reunir bout ä hout, il en resulte la formation d’un spireme (fig. 28). Un doute persiste pourtant dans inon esprit sur la question de savoir si ce filament est unique. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 429 Dans ma figure 28, il semble bien qu’il y ait encore deux filaments cbromatiques distincts. Mais etant donnee la grande rapidite avec laquelle se deroulent les propliases de la seconde division de matu- ration, il n’est pas impossible que le stade du filament unique m’ait echappe: toutes ces figures se rencontrent en efl'et avec une extreme rarete. Au stade spireme succede immediatement et contrairement a ce qui se passe dans la premiere division, la Segmentation transversale. Les chromosomes ont la forme de bätonnets courts et epais, et sont encore reunis par toute une cbarpente de linine. Ce stade est beau- coup plus frequent et presente vraisemblablement une duree beaucoup plus longue que les precedents (fig. 29). Bientbt se produit la division longitudinale des Segments chro- matiques (fig. 30). Ce phenomene ne peut s’observer dans toute sa nettete que dans les parties peripheriques de la preparation. A l’en- contre de ce qui se passe dans la premiere mitose, la division longi- tudinale est ici complete: il en resulte qu’il n’apparalt pas ici de figures en forme de boucles ou d’anneaux, et von Ebner qui les a decrites, doit avoir fait une confusion. Il ne m’a pas ete possible de voir chez le rat les filaments de linine reunissants les deux moi- ties de chromosomes, que Meves (35) a decrits dans la seconde di- vision chez la salamandre, mais il est vraisemblable qu’il existe ici aussi un moyen d’union empechant l’ecartement des chromosomes filles avant leur disposition dans la plaque equatoriale. Au stade suivant, toute trace de la membrane nucleaire et de la cbarpente de linine a disparu (fig. 31). Les chromosomes flot- tent un instant librement dans le cytoplasme, mais comme la figure achromatique se forme tres rapidement, ils se disposent bientot en une plaque equatoriale, de teile Sorte que la scissure longitudinale tombe dans le plan de division. Entretemps, leur forme s’etait deja modifiee; ils etaient devenus plus courts et plus epais. Puis, sous l’influence sans doute de l’attraction qui les sollicite vers les pöles, 1 epaisseur finit par l’emporter sur la longueur et les angles s’arron- dissent: cliaque chromosome fille prend ainsi la forme d’abord d’une petite sphere, puis d’un petit ovo'ide dont le grand axe est parallele ä celui du fuseau. C’est sous la premiere forme qu’ils se presentent lors de la metakinese; l’equateur du fuseau est alors occupe par une double rangee de petites spheres superposees, qui proviennent comme nous l’avons vu de la division longitudinale des chromosomes pri- maires (fig. 33). Remarquons en passant, car nous y reviendrons plus 430 J. Duesberg loin, combien trompeuse est une pareille disposition et combien facile- ment eile pourrait en imposer pour une division transversale. La Separation des chromosomes filles s’accomplit rapidement (fig. 30). Le maximum d’ecarteinent une fois atteint, ils confluent et la figure cbromatique ressemble alors, dimensions ä part, ä celle de la premiere division (figures 35 et 36). La reconstitution des noyaux filles s’accomplit sensiblement de la meme maniere que dans les jeunes spermatocytes de second ordre. Autour de la masse cliro- matique apparaissent une vacuole claire et une mince membrane, premieres ebauches du suc et de la membrane nucleaires (fig. 37). Cette masse cbromatique se disloque ensuite, en meme temps que le noyau decrit un mouvement telokinetique de rotatiou de 90° environ eu sens inverse dans cbaque cellule fille. II se reforme un reticu- lum cbromatique tres analogue a celui du spermatocyte de second ordre: mais le volume du noyau est beaucoup plus faible et la masse de chromatine reduite (fig. 38). La descriptiou des phenomenes ulte- rieurs fait partie de l’etude de la Spermiogenese proprement dite. Nombre des chromosomes. II est temps de dire quelques mots du nombre des chromosomes. Je me bäte d’ajouter que je ne puis donner d’indication definitive a ce sujet. Le nombre des chromosomes est certainement beaucoup plus eleve dans les divisions des spermatogonies que dans celles des sper- matocytes. L’absence de numerations exactes, tres difficiles a faire dans les spermatocytes, presqu’impossibles dans les spermatogonies ä cause des faibles dimensions de la figure de division, ne me permet pas d’affirmer qu'ici, comme dans la plupart des autres especes ani- males, le nombre des chromosomes soit reduit de moitie dans les divisions de maturation. Mais comme les observations ne plaident nullement contre cette maniere de voir, il me parait justifie de conclure par analogie qu’il en est de meme chez le rat. II me semble egalement probable que ce nombre est le meme dans les deux divisions des spermatocytes. Mais quel est il? Moore (41) a admis qu’il est de 8. Je crois, pour ma part, avec Lenhossek, ce nombre trop faible. Jetons en effet un coup d’oeil sur les figures. Dans la figure 17 (membrane nucleaire encore conservee) on peut compter 10 chromosomes primaires bien complets et quelques frag- ments. Dans la figure 18 (disparition de la membrane nucleaire) il y a 8 chromosomes entierement dans la coupe et un certain nombre qui n’ont ete qu’entames par celle-ci. De meme dans la figure 19 et dans la figure 29 de la seconde division, il y a manifestement Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 431 plus de 8 cliromosomes. Considerant que le nombre des chromo- somes est presque toujours un multiple de quatre, c’est le nombre 12 (et 24 par consequeut pour les cellules somatiques) qui me parait le plus vraisemblable. Lenhossek (30) est arrive a la mente conclusion. Quant aux dimensions des chromosomes, nous savons depuis Meves (35) qu’elles varient dans la mente figure de division. Les chromosomes du rat n’ecliappent pas ä cette loi, quoique ces varia- tions soient tres peu etendues. II n’est pas question de distinguer ici des paires de chromosomes. comme Sutton pretend avoir pu le faire chez Brachystola: a vrai dire, la possibilite de retrouver dans des divisions successives des couples de chromosomes de dimensions egales laisse un auteur de la competence de Meves (37. p. 451) assez sceptique. Comme lors de la premiere division, la cellule s’allonge notable- ment pendant la Separation des chromosomes filles. On retrouve de meme dans le protoplasme et avec une predilection marquee pendant les anaphases, ces granulations qui ont ete decrites plus haut. Idiozome. La description des modifications de l’idiozome peut etre calquee sur celle de la premiere division. Ici aussi l’idiozome persiste jusqu’au stade de la metakinese, pour reapparaitre dans la spermatide apres la reconstitution des noyaux. Centrioles et figure achromatique. Les centrioles n’ont pas ete representes dans les prophases de la seconde division. La rarete de ces stades est teile, eu effet, que je n’ai pu en trouver reunissant a la fois tous les elements du spermatocyte de second ordre: idiozome, corps chromatoide, centrioles, et que j’ai du me de- cider ä representer ceux qui illustrent le mieux les modifications de la chromatine. Dans les anaphases, j’ai rarement pu les reconnaitre avec nettete. Malgre ces lacunes, l’analogie avec la premiere divi- sion est teile que l’evolution des centrioles est suffisamment claire. Apres la disparition de la membrane nucleaire, les deux cen- trioles qui, ne l’oublions pas, etaient libres dans le protoplasme, s’ecartent l’un de l’autre sans qu’il apparaisse, pas plus que lors de la premiere division, de jeune fuseau. La figure achromatique ne se forme que lorsque les centrioles ont ä peu pres atteint les futurs pbles de fuseau, et eile presente un aspect different de celle de la premiere division. Remarquons tout d’abord que les asters sont en- core moins developpes, les irradiations plus passageres que tout a 432 J. Duesberg l’lieure. Le second fuseau, quoique plus court, n’a pas la forme trapue du premier mais presente une forme elancee: c’est dire qu’il est beaucoup plus etroit. Je ue crois pas que les pöles soient tou- jours aussi proches de la peripherie de la cellule que ne le decrit Lenhossek (30): cette disposition ne me parait nullement constante (v. ma fig. 33). Lorsqu’elle manque, son absence est compensee par un allongement considerable des filaments unissants pendant la Se- paration des chroinosomes filles, qui, au stade dvaster, amene ees pöles tout a fait a la peripherie de la cellule, comme dans la pre- miere division (fig. 35). Remarquons aussi la disposition analogue des filaments unissants, qui decrivent un trajet sinueux, et, dans le fuseau, des «Centralspindelkörperchen» de Kostanecki (fig. 35). Tout ce qui suit n’est que la repetition des phenomenes deja decrits a propos de la premiere division: apparition sur chaque fila- ment d’un corpuscule intermediaire de FIemming, formation aux de- pens du fuseau, d’abord d’une figure en forme de sablier, s’inserant perpendiculairement sur les noyaux filles, puis d’un Spindelrest cylin- drique coupant obliquement la lique de reunion des noyaux filles (fig. 36); mouvements telokinetiques du centriole et du noyau qui de- crivent une rotation d’y4 de cercle environ (figures 37 et 38). Tout cela ne pourrait etre decrit plus longuement sans tomber dans des redites. Corps cliromatoide. Le corps cliromatoide conserve ses caracteres jusqu'a la disparition de la membrane nucleaire. II pre- sente alörs un aspect moins homogene, parfois nettement granuleux (fig. 32). On le retrouve sous- cet aspect au stade de la metakinese (fig. 33). Je n’ai jamais pu assister ä sa division: mais au stade dyaster, on retrouve ä cöte de la masse de chromatine une grosse granulation fortement coloree qui derive vraisemblablement du corps chromatoide (figures 34 et 35). Avec Benda (5), je pense donc qu'il persiste pendant la mitose et se divise pour son propre compte. Dans la spermatide, il reprend l'aspect qu’il avait dans le sperma- tocyte de second ordre. Bibliographie. Les indications que nous fournit la litterature sur la seconde division, non seulement cliez le rat, mais encore chez les mammiferes en general, sont tres peu nombreuses. Lea divisions des Spermatocytes chez le Rat. 433 Lexhossek (30) s’est efforce le premier de faire une etude de la seconde division chez le rat. Les prophases paraissent lui avoir completement echappe, et il s’est surtout attache ä distinguer les 2 fuseaux. II reconnait dans la seconde figure de division des chro- mosomes plus petits et un aspect plus elance du fuseau, ainsi que la Situation peripherique de ses pöles (qui n'est pas constante: v. plus haut). II ne nous donne aucun detail sur le mode de formation et de division des chromosomes. von Ebner (14) decrit brievement la formation du spireme: sa figure 13, ä laquelle il renvoie, est cepeudant fort peu caracteristique. II mentionne aussi l’absence du nucleole dans les spermatocytes de second ordre, absence qu’il considere non sans raison comme suffi- samment caracteristique du second spireme. Mais c’est a tort qu’il pretend retrouver lors de la seconde division les chromosomes en forme d’anneau qui caracterisent la premiere. Regaud (54) «se propose de revenir sur la seconde division des spermatocytes». Cette partie de son travail n’a pas encore paru. Schönfeld (58), qui revendique l’honneur d’avoir decrit le pre- mier la seconde division des spermatocytes chez les mammiferes, n’en donne en realite chez le taureau (dans sa commuuication preliminaire) qu’une description tres sommaire. Il declare avec raison avoir cherche vainement, aussi bien chez le taureau que chez le rat, les chromo- somes en forme d’anneau decrits par von Ebner. Mais le reste de sa description me parait insuffisamment clair pour qu’on puisse en tirer des conclusions sur le mode de formation des chromosomes et la fagon dont ils se divisent. Chez le cobaye, Moore et Walker (43 b.) decrivent comme suit les prophases de la seconde division: «the onset of the second maiotie division is ushered ... by the formation of chromatic condensations which foreshadow the chromosomes of the subsequent mitoses. These in the guinea pig, are sixteen in number. No true spirem appears to be formed, and the best description of the process is to say that the chromatic granules become at first aggregated in clouds and after a time, into two rows in each. In this way the young chromosomes have the appearance of being longitudinally split (p. 12 et 13)». Mes observations sur les prophases de la seconde division du rat et l’experience que j'ai faite de la difficulte que presente leur etude me portent ä croire que la description de Moore et Walker est erronee. Nous avons vu que chez le rat, il se forme un spireme qui se Seg- mente transversalement et que les chromosomes primaires ainsi for- 434 J. Duesberg raes se divisent ensuite longitudinalement. Mais eomme je l’ai dejä fait remarquer, les prophases de la seconde division et la Segmenta- tion transversale du spireme se passent avec une teile rapidite que ees images sont d’une extreme rarete. II doit en etre de meme chez le cobaye, ce qui expliquerait que Moore et Walker n’ait pas vu ces stades. Je les ai moi-meme longtemps meconnus chez le rat, oü je me suis au debut figure (pie les chromosomes etaient formes d’une maniere analogue a celle decrite par Moore et Walker chez le cobaye: par confluence de la chromatine repandue sur les travees de linine avec les masses chromatiques occupant les noeuds de ce reseau, c’est a dire un passage sans transition de la figure 25 a la figure 29. Je reconnus plus tard qu’il n’en est rien. La forme du second fuseau de maturation du cobaye presente uue assez grande analogie avec celle du second fuseau du rat. Enfin. comme la premiere division, la seconde division des sper- matocytes du rat trouve son homologue chez la salamandre. Le principal caractere que Flemming (18) et Meves (35) reconnaissent ä la division homeotvpique consiste dans la Separation complete et im- mediate des deux moities des chromosomes primaires, ce qui exclut la possibilite de la formation d’anneaux. Ce meme caractere se re- trouve avec une entiere nettete chez le rat. Idio zorne. Chez le cobaye, Meves (36) et Moore et Walker (43 b. decrivent dans Tidiozome des spermatocytes de second ordre les meines granulations logees dans une petite vesicule qu’ils avaient dejä trouvees dans les spermatocytes de premier ordre du meme animal. La position des centrioles dans les spermatocytes de second ordre du rat n’avait pas encore ete decrite jusqu’ici. Chez le taureau Schönfeld (58) les trouve dans l’idiozome, contrairement a ce quise passe chez le rat, ou comme nous l’avons vu, ils sont libres dans le protoplasme. Par coutre, Moore et Walker (loc. eit.) n’ont dans les sper- matocytes de second ordre du cobaye, jamais trouve les centrioles dans l’idiozome, ce qui est conforme a mes observations. La Situation extraidiozomique de ces elements est du reste a priori la plus vrai- semblable, etant donnee la rapidite avec laquelle se succedent les deux divisions. Corps chromatoide. C’est Bexda (5) qui a dccrit le premier la persistance du corps chromatoide pendant la division: j’ai montre qu’il ne s’agit que de la seconde. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 435 4. Resume. Nous pouvons pour reduire cet expose aux faits essentiels, le resultier de la facon suivante. Apres uu nombre indetermine de divisions indirectes, les sper- matogonies donnent naissance aux spermatocytes de premier ordre. Ceux-ci entrent alors dans la periode d’accroissement, qui n’est qu’une longue preparation ä la mitose. Au cours de cette periode, on n’ob- serve a aucun moment de retraction de la chromatine dans uue moitie du noyau, correspondant au synapsis de Moore (42) et autres auteurs, ni de figures pouvant s’interpreter comme une fusion, une copula- tion de filaments paralleles au sens de Winiwarter (70), Schreiner (60 — 63), etc. Toutes les modifications du reseau chromatique aboutissent en derniere analyse ä la formation d’un spireme unique. Celui-ci se de- double par scission longitudinale avant de se segmenter transversale- ment. Cette Segmentation transversale produit un certain nombre de cbromosomes primaires, 12 probablement. Comme la division longi- tudinale de ces chromosomes primaires n’est pas complete, mais res- pecte leurs extremites, ils affectent la forme d’anneaux ou toute autre analogue et plus tard par decollement des moities a Tun des bouts, celle d’accolade qui est caracteristique au stade de la metakinese. La premiere division des spermatocytes repartit entre les cellules filles les produits de la division longitudinale des chromosomes pri- maires. II n’apparait pas dans les chromosomes filles de division anaphasique. A la premiere division succede bientot la seconde. Un stade de repos court mais reel, pendant lequel le noyau reprend une structure reticulee et les chromosomes ont completement disparu, les separe. II se reforme bientöt un spireme, qui cette fois se Segmente d’abord transversalement. La division longitudinale qui suit rapidement est ici des le debut complete; les chromosomes primaires ont la forme de bätonnets doubles, lesquels en se raccourcissant, se transforment en petites spheres. Une moitie de chaque chromosome primaire passe dans le noyau de chaque spermatide. Les deux divisions sont donc chez le rat longitudinales. La premiere presente la plus grande analogie avec la premiere division chez la salamandre et est par consequent du mode heterotypique. Par la Separation immediate et complete des chromosomes filles, la seconde rapelle fortement la division homeotypique chez la meme espece. 436 J. Duesberg Quant aux autres elements que renferment les spermatocytes, il suffira de dire brievement que l’idiozome diaparait ä chaque di- vision au moment de la metakinese, pour reapparaitre apres la re- constitution des noyaux. Les centriol ea, au nombre de deux des le debut de la periode d’accroissement, sont contenus dans l’idiozome dans les spermatocytes de premier ordre, et libres au contraire dans les spermatocytes de second ordre: on n’observe pas entre eux au debut de la mitose de jeune fuseau. Le corps chrom ato'ide enfin, qui semble forme de substance nucleolaire expulsee du noyau lors de la premiere division, est caracteristique des spermatocytes de se- cond ordre et des spermatides. II. Partie theorique.1) Nous avons vu qu’il n’existe cliez le rat ä aucun moment de la periode d’accroissement, de retraction de la masse chromatique re- pondant au stade synapsis qui est actuellement decrit par une foule d’auteurs comme un stade normal de la spermatogenese et auquel ces auteura attachent une importance considerable. La conclusion la plus modeste que l'on puisse tirer de la, c’est que le stade synapsis n’est pas une etape constante de Involution des cellules semiuales et perd par consequent sa valeur theorique. On peut aller plus loin et faire remarquer que, si dans un ma- teriel bien tixe on n’observe pas de retraction de la chromatine, cet argument negatif a une beaucoup plus grande valeur que l argument positif contraire ; car, s’il est impossible de mettre sur le compte des reactifs l’absence de synapsis, nous savons au contraire que les fixa- teurs, ineme les meilleurs, peuvent dans de mauvaises conditions, produire le synapsis. Cette opiniou est confirmee par l’examen des figures qui illustrent beaucoup de ces nombreux travaux paraissaut chaque jour sur la spermatogenese et l’ovogenese. Elle a ete ex- priinee nettement pour la premiere fois par Mac Clung (32) en 1900: pour cet auteur, le synapsis est une disposition purement artificielle qui n’apparait pas dans un materiel bien fixe; et lorsqu’on a l’occa- sion de l’observer, la retraction de la masse chromatique se produit toujours du cote de noyau, oppose ä celui qui a pu entrer le pre- mier en contact avec le liquide tixateur. 1 Ces questious avant et6 discutees ä fond par Meves (37) dans nn travail tout r^cent, j’aurai l’occasion de citer frdquemment cet auteur et je pourrai de plus etre bref. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 437 Tout recemment, Meves (37) s’est exprime d’une maniere tont aussi categorique. Laissons lui la parole: «Was nun die Zusammen- ballung anbetrifft, so bin ich durchaus der Meinung, daß sie einzig und allein durch die Wirkung der angewandten Keagentien hervor- gebracht wird. An Amphibienhoden, die mit FcEMMiNGSchem oder HERMANNschem Gemisch gut fixiert sind, ist sie nur im Hodeninnern wahrzunehmen, fehlt dagegen vollständig an der Peripherie, wo die Osmiumsäure gewirkt hat. Hier erfüllt das Chromatingerüst die ganze Kernhöhle gleichmäßig, ohne an einer Stelle stärker verdichtet zu sein (p. 445).» Meves concede volontiers d’ailleurs qu'il y ait a un moment donne de la periode d’accroissement une tendance de la chromatine a se retracter sous l’influence des fixateurs1). L’opinion d’un cytologiste double d’un technicien de cette valeur a une grande autorite: car l’experience de Meves s’etend aux materiels les plus varies et ses magnifiques observations ont porte sur les classes les plus diverses du regne animal. On pourrait peilt etre m’objecter que chez le rat, la disposition de la chromatine en masses volumineuses au debut de la periode d’accroissement supplee au synapsis. La meme objection pourrait etre faite pour Vespa crabro, oü les observations faites en commun par Meves et moi (38) montrent que dans le jeune spermatocyte de premier ordre, la chromatine est reunie en une masse entourant le nucleole. Mais comme Meves le fait justement remarquer (37, p. 446) pour Vespa, et la meme remarque s’applique au rat, de telles images ne ressemblent en rien a celles du synapsis de Moore, et une teile disposition est loin de constituer un stade constant de la periode d’accroissement. En raisonnant de la Sorte, on pourrait du reste aussi bien, dans un cas oü le spermatocyte de premier ordre ne pre- sente aucune disposition de ce genre, faire remonter le synapsis aux anaphases de la derniere division des spermatogonies, pendant les- quelles la chromatine se ramasse aussi en un bloc compact. Personne ne conteste d ailleurs qu’il y ait ici un remaniement de la chroma- tine, personne ne nie qu’il y ait quelque chose de change dans le processus de division des spermatocytes: ce que je conteste avec Meves, c’est que le synapsis corresponde a une disposition reelle de la cellule vivante et constitue l’expression ohjective de ce remaniement. 1 Cette tendance est en tous cas tres peu marquee chez le rat, car meme les parties profondes et par consequent les plus mal fixees de l’objet, ne pre- sentent presque jamais de traces de retraction. Archiv f. Zellforschung 29 438 J. Duesberg C’est au stade synapsis que s’accomplirait la reduction de xüoitie du nornbre des chromosomes et cette reduction s’elfectuerait par une «copulation» de tilaments ebromatiques, dont la plus generalement admise est la copulation parallele decrite pour la premiere fois par Winiwarter (70) dans l’ovogenese des mammiferes. La critique du travail de Winiwarter a ete faite par Meves d’une facon si complete et si judicieuse (pie je n'ai rien a y ajouter. J'insiste pourtant avec lui sur ce point que l’interpretation (pie Wini- warter a donnee de ses observations n’ajamais ete emise que comme une simple bypotbese. Je renvoie de meme au travail de Meves pour la critique des observations de Schreiner 60 — 63) sur Myxine, Tomopteris et Salamandra: je me bornerai a dire que j’etais arrive avant la lecture du travail de Meves ä admettre comme lui une se- riation incorrecte de leurs figures, tont au moins en ce qui concerne leur premier travail. Cette erreur, qui peut s’expliquer parfaitement cliez un vertebre inferieur oü les differentes stades sont groupes par follicules, se commettrait beaucoup plus difficilement cbez les mam- miferes et particulierement cbez le rat, oii la topograpbie des diffe- rentes generations cellulaires nous est, depuis le travail de von Ebner de 1888 et ceux de Regaud, si parfaitement connue (ju’il est aise de determiner Tage d’une cellule quelconque de la lignee semiuale. Quant a la courte uote dans laquelle Schreiner (60) pretend avoir retrouve cbez la souris et cliez l'bomme des plieno- menes analogues ä ceux decrits par lui cliez Myxine etc., j'ai dejä fait remarquer plus baut qu’elle ne peut etre critiijuee en detail, car la description se borne a cette affirmation et n'est acconi})aguee d’aucune figure. Mes observations sur le rat contre- disent absoluinent cette maniere de voir: disons pourtant qu’ici aussi il suffirait de modifier la suite des images pour obtenir une copu- lation parallele de filaments cbromatiipies. Remarquons de plus que, taudis que les partisaus du synapsis et d’une copulation pa- rallele admettent qu’a ce stade les filaments sont attires vers l’idio- zome et les centrioles et convergent vers ceux-ci (stade «bouquet») nous n avons a aucun moment quelque chose de semblable cbez le rat: bien au contraire, les travees de ebromatiue et plus tard le spireme s’enroule perpendiculairement au grand axe du noyau, dans le prolongement du(|uel se trouve l’appareil centriolaire. Je me ränge donc entieremeut a la maniere de voir de Meves, qui inet toutes les images interpretees comme une copulation parallele de filaments ebromatiques sur le compte d’une division longitudinale Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 439 precoce et il est interessant de constater que chez le rat, par exemple, la theorie de la copulation parallele n’a pas me me les appa- rences pour eile. J) J’ai employe a dessein jusqu’ici le terme de copulation pa- rallele de filaments chromatiques : c’est en realite dans l’esprit des auteurs copulation de chromosomes qu’il faut lire. Genest donc pas taut la theorie de Winiwarter, Schreiner etc., qui est ici en jeu, mais bien pintöt celle de Findividualite des chromosomes. Et en effet, admettant pour ma part avec Hertwig (26) et MEVfcs (37) que les chromosomes ne conservent pas leur individualite dans le noyau au repos, mais qu’ils se forment au moment de la mitose sous l’influence des forces qui president a celle-ci (Hertwig loc. cit. p. 108)» je pourrais repondre qu’il ne peut s’agir aux stades en question d'une copulation parallele de chromosomes, puisqu’ä ce mo- ment il n’y a pas encore de chromosomes. D'un autre cöte, je ne vois pas la necessite pour un partisan de Findividualite des chromo- somes de rechercher une base objective a la theorie de la copulation: puisque les chromosomes conservent leur individualite dans la cellule au repos, si ä un moment donne leur nombre est, dans une division, reduit de moitie, il faut admettre qu’il s’est produit une fusion de ces elements. La question de la copulation des chromosomes se ra- mene donc ä celle de Findividualite. Pour celui qui admet cette in- dividualite, la reduction du nombre des chromosomes s’expliquera tont naturellement par une copulation; celui qui ne l’admet pas devra ckercher une autre explication, ou avouer franchement qu’il s’agit la d’un fait que Fon ne peut que constater sans l’expliquer. Que faut-il donc entendre sous le nom de reduction? En rea- lite, si Fon veut s’en tenir aux faits observables et bien observes, en dehors de tonte speculation, il n’y a que deux choses a com- prendre sous ce terme, comme le fait justement remarquer Meves: la reduction du nombre des chromosomes et la reduction de la quantite de chromatine. En ce qui concerne la premiere, eile perd considcrablement de son importance par suite du point de vue auquel nous nous sommes places. «Von diesem Standpunkt aus besitzt aber die Herabsetzung q Voir aussi la critique recente de ces theories par Häcker: «Die Chromo- somen als angenommene Vererbungsträger» dans: Ergebn. u. Fortschr. der Zool. 1907. 1. 29* 440 J. Duesberg der Chromosomen za hl . . . überhaupt nur untergeordnete Bedeutuug. Sie kommt dadurch zustande, daß die vorhandene Chromatinmasse sich im Beginn der ersten Reifungsteilung in der halben Anzahl von «taktischen Verbänden», Chromosomen, zusammenfindet. Dies ist eine Tatsache, die als solche hingenommen werden muß (Meves, loc. cit. p. 463 — 464).» Et Henneguy (23) avait deja emis l'opinion suivante: «On a attache a la maniere dont se fa.it la reduction numerique des chromosomes une importance beaucoup trop gründe, et le fait seul de cette reduction est a retenir.» Cette opinion, que Gregoire (20, note de la page 223) trouve «legere», me parait au contraire en parfait accord avec nos premisses. Quant a la reduction de la quantite de chromatine, eile resulte des deux divisions (pie subissent les spermatocytes, divisions que se succedent si rapidement que les novaux filles de la premiere n’ont pas le temps de se completer J). Et il faut bien admettre par ana- logie qu’il en est de meine chez les mammiferes, malgre la presence d'un stade de repos reel eutre les denx divisions. Mes observations sur le rat montrent que dans cette espece comme dans beaucoup d’autres, les divisions des spermatocytes se rattachent au Schema heterohomeotypique de Gregoire (loc. cit.). Mais ma conception du mode de formation des chromosomes pri- maires de la premiere division exclut tonte possibilite de considerer cette division comme reductionnelle au sens de Gregoire. Je ne vois pas du reste la possibilite d'attacher a l'expression de reduction un sens different de la conception que j’ai exposee plus haut, en se basant sur des observations microscopiques: nos moyens optiques ne nous permettent pas en effet, de penetrer dans l’intimite du pro- cessus de la reduction qualitative, et les idantes de Weismanx sont bien certainement des elements d'un tont autre ordre encore que les plus fines granulations chromatiques que nous puissions observer. Que penser alors de la reduction d’idantes par iuterposition dans la lignee seminale de la division transversale postulee par Weismann et decrite par ses eleves vom Rath et Häcker, ainsi que par Rückert? Comme l’ont fait remarquer Wilcox (69) et Fick (17), pour que la division transversale ait la valeur (jue Weismann lui attribue, il faudrait commencer par demontrer (jue les chromo- somes ont un plan de symetrie determine par Falignement des idantes, q Je crois avoir montre dans un travail auterieur 10; qu on pourrait dans le meme sens parier d une reduction de la substance mitochondriale. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 441 et que ceux-ci ont une largeur egale ä celle du chromosome: de teile Sorte -qu'uiie division longitudinale les partagerait en deux moities (äquivalentes, tandis qu’une division transversale separerait des idantes nou-identiques. II va de soi que cette demonstration n'a pas cte faite. Ce qui a depuis longtemps euleve toute valeur theorique a cette maniere de voir, c’est la decouverte d’especes nombreuses chez les- quelles les deux divisions sont manifestement longitudinales, et celä dans les cas les mieux observes. Au contraire les divisions trans- versales decrites sont fortement sujettes a caution, et les observations de vom Rath, Häcker et Rückert ont toutes cte infirmees, sauf celles de vom Rath sur Gryllotalpa, pour la bonne raison qu’elles n'ont jamais etc refaites. On pourrait des lors se demander avec Mrves 37, pages 438 — 439) s’il existe reellement des karyokineses avec division transversale des chromosomes1). Les observations de cet auteur sur Apis mellitica, les miennes sur le rat sont sou3 ce rapport tres interessantes, car eiles montrent clairement la possibilite d’erreurs. Chez Apis mellifica comme dans la seconde division des spermatocytes du rat, les produits de la division longitudinale des chromosomes primaires se moditient tellement dans leur aspect mor- phologique, qua voir leur disposition dans la plaque equatoriale, on croirait assister a la division transversale d’un chromosome en forme de batonnet, dont le grand axe serait parallele a celui du fuseau. II faut avoir suivi pas a pas l’evolution des chromosomes pour dis- cerner la veritable nature d’une teile division. Appendice. La redaction de ce travail etait entierement terminee lorsque peus connaissance de deux travaux de Bknda: *). Je conclus, pour ma part, de cette note que Bugnion et Popoff connaissent mal le testicule des mammiferes. En 1888, v. Ebner a demontre a l’evidence que les spermatocytes du rat subissent deux divisions consecutives, et ses observations ont ete confirmees par tous les auteurs qui apres lui, se sont occupes de la spermato- genese des mammiferes: si les descriptions de ces auteurs manquent parfois de nettete, c'est qu'il s'agit en realite de stades tres fugaces et par consequent difticiles a observer. Aide par les travaux de mes devauciers, je crois avoir reussi a donner une description claire des deux divisions des spermatocytes chez le rat et avoir assignc a ') Cette pluase n'est pas soulignee dans forigiual. Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. 445 chacune de ces divisions, comme aux spermatocytes II, des caracteres morphologiques tres nets, et j’estime que tout auteur ayant etudie soigneusement le testicule du rat peut distinguer immediatement les deux divisions l’une de l’autre, aussi bien qu'une spermatide d'un spermatocyte de second ordre. Quant a la preuve que Bugnion et Popopf pretendent donner par le calcul de l’exactitude de leurs assertions, eile est denuee de toute valeur. «Le volume de la spermatide, diseut Bugnion et Popopf, se rapprocbe beaucoup plus de la moitie que du quart de celui du spermatocyte». D'abord, les cellules croissent apres chaque divisiou, au point qu’une spermatide peut parfaitement atteindre le volume d'un spermatocyte II. Ensuite, Bugnion et Popoff negligent de nous dire ä qnels stades ils out fait leurs mcnsurations. Eutin, celles ci ne sont nullement convainquantes, puisque les auteurs avouent eux memes etre incapables de distinguer uue spermatide d'un sper- matocyte II: comment savoir alors s’ils n’ont pas pris un sperma- tocyte II pour une spermatide? Si Bugnion et Popoff voulaient abandonner leur methode de frottis, pour reprendre celle des coupes, la seule qui pennette d’etablir exactement la filiation des diverses generations de cellules seminales, et surtout etudier consciencieuse- ment leurs coupes, ils reconnaitraient aisemeut qu’ils se sont trompes. Index bibliographique, 1. Benda, C. 1885. Über die Spermatogenese der Säugetiere. 1886. Weitere Mitteilungen über die Spermatogenese der Säugetiere. Arch. für Anat. und Phys. Phys. Abt. 2. 1886. Über die Spermatogenese der Säugetiere und des Menschen. Berliner Kl in. Wochenschrift. No. 26. 3. - — 1887. Zur Spermatogenese und Hodenstruktur der Wirbeltiere. Anat. Anz. 2. 4. 1887. 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Fig. 3. Division indirecte dune spermatogonie: plaque äquatoriale vue du pole, montrant la division longitudinale des chromosomes. Figures 4 — 14: periode d’accroissement. Fig. 4. .Jeune spermatocyte de premier ordre, immediatement apres la division qui lui ä donne uaissance: croütelles et granulations chromatiques. Fig. 5. Stade plus avance: Les granulations chromatiques forment deja nn reseau. Fig. 6. Id. Reseau plus net. Fig. 7. »Fbergangsspermatogonie« de Lenhossek. Le reseau chromatique est forme: il n’y a plus de croütelles. La memhrane nucleaire est depouillee de chromatiue. Idiozome. Fig. 8. Le reseau chromatique devient plus lache par epaississement de certaines travees. Idiozome et centrioles. Fig. 9. Stade plus avance: Les centrioles n’etaieqt pas visibles. Til'.X. Lea divisious des Spemiatocytes chez le Eat. 449 Fig. 10. Id. A droite, nucleole. Fig. 11. Id. Id. Fig. 12. La cellule s'allonge vers la lumiere du tube seminifcre. A gaucbe. nucleole et corps intranuclcaire. Fig. 13. Allongement plus inarque de la cellule et du noyau. A droite. nucleole et corps intranuclcaire. Fig. 11. Les travees de chromatine prenuent un aspect plus homogene : transition vers le spireme. A gauche, nucleole et corps intranuclcaire. Figures 15 ä 23: premiere division. Fig. 15. Spireme presentant dejä des traces de dedoublement. En haut et a gauche, corps intranuclcaire. Fig. 16. Division longitudinale du spireme. En haut, corps intranuclcaire. Plus bas, nucleole. Fig. 17. Segmentation transversale. Les centrioles gagnent la peripherie de l’idiozome. Fig. 18. Disparition de la membrane nucleaire. Groupement des chromo- somes en denn cercle. En haut, idiozome. Fig. 19. Les chromosomes (dont les moities sont agglutinees — partie profonde de la preparation — ) se disposent autour du fuseau. En haut, idiozome a gauche); nucleole ;?) ä droite. Fig. 20. Plaque äquatoriale vue de profil. Fig. 21. Ecartement des chromosomes filles. Dans le fuseau »Central- spindelkörperchen« de Kostanecki. Fig. 22. Les cellules filles sont constituees. Premiere ebauche de la membrane nucleaire. Spindelrest. Fig. 23. Telokinese. Figures 24 a 38: seconde division. Fig. 24. Les noyaux repassent a l’etat reticule. Dans la cellule inferieure, a droite, centriole. Fig. 25. Stade de repos. A droite. idiozome. A gauche, corps chromaj toide et deux centrioles entoures d’une faible irradiation. Fig. 26, 27 et 28. l'rois stades de la formation du spireme. Fig. 29. Segmentation transversale du spireme. Fig. 30. Prise au voisinage de la peripherie. Dans certains chromosomes primaires, la division longitudinale est visible. Fig. 31. Disparition de la membrane nucleaire. Fig. 32. Plaque equatoriale vue du pole: division longitudinale des chro- mosomes (peripherie de la preparation). A gauche, idiozome; a droite, corps chromatoide. Fig. 33. Plaque equatoriale vue de profil. A gauche, corps chromatoide. Fig. 34 et 35. Ecartement des chromosomes filles. A gauche, corps chro- matoide. »Centralspindelkörperchen« de Kostanecki. Fig. 36. Anaphase. Fig. 37. Premiere ebauche de la membrane nucleaire. Telokinese. Fig. 38. Jeunes spermatides. Chromosomenstudien. Von Kristine Bonuevie Kristiania). Mit Tafel XI — XV und 2 Textfiguren. Einleitung. Während eines Aufenthaltes in Amerika, wo ich 1906 — 07 mit einem Stipendium der norwegischen Universität verschiedene biologische Institutionen besucht habe, wurde auch die Grundlage zu einer Reihe Untersuchungen über tierische und pflanzliche Chromosomen gelegt, deren Resultate im folgenden dargestellt werden sollen. Zuerst möchte ich jedoch eine angenehme Pflicht erfüllen, indem ich hier sowohl der norwegischen Universität für die mir bewilligten Stipendien als auch den amerikanischen Forschern und Institutionen, die durch ihr außerordentlich freundliches Entgegenkommen meine Arbeit erleichtert und gefördert haben, meinen herzlichsten Dank ausspreche. Vor allen bin ich Herrn Professor E. B. Wilson Dank schuldig, der mir in seinem Laboratorium an der Columbia-Universität, New York, nicht nur einen Arbeitsplatz, sondern auch viel wert- volles Material zu freier Benutzung überlassen hat. Ich kann ihm für das freundliche Interesse, mit welchem er meiner Arbeit gefolgt ist, und für seine unermüdliche Bereitwilligkeit, mir auch außerhalb derselben mit Rat und Tat behilflich zu sein, kaum dankbar genug sein. — Durch die Freundlichkeit des Herrn Professor Frank Lillie, Chicago, wurde mir die Gelegenheit geboten, an der marinen biolo- gischen Station zu »Wood’s Hole« meine Arbeit auch während der Sommerferien fortzusetzen. — Material verschiedener Art wurde mir im Laufe des Jahres von Professor T. H. Morgan, Professor J. H. M( ‘Gregor, Dr. U. Yatst, Columbia-Universität, sowie von Professor Chromosomenstudien. I. 451 Ch. Lefevkk, Missouri, freundlichst überlassen. — Auch die Pro- fessoren der Physik, W. Hallock, A. Wills und M. Maltby sind mir bei der Anordnung später zu besprechender Experimente in freund- lichster Weise behilflich gewesen. — Allen diesen Forschern möchte ich meinen herzlichsten Dank aussprechen. 1. Chromosomen von Ascaris, Allium und Ampliiuma. Ein Beitrag zur Lehre der Chromosomenindividualität. (Mit Tafel XI— XV und 2 Textfiguren.) Meine Befunde an Nereis limbala (Bonnevie 1907) haben gezeigt, daß in den Furchungsteilungen dieser Art mehrere der für die Rei- fungsteilungen als charakteristisch betrachteten Merkmale wieder zu- tage treten. — Es folgt daraus wieder, daß eine Lösung der Reifungs- fragen erst dann erhofft werden kann, wenn auch die vegetative Mitose günstiger Objekte ebenso eingehend untersucht worden ist, wie es mit den Reifungsteilungen der Fall ist. Erst dann läßt sicli mit Sicherheit entscheiden, welche Charaktere den letzteren eigen sind und so mit der Zahlenreduktion der Chromosomen in Verbindung gesetzt werden können, und welche auf der andern Seite in der all- gemeinen Mechanik der Zellteilung ihre Erklärung suchen müssen. Von diesem Gedanken geleitet, habe ich im vorigen Winter auf vegetative Mitosen verschiedener Objekte mit großen Chromosomen meine Aufmerksamkeit gerichtet. Ich habe dabei bald gefunden, daß auf diesem Gebiete trotz der klassischen Untersuchungen früherer Forscher (Flemming , Van Beneden, Rabl, Boveri) noch manche Fragen ihre Beantwortung erwarten; auch habe ich in den Chromo- somen vegetativer Zellen eigentümliche Strukturen vorgefunden, die früher nicht beschrieben worden sind, und die zu einer Klarlegung der sich in ihrem Lebenscyklus abspielenden Prozesse wesentlich beitragen. Ich habe zuerst die mir gebotene Gelegenheit benutzt, einige Herrn Professor E. B. Wilson gehörige Demonstrationspräparate von Ascaris megalocephala genau zu studieren. - — Zur Nachprüfung meiner hier gewonnenen Resultate habe ich aus später zu erörternden Gründen die Chromosomen der Wurzelspitze von Allium cepa erwählt. Endlich wurden mir auch durch die Freundlichkeit des Herrn Professor J. H. Mc’Gregor einige Amphiuma-Yxixp^mtQ zur Verfügung gestellt, in welchen ich das Verhalten der Chromosomen während der Interkinese zwischen beiden Reifungsteilungeu untersucht habe. 452 Kristiue Bonnevie Eine vorläufige Mitteilung meiner Resultate wurde im August 1907 auf dem Zoologenkongreß zu Boston veröffentlicht; bei der- selben Gelegenheit wurde auch eine Reihe meiner Präparate für die Mitglieder des Kongresses demonstriert. — Meine Resultate werden bei der Beschreibung in der folgenden Weise gruppiert: Kap. A.: Chromosomen der Mitose. Ascaris megalocephala. All i um cepa. Diskussion der Teilungsstrukturen. Kap. B.: Chromatiiistruktureu des Kerns. Furchungskerne von Ascaris inegal. Kerne der Wurzelspitze von Allium cepa. Interkinese von Amphiuma sp .? Diskussion der Kernstrukturen. Kap. Individualität der Chromosomen. Kap. A.: Chromosomen der Mitose. Ascaris megalocephala, bivalens. (Taf. XI.) Ich habe meine Untersuchung der Furchungsteilungen bei Ascaris inegal, mit einem Stadium angefangen, wo in dem oberflächlich ge- legenen Chromatingeriist der Yorkerne die jungen Chromosomen als vielfach gewundene, dünne Fädchen zuerst zum Vorschein kommen (Fi g. 1-2). Wie schon von Herla (1895) beschrieben, läßt sich in diesen Fädchen nicht selten eine deutliche Längsspaltung wahrnehmen (Fig.2), die bei der fortschreitenden Kontraktion der Chromosomen eine Zeitlang immer deutlicher hervortritt (Fig. 3). — Man glaubt hier zuerst, eine verfrühte Teilung der Chromosomen vor Augen zu haben; die weitere Entwicklung zeigt aber, daß eine solche Deutung nicht ohne weiteres berechtigt ist. Die in der frühen Prophase deutlich getrennten Längshälften der Cbromatinfädchen verschmelzen nämlich nach und nach wieder mit- einander, so daß die Chromosomen zur Zeit ihrer Einstellung in die Aquatorialplatte als morphologische Einheiten ohne Spur einer heran- nahenden Teilung zum Vorschein kommen (Fig. 4 — 9). — Auf Quer- schnittsbildern der Chromosomen läßt sich diese Verschmelzung mit völliger Sicherheit konstatieren. Die abgeflachten, aus zwei getrennten Hälften bestehenden Querschnitte der frühen Prophase (Fig. 3) gehen Chromosomenstudien. I. 453 in circulare über (Fig. 4, 8), in denen eine Längsteilung sich nicht mehr nachweisen läßt. Eine Betrachtung der Chromosomen von der Seite wird in be- treff dieser Frage keinen sicheren Aufschluß geben können, indem hier während der ganzen Prophase die dunklen Außenränder der band- förmigen Chromosomen von einer helleren Mittellinie getrennt er- scheinen, die beim ersten Anblick als mit der früheren Längsspalte identisch betrachtet werden könnte. Das Auftreten dieser hellen Linie in den auf Querschnitten ganz einheitlich erscheinenden Chromosomen findet in der inneren Struk- tur der letzteren eiue Erklärung. Die Querschnittsbilder zeigen nämlich, daß die am meisten chromatische Substanz der Chro- mosomen oberflächlich angeordnet ist, während das Innere von einer heller gefärbten Substanz gebildet wird; in seitlicher Ansicht wird bei dieser Anordnung die färbbare Substanz auf beiden Rändern eines Chromosoms in einer dickeren Lage gesehen als in der Mitte, wodurch eine Längsspalte vorgetäuscht werden kann.1) Die Längsteilung der Chromosomen wird nach ihrer Einstellung in die Äquatorialplatte bald eingeleitet; dieser Teilungsprozeß wird von einer Reihe äußerer und innerer Veränderungen der Chro- mosomen, die im folgenden näher betrachtet werden sollen, begleitet. Die äußeren Umbildungen der Chromosomen sind schon von Boveri (1888, S. 56) in folgender Weise beschrieben worden: »Wäh- rend jeder Faden anfänglich in ganzer Ausdehnung den gleichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, macht sich bei fortschreitender Verkürzung eine Änderung bemerkbar derart, daß nur die Enden der Elemente auf kürzere oder längere Strecke diesen Querschnitt bewahren, der mittlere Abschnitt dagegen die Form eines Bandes annimmt.« Meine Resultate der äußeren Formveränderungen der Ascaris- Chromosomen stimmen mit dieser Darstellung Boveris völlig überein; auch ihre inneren Veränderungen scheinen mit diesen äußeren in ursächlicher Verbindung zu stehen. Schon in der späten Prophase (Fig. 8) läßt sich im Centrum des cirkelförmigen Chromosomenquerschnittes ein dunkler Punkt walir- q Die hier beschriebene Struktur der Chromosomen in der späten Prophase wurde schon von van Beneden (1883) wahrgenommen und in den folgenden Worten beschrieben: (Pag. 543) « la snbstance chromatique se porte ä la Peripherie, la snbstance intermediaire s’accumule dans la cavite virtuelle deli- mitee par la couche chromatique corticale». Archiv f. Zell forsch untr. I. 30 454 Kristine Bonnevie nehmen. — Das Auftreten eines solchen Punktes auf jedem Chromo- somenquerschnitt — auch wenn ein und dasselbe Chromosom durch mehrere Schnitte hindurch verfolgt wird — deutet darauf hin, daß diese Punkte selbst Querschnitte einer im Innern des Chromosoms und in seiner ganzen Länge verlaufenden Achse repräsentieren. In schräg geschnittenen Chromosomen sowie auf Flächenbildern scheint eine solche Achse auch nicht selten als kontinuierliche Linie hervor- zutreten (Fig. 9); doch sind bei der gewölbten Oberfläche der Chromo- somen solche Bilder kaum einwandfrei, und nur die Querschnittsbilder lassen sich für eine Untersuchung der inneren Strukturen der Chromo- somen benützen. — Ohne hier eine Deutung dieser Strukturen zu ver- suchen, werde ich sie im folgenden so beschreiben, wie sie mir in den Präparaten vor Augen gekommen sind1). Von dem hier besprochenen Stadium an, wo die Chromosomen in die Äquatorialplatte eben eingestellt sind, werden ihre Querschnitte fortwährend verändert. Diese Veränderungen stehen teils mit der schon oben besprochenen Form Veränderung des Mutterchromosoms in Verbindung, wobei also nur der mittlere Teil des Chromosoms in Frage kommt, teils sind sie als Begleiterscheinungen der Chromo- somenteilung zu betrachten. — Wie die Teilung, so beginnen auch die inneren Veränderungen der Chromosomen zuerst in ihrem mittleren Teil; von dieser Stelle schreiten sie dann allseitig gegen die peripher gelegenen freien Enden der Chromosomen vor. Wenn daher auf einem Schnitte zwei Querschnitte eines Chromosoms vorhanden sind, wird man sehr oft finden, daß diese beiden unter sich verschieden sind, und zwar so, daß der dem Centrum der Äquatorialplatte am nächsten gelegene Querschnitt ein weiter fortgeschrittenes Stadium repräsentiert als der mehr peripher gelegene. Die erste Veränderung des noch circulären Querschnittes besteht darin, daß um die Chromosomenachse herum ein rechtwinkliges Kreuz zum Vorschein kommt (Fig. 10), von dessen Armen ein Paar äqua- torial, das andere polar gerichtet ist. — Dieser inneren Veränderung des Chromosomenquerschnittes folgt bald auch eine äußere nach, in- dem an den vier Punkten, wo die Arme des Kreuzes an die Ober- fläche des Chromosoms heraureichen, die letztere eingebuchtet wird (Fig. 11 rechts). Dadurch wird (im mittleren Teil der Chromosomen) b Es ist mir bei der Untersuchung dieser M'inzigen Strukturen eine große Stütze gewesen, daß icli Gelegenheit, gehabt habe, die verschiedenen Stadien einem so erfahrenen Forscher wie Herrn Professor E. B. Wilson zu demon- strieren. Cliromosomenstudien. I. 455 die cylindrische Gestalt in eine vierseitig prismatische umgebildet. — Nachdem dies erreicht worden ist, schwinden die Arme des achsialen Kreuzes wieder, und im Innern des quadratischen Querschnittes ist nunmehr nichts als die Chromosomenachse sichtbar (Fig. 12). Die Achse zeigt sich aber auf diesem Stadium nicht mehr einfach punktförmig, sondern in polarer Richtung verlängert; in den meisten Fällen wird sie auf Querschnitten in Form eines kleinen Striches vorgefunden, zuweilen scheint sie aber auch in zwei winzige Punkte mit oder ohne VerbindungsstraDg zerlegt (Fig. 12, 14). Vor der Längsteilung des Chromosoms wird der quadratische Querschnitt noch in einen rechtwinkligen verändert, und zwar so, daß die Länge des Querschnitts in polarer Richtung zuletzt etwa doppelt so groß wird als in äquatorialer (Fig. 15). Die Längsteilung der Ascaris- Chromosomen ist von Boveri (1888, S. 112) mit den folgenden Worten beschrieben worden: »Die Spaltung wird dadurch eingeleitet, daß sich in der Mitte jeder Breitseite einer Schleife in deren ganzer Länge eine Furche ausbildet, wodurch der Querschnitt, der vorher stäbchenförmig war, nun biskuitförmig ein- geschnürt erscheint. « Bilder wie die hier von Boveri beschriebenen habe auch ich oft vorgefunden (Fig. 16 — 18). Sie sind aber nicht die einzigen, die im Augenblick der Chromosomenteilung zum Vorschein kommen, und Bilder wie Fig. 18 (rechts) und Fig. 19 deuten darauf hin, daß auch während der Teilung ein Unterschied zwischen dem rechtwinkligen mittleren Teil der Chromosomen und ihren cylinderförmigen End- stücken besteht. Während in den letzteren der zu einem Oval ausge- zogene Querschnitt biskuitförmig eingeschnürt und zuletzt völlig durch- schnitten wird, scheint die Längsteilung der mittleren Chromosomen- abschnitte, wie es im folgenden gezeigt werden soll, durch eine innere Umordnung ihrer Teile und einen durch dieselbe bewirkten Zerfall bewerkstelligt zu werden. Wir haben die Chromosomenachse auf einem Stadium verlassen, wo sie in den noch ungeteilten Chromosomen eine polare Verlänge- rung oder eine Teilung in zwei Tochterachsen erlitten hatte. Bei der Längsteilung der Chromosomen kommen die beiden Tochterachsen in je ein Tochterchromosom zu liegen (Figg. 16, 17, 18, 20), in ihren Endstücken als einfache Centren der circulären Querschnitte (Fig. 20, oben), in den mittleren Teilen dagegen als Grundlage der Bildung- achsialer Kreuze, demjenigen völlig entsprechend, der im Mutter- chromosom schon zum Vorschein trat (Fig. 18 rechts). 456 Kristine Bonnevie Jedes Tochterchromosom scheint durch diese innere Kreuzbildung in vier parallele Längsteile zerlegt. Zur Zeit der Trennung der Tochterchromosomen scheinen diese Längsteile sich auch wirklich voll- ständig gegeneinander abzurunden, so daß jedes Tochterchromosom eine deutliche Tetradenstruktur zeigt (Fig. 16, 17, 19). Das Mutterchromosom wird durch die hier beschriebenen Vor- gänge in acht Längsteile zerlegt, deren gegenseitige Entfernung zwar sehr gering, aber überall ganz gleichmäßig erscheint. Bald zeigt es sich jedoch, daß je vier von ihnen enger zusammengehören, indem auf jeder Seite des Äquators eine solche »Vierergruppe« als ein Tochterchromosom dem Spindelpol genähert wird. Während dieser Zeit geschieht auch ein Zusammenfluß der vier Längsteile jedes Tochterchromosoms, zuerst zu zweien und in einer solchen Weise, daß die noch übriggebliebene LäDgsspalte mit dem Aquatorialplan einen rechten Winkel bildet (Fig. 20 unten), — später schwindet in den meisten Fällen auch diese Spalte. Ausnahmsweise läßt sie sich jedoch noch bis spät in die Anaphase (Fig. 22), ja sogar iu die Telo- phase (Fig. 25) hin verfolgen. Bei dem verschiedenen Verhalten der Chromosomenenden und der mittleren Teile der Chromosomen muß man natürlich auch er- warten, zuweilen Querschnitte vorzufinden, die einen Übergang zwischen beiden repräsentieren. Als solche habe ich die in Fig. 21 abgebil- deten, der Anaphase einer späteren Furchungsteilung zugehörigen Chro- mosomenquerschnitte gedeutet. Zuletzt möchte ich hier auch noch die beiden in Fig. 4 und 13 abgebildeten Chromosomen kurz besprechen. Sie sind sicherlich nicht als naturgetreue Bilder der lebenden Chromosomen, sondern vielmehr als Kontraktionsprodukte der Fixation zu betrachten. Doch ist es von Interesse, daß dabei keine zufällig zerstreuten Chromatinansamm- luugeu gebildet worden sind, sondern daß die Kontraktion zu Linien gebunden ist, die wieder von den wirklichen Strukturverhältnissen der Chromosomen bestimmt scheinen. In den einfach längsgespal- tenen Chromosomen der Prophase (Fig. 4) wird das Chromatin aut zwei Linien zurückgezogen, in der Metaphase dagegen auf vier den Ecken eines vierseitigen Prismas bildenden Linien (Fig. 13). *) ü In ähnlicher Weise würde man vielleicht auch die im obigen beschriebene Längsspaltung der Chromosomen in der Prophase, ihre Tetradenstruktur in der Metaphase und wieder die Längsspalte der Anaphase als Kontraktionszustände erklären, die das Aussehen der lebenden Chromosomen nicht korrekt wieder- geben. Ich könnte eine solche Behauptung keineswegs verneinen; niemand hat Chromosomenstudien. I. 457 Es wurde schon oben erwähnt, daß eine Längsspalte der in den Vorkernen zum Vorschein tretenden Chromosomen von Hekla (1895) zuerst beschrieben worden ist. Eine Längsspalte der Chromosomen in der Anaphase ist auch früher beschrieben worden. Schon 1883 hat van Beneden ausnahms- weise die Chromosomenenden dieses Stadiums in etwa doppelter Zahl vorgefunden. Er deutet dies Bild, zwar nur mit Vorbehalt, als ein Zeichen, daß die Tochterchromosomen (S. 559) »peuvent se diviser longitudinalement en deux cordons paralleles.« In seiner später (1887) folgenden Arbeit spricht van Benkden wieder von einer »division longitudinale des anses secondaires, (qui peut deja se produire a la fin de la metakinese.« Auch HeiilA (1895) hat eine »division secondaire« der Tochter- chromosomen wahrgenommen, die er mit der von van Beneden er- wähnten Längsteilung identifiziert. — Eine solche Identifizierung scheint mir jedoch auf Grundlage der vorliegenden Beschreibungen nicht sicher begründet zu sein: auch läßt es sich kaum mit Sicherheit entscheiden, ob eine oder beide hier erwähnten Spalten mit der im obigen von mir beschriebenen Längsspalte der Tochterchromosomen als identisch betrachtet werden können. Hekla konnte in seinen Präparaten erst »au moment ou le noyau va se reconstituer« eine Verdoppelung der Tochterchromosomen wahrnehmen, und seine Be- schreibung deutet in mehreren Beziehungen darauf hin, daß er eine Telophasenstruktur vor Augen gehabt hat, und nicht eine wirkliche Längsspalte der Chromosomen. — Die von van Beneden besprochene Längsteilung der Tochterchromosomen tritt dagegen schon in der Anaphase zum Vorschein, wie es auch in meinen Präparaten der Fall ist, und eine Identität beider Spalten ist hier nicht ausgeschlossen. Nur habe ich nie eine auch nur annähernd so weite Spreizung der Teilhälften gefunden, daß sie, wie von van Beneden beschrieben, eine Verdoppelung der Zahl der Chromosomenenden vortäuschen könnte. wolil bis jetzt die lebenden Chromosomen der Asc«m-Eier untersuchen können. Das Auftreten jeder dieser Erscheinungen auf einem gesetzmäßig bestimmten Stadium der Mitose zeigt jedoch, daß sie, wenn auch nicht naturgetreue Wieder- gaben der lebenden Chromosomen, doch jedenfalls immer charakteristische Aus- drücke eines inneren Spanuungszustandes dieses Stadiums repräsentieren. — In den mir zur Verfügung stehenden Präparaten, die von allen Stadien außer- ordentlich klare Bilder enthalten, traten die oben besprochenen Strukturen sehr deutlich zum Vorschein, und zwar so oft, als die betretfenden Stadien überhaupt vorgefunden wurden. 458 Kristine Bounevie Allium cepa. (Tafel XIII — XIV.) Die eigentümlichen Teilungsvorgänge der Aseom-Chromosomen — das Auftreten einer sich teilenden Chromosomenachse und die Tetraden- struktur der Toehterchromosomen — diese Vorgänge stehen, so weit mir bekannt, in der zoologischen Cytologie bis jetzt noch ganz ver- einzelt da. Beim Durchsuchen der botanischen Literatur glaubte ich jedoch in den von Merriman (1904) beschriebenen Teilungen der Allium- Chro- mosomen zuerst ähnliche Verhältnisse vor mir zu haben. Der Teilungsvorgang der Chromosomen in den Wurzelspitzen von Allium wird von Merriman durch eine schematische Abbildung Text-Fig. A dieser Abhandlung) illustriert, die mit den von mir in Fig. A. » k 9 O S i « WC5»»« «S O tgg Teilung der Chromosomen in Allium (nach Mf.kri.mas). In der oberen Reihe sind Querschnitte der Chromosomen dargestellt, in der unteren sind sie in seit- licher Ansicht abgebildet. Ascaris gefundenen Teilungsvorgängen gewisse Berührungspunkte zeigt. Die Chromosomen sind nach Merriman durch Verschmelzung einer Reihe selbständiger Ringe entstanden, deren jeder in Wirklich- keit eine Gruppe von vier Chromatinkörnchen repräsentiert. — Die so entstandenen röhrenförmigen Mutterchromosomen werden in der Metaphase längsgeteilt, und jedes Tochterchromosom (S. 196) »presents exactly the same appearance as that of the mothersegment of the spireme, the only difference being that of size. After the Splitting the chromatin closes up to form agaiu the rings, thus making the tubulär structure of the daughter chromosomes of the spireme«, — und weiter: »the disintegration of the rings into tetrads proceeds witli the drawing apart of the chromosomes and with the beginning of their passage toward the poles.« Diese Darstellung Merrimaxs von röhrenförmigen Chromosomen, die sich in Tetraden auflösen. zeigt mit den in den Mscar/s-Chromo- somen gefundenen Verhältnissen eine oberflächliche Ähnlichkeit, so Chromosomenstuclieu. I. 459 groß, daß mir ein auf eigner Erfahrung begründeter Vergleich ge- boten schien. Schon durch ein näheres Studium von Merri.mans Tafeln verliert jedoch ihre schematische Darstellung an Wert. Die Figuren nämlich, auf die die Verfasserin in ihrer Beschreibung hinweist (Figg. 13, 16, 32, 33, 37, 38), geben alle nur eine sehr spärliche Illustration ihrer Schlüsse; man findet in der Tat auf den Tafeln kein Zeichen, daß sie die Chromosomen im Augenblick ihrer Teilung auch wirklich studiert habe. Durch eigne Untersuchung über die Chromosomenteilung in Allium bin ich dann auch zu dem Resultat gekommen, daß zwischen Ascaris und Allium eine fundamentale Ähnlichkeit zwar besteht, — daß sie aber in Merri.mans Befunden nicht zum Ausdruck gekommen ist, und daß die in ihrer schematischen Abbildung zufällig ausgedrückte Ähn- lichkeit keine tatsächliche Grundlage hat. Auf Merri.mans Beschreibung der Pro- und Telophasenstrukturen der H^mw-Chromosomen werde ich im zweiten Abschnitt dieser Ab- handlung zurückkommen. Wurzelspitzen von Allium cepa wurden von mir in verschiedener Weise fixiert (in Picrin-Essigsäure, Bouins Picro-Formalin , Gilsons, Hermanns und Flemmings Flüssigkeiten), in Quer- und Längs- schnitten vom 1 — 5 u Dicke zerlegt und mit Saffranin oder mit Eisenhämatoxylin gefärbt. Die besten Resultate habe ich nach Fixa- tion mit FLEMMiNGScher Flüssigkeit gewonnen. — In Übereinstimmung mit den von Kellicott (1904) gemachten Beobachtungen habe ich in Wurzeln, die am Abend (10 — 11 Uhr) fixiert worden waren, die größte Anzahl Teilungsbilder vorgefunden. Die Chromosomen der Allium- Kerne liegen schon lange vor der Auflösung der Kernmembran als kontinuierliche, voneinander getrennte Fädchen vor. Ihre Anordnung im Kern scheint von der Dauer der vorhergehenden Ruheperiode abhängig zu sein. In Wurzeln, die zur Zeit ihrer maximalen Teilungswirksamkeit fixiert worden sind, zeigen die Chromosomen in sehr vielen Kernen eine ähnliche Anordnung wie in der Telophase; sie sind mehr oder weniger regelmäßig V-förmig gebogen, mit beiden Enden gegen die Schwesterzelle hin gerichtet (Fig. 48 — 52). Zu andern Zeiten, wenn die Teilungen nicht mehr so lebhaft vor sich gehen, zeigen die Chromosomen in der Prophase eine weniger regelmäßige Anordnung (Fig. 67—70), und nur relativ selten 460 Kristine Bonnevie treten liier Kerne zum Vorschein, in denen eine V-förmige Biegung der Chromosomen deutlich nachweisbar ist (Fig. 65). Die achromatische Spindel ist während ihrer Entwicklung der Kernmembrau dicht anliegend, und bei der Auflösung der letzteren kommen die relativ sehr großen Chromosomen mit der Spindelober- fläche in direkte Berührung. — In den vielen Fällen, wo die Chro- mosomen ihre regelmäßige Anordnung noch bewahrt haben (Fig. 51, 52) scheinen sie hier für eine mediane Befestigung auf die Spindel un- mittelbar bereit zu liegen, indem die Winkel der V-förmigen Chromo- somen dem Äquator der Teilungstigur zugewendet sind. Auffallend ist es daher, daß viele Chromosomen bei der Auf- lösung der Kernmembran ihre V-förmige Biegung aufgeben, indem sie sich weit ausbreiten und eine den Spindelfasern parallele An- ordnung annehmen (Fig. 53, 54). — Erst nachdem sie eine Zeitlang in ganzer Länge die Spindeloberfläche berührt haben, lösen sie sich wieder von derselben los, um mit medianer Insertion ihre Stellung in der Äquatorialplatte einzunehmen (Fig. 55), wo dann zuletzt die Tren- nung der schon deutlich erkennbaren Tochterchromosomen stattflndet. Wie in Ascaris, so läßt sich auch in Alliwn schon in der frühen Prophase eine Längsspaltung der Chromosomen deutlich nach- weisen (Fig. 67 — 68); die beiden Längshälften können zuweilen so weit voneinander entfernt und in solcher Weise umeinandergewunden sein, daß sie an die so oft beschriebenen Verhältnisse aus der Pro- phase der ersten Reifungsteilung auffallend erinnern (Fig. 68). — Wie in Ascaris , geschieht aber auch hier in der späteren Prophase eine Annäherung beider Längshälften (Fig. 69 — 71), so daß die Chromo- somen zur Zeit der Auflösung der Kernmembran als völlig einheit- liche Gebilde erscheinen (Fig. 51 — 52). Nur Querschnittsbilder der Chromosomen können auf diesem Punkte sichere Aufschlüsse geben. Sie werden, in Übereinstimmung mit der oben besprochenen Einstellung der Chromosomen längs der Spindeloberfläche, am häufigsten auf Querschnitten der ganzen Wurzel- spitze vorgefunden, und sie zeigen klar genug, daß die Annäherung der Längsteile der jungen Chromosomen nicht nur zur Berührung sondern zu völliger Verschmelzung führt. Es tritt nämlich auf den Querschnitten eine innere Differen- zierung der Chromosomen zum Vorschein, derjenigen völlig ent- sprechend, die auch in den Asmm-Chromosomeu die Teilung ein- leitet, indem ein dunkler Rand den helleren Innenraum des Quer- schnittes umgibt (Fig. 71 — 72). Die Differenzierung geht nur schritt- Chromosomenstudien. I. 461 weise vor sich, uud der Farbenunterschied ist auf früheren Stadien weniger auffallend als auf späteren (vgl. Fig. 71 — 73). Es ist hier von Bedeutung, daß die dunkel gefärbte Oberflächen- schicht der Chromosomenetits arcs de cercle places bout ä bout (Fig. 14, 15)«. Da Gregoire die Spiralfäden früherer Stadien nicht gesehen hat, versucht er, das Auftreten solcher Fädchen in der Prophase in folgen- der Weise zu erklären (S. 330): »En realite voici ce qui s’cst passe. La bande primitive, nous l’avons vu, est formee par une rangee d’alveoles. Des lamelies, soit longitudinales, soit transversales, qui limitent ces alveoles, sont de diverses epaisseurs. Si la concentration, au lieu de se faire egalement daus toutes les parties de la bande chromosomique, se fait en sorte que la substance coule, pour aiusi parier, vers les portions plus epaisses. de la structure, vers certaines lamelies, tantöt horizontales, tantöt verticales, en sorte, par conse- quent, que ces lamelles s’epaississent aux depens des autres, il en resultera un filament, constitue par la reunion, bout ä bout, de toutes ces parties epaissies. Et comme ces parties peuvent etre soit hori- zontales, soit verticales le filament total aura necessairement une forme en zigzags.« Vom Gesichtspunkte der Vacuolisierungshypothese verlangen die in der Prophase zum Vorschein tretenden Spiral-(Zickzack-)Fädchen wohl eine besondere Erklärung; die von Gregoire gegebene scheint mir doch nicht auszureichen, um das regelmäßige Auftreten und Aus- sehen solcher Fädchen zu begründen. — Wenn auch die Konzentration eines spongiösen Peticulums in der von Gregoire vorausgesetzten Weise geschieht, so daß gewisse Lamellen »tantöt horizontales, tantöt verticales« bevorzugt werden, so ist doch damit nicht gesagt, daß diese Lamellen zusammen ein regelmäßiges Zickzackband formieren würden. Es möchten zuweilen eine ganze Reihe vertikaler Lamellen zwischen je zwei horizontalen zu liegen kommen, und vice versa — 49D Kristine Bonuevie oder cs möchten T- oder kreuzförmige Bilder zum Vorschein kommen können, indem die Lamellen nicht mit ihren Enden Zusammenstößen. Um die Entstehung der Spiralfäden durch Konzentration eines vacuolisierten Substratums zu erklären, müßte man nicht nur eine Tendenz des Chromatins zu einer Bewegung »vers les portious plus epaisses de la structure«, sondern auch eine regulierende Kraft, die eine zickzackförmige oder spiralige Anordnung dieser Lamellen sichern würde, voraussetzen. Wie es aus meinen Befunden hervorgeht, sind in Wirklichkeit diese beiden Voraussetzungen überflüssig, indem die Spiralfäden der Prophase direkt aus denjenigen der Telophase hervorgehen. In betreff der Anastomosenbildung im jungen Kerne bin ich auch zu Besultaten gekommen, die von denjenigen Gregoires ver- schieden sind. — Er läßt sie (Gregoire et Wygaerts 1904, S. 17, Gregoire 1906, S. 321) als eine Folge der dichten Anhäufung der Chromosomen schon beim Eingang zur Kernbildung entstehen, und zwar so, daß »ces liens lateraux entre les batonnets sont le resultat d'uu phenoinene analogue a celui qui se passe lorsque deux corps gelatineux, mis assez intimement en contact, sont ensuite graduelle- ment ecartes l’un de Pautre.« Wenn diese Auffassung richtig wäre, so würde daraus folgen, daß alle während der Kernruhe überhaupt auftretenden Anastomosen schon bei der ersten Entfernung der Chromosomen im jungen Kern vorhanden sein müßten; auf späteren Stadien könnten sie nur nach intimer Berührung der Chromosomen gebildet werden. Im Gegensatz dazu habe ich gefunden, daß die Chromosomen des juugen Kernes oft weit voneinander entfernt und immer scharf konturiert sind Fig. 40 — 44, 57 — 58) *). — Die Anastomosen treten erst später auf, und zwar — wie in Ascaris — zuerst als zarte achromatische Fädchen, die zwischen je zwei benachbarten Chromatin- fädchen ausgespannt sind. Auf Kosten dieser Fädchen werden sie dann später chromatinhaltig. — Wie die achromatischen Anastomosen zuerst gebildet werden — ob durch eine Pseudopodienbildung von den Chromatinfädchen, oder ob sie aus dem Kernsaft herausdifferen- ziert werden — konnte ich nicht ermitteln. ln einem letzten Punkte möchte ich noch Gregoire entgegen- treten, nämlich in betreff der Chromosomeuteiluug. 1 Auch iu Gregoires Abbildungen 1906 Fig. 1 — 2) werden ähnliche Ver- hältnisse vorgefunden. Chroiuosomenstudien. I. 491 Er hat in Allium porruin , wie ich iu A. cepa (Fig. 67 — 70), eine Längsspalte der Spiralfäden in der frühen Prophase vorgefnuden, und er zieht ans diesem Befunde sehr weitgehende Schlüsse. Auf seiner Vacuolisieruugshypothese fußend, glaubt er der jetzt allgemein herr- schenden Auffassung der Chromosomeuteilung entgegentreten zu müssen, wie es aus folgendem Satze hervorgeht (1906, S. 345): »La di vision longitudinale consiste simplement dans la formation de deux filaments aux depens d’une bande du reseau. De cette constatation faite sur l*Allium porrum , il resulte meine plus encore: C’est que l’on ne peut pas, dans la cinese somatique, considerer la division longitudinale comme ayant pour but de diviser en deux series homologues une Serie primitive de corpuscules auto- nome, quels qui soient les corpuscules qu’on voudrait admettre.« Meine Beobachtungen über die Chromosomenteilung geben ganz andre Resultate. — Sowohl die Prophasenspalte der Spiralfäden als auch die bei der definitiven Teilung der Chromosomen auftretende Spalte entstehen durch Längsspaltung eines zuvor einheitlichen Fadens. Wie sich daher auch beide Spalten zueinander verhalten, die Chro- mosomenteilung in Allium geschieht jedenfalls in einer den von Flemming (1880) und Roux (1883) zuerst begründeten Vorstellungen völlig entsprechenden Weise, indem die bandförmigen Chromosomen ihrer Länge nach in zwei morphologisch gleiche Tochterchromosomen zerlegt werden. Interkinese von Amphiuma sp. ? Gregoires Vacuolisierungshypothese ist von Kowalski (1904) auch für tierische Zellen (Salamauderlarven) bestätigt worden. Später haben sich auch Häcker (1905) und A. und K. E. Schreiner (1906 a u. b) auf Grundlage verschiedener tierischer Objekte zugunsten dieser Hypothese ausgesprochen. Ich habe daher auch die Gelegenheit benutzt, in einigen mir von Herrn Professor J. H. Mc’ Gregor freundlichst überlassenen Amphiuma- Präparaten meine in Ascaris und Allium gewonnenen Resultate nach- zuprüfen, und zwar habe ich hier das Verhalten der Chromosomen vom Beginn der ersten bis zum Ablauf der zweiten Reifungsteilung untersucht. Die Präparate waren nach Fixation in HERMANNscher Flüssigkeit mit Eisenhämatoxylin gefärbt worden. Die Schnitte waren zu dick, um eine Untersuchung der Querschnittsstrukturen der Chromosomen 492 Kristine Bounevie zu erlauben; die folgende Darstellung bezieht sieh daher nur auf die hei seitlicher Ansicht der Chromosomen wahrnehmbaren Strukturen. Meine Resultate der ersten Reifungsteilung in Amphiuma stimmen mit der von Mc’ Gregor ^1899) gelieferten Beschreibung, sowie auch mit den von andern Amphibienforschern (Flemming, Meves, Janssens, Kingsbury, Schreiner) bekannt gemachten Ver- hältnissen so wohl überein, daß ein Hinweis auf meine Abbildungen Fig. 80—85) an dieser Stelle genügen wird. Zur Zeit der Trennung der V-förmig gebogenen Tochterchromo- somen (Fig. 85) tritt in denselben eine sehr deutliche Läugsspalte zum Vorschein. Diese Spalte wird in der späteren Auaphase oft noch deutlicher, indem die vier gegen den Äquator gerichteten Arme der Tochterchromosomen weit ausgespreizt werden (Fig. 86), so daß jedes Chromosom ein mehr oder weniger kreuzähnliches Aussehen bekommt. Die Kernbildung wird, wie in Ällium , durch eine dichte Zusammen- lageruug der Tochterchromosomen (Fig. 87) eiugeleitet. Während der bald wieder erfolgenden Entfernung der Chromosomen sind sie mittels einer gemeinsamen Kernmembran vom Cytoplasma getrennt, und die für die Interkinese charakteristischen Ebnbildungen fangen jetzt an. Die Interkinese wird von Mc’ Gregor (S. 80) als »a rnore com- plete restiug stage thau has beeu described in other Amphibiaus« besprochen; und in betreff des Wiedererscheineus der Chromosomen vor der zweiten Reifungsteilung finden wir die folgende Beschreibung: »The chromatin emerges from the spireme in the form of twelveV.’s longitudinally split, which are probably identical with those of tlic auaphase of the preceding division, tliough tliis cannot be stated with absolute certaiuty, for it is impossible to discover exactly, how the new double V.'s arise from the spireme. To all appearances the spireme gives rise to twelve rather tliick chromosomes which become beut, and tlieu split longitudinally, the halves remaining in closc contact to form double V.’s.« Auch Meves (1897, S. 61) beschreibt für Salomandra maculosa die Interkinese als ein »Dispiremstadium«, während welches »die im Dyaster der heferotypen Form aufgetretene Längsspaltung« undeut- lich wird. A. und K. E. Schreiner (1906b) ist es jedoch später gelungen, in die Iuterkiuesestrukturen von Salomandra tiefer einzudringen. Sie haben die kreuzförmig vereinigten, aber sonst getrennt verlaufen- den Längshälften der Tochterchromosomen von der Auaphase der Chromosomenstudien. ]. 4Ü3 ersten Reifungsteiluug während der ganzen Interkinese bis zu ihrer völligen Trennung in der zweiten Reifungsteilung kontinuierlich ver- folgen können. Meine Resultate über das äußere Verhalten der Chromosomen während der Interkinese in Ainphmma bestätigen Sciieeineus Be- funde. — Auch hier divergieren die vier Arme jedes kreuzförmigen Chromosoms während der ganzen Interkinese voneinander, bis zuletzt die beiden ein Kreuz bildenden V-förmigen Bügel als Tochterchromo- somen der zweiten Reifungsteilung voneinander getrennt werden (Fig. 87 — 98). Wie oben erwähnt, werden die Chromosomen als Einleitung zur Kernbildung dicht zusammengelagert, um erst nach Bildung einer Kernmembran wieder voneinander entfernt zu werden Fig. 87 — 88 . Sie behalten jedoch während dieser Zeit ihre ursprüngliche Stellung, die Mittelpunkte der polaren Kernseite und alle freien Enden dem Äquator zugewendet. Eine solche Anordnung bewahren die Chromosomen noch während der ganzen Interkinese; erst in der Prophase der zweiten Reifungs- teilung findet eine Umlagerung derselben statt. Die Kreuzform der Chromosomen ist auch die ganze Zeit deutlich nachweisbar; in günstigen Fällen (Fig. 88] kann man auf der polaren Seite des Kernes alle Gipfelpunkte der zwölf kreuzförmigen Chromo- somen wahrnehmen. — Auch in seitlicher Ansicht der Kerne lassen sich die voneinander deutlich getrennten Kreuze oft nachweisen (Fig. 91, 92); in andern Fällen dagegen decken sich die annähernd parallel verlaufenden Chromosomenarme, so daß man nicht mit Sicher- heit entscheiden kann, welche von ihnen zusammengehörig sind (Fig. 89 — 90). — Ein Vergleich der verschiedenen Bilder läßt jedoch keinen Zweifel übrig, daß die Form und Anordnung der Chromo- somen in allen Fällen dieselben sind. Nach der Kernbildung hat die die Centren einschließende »Sphäre« ihre ursprüngliche Lage an der polaren Seite des Kernes aufgegeben; sie wird während der Interkinese an beliebiger Seite des Kernes, etwa in der Mitte des Cytoplasmas vorgefunden, ohne auf die Stellung der Chromosomen einen nachweisbaren Einfluß zu üben. Sobald aber die Centren in der Prophase der zweiten Reifungs- teilung ihre Wirksamkeit wieder beginnen, findet auch eine Umlage- rung der Chromosomen statt, und zwar mit dein Resultat, daß sie zur Zeit der Auflösung der Kermneiybrau wieder mit ihren Gipfel- 494 Kristine Bounevie punkten den Centren oder richtiger der jungen Spindel1) zugeweudet sind (Fig. 96 . Während der Umlagerung werden die Chromosomen in anscheinend ganz unregelmäßiger Lage im Kern gefunden (siehe Fig. 92 — 96). Meine Resultate über das äußere Verhalten der Chromosomen gehen, wie aus dem obigen hervorgeht, wesentlich nur eine Bestäti- gung der schon in andern Amphibien beschriebenen Verhältnisse. — Die Chromosomen durchlaufen aber während der Interkinese auch innere Veränderungen, die jetzt betrachtet werden sollen. Die ersten in meinen Präparaten nachweisbaren Veränderungen der Chromosomenarme (Fig. 87) sind darin zu ersehen, daß ihre Ober- fläche mit regelmäßigen Zwischenräumen ausgebuchtet wird. Später werden zwischen solchen erhabenen Stellen benachbarter Chromo- somen Anastomosen gebildet (Fig. 88). Bald sieht man, daß die Chromosomen, wie in Ascaris und AUium , aus zwei verschiedenen Substanzen bestehen. Die chromatische Substanz wird nämlich auch hier auf einen spiralig verlaufen- den Faden zurückgezogen, während die zwischen seinen Windungen liegende Substanz ihre Färbbarkeit verliert und im Kernsaft aufgelöst wird. — In Fig. 89 sind verschiedene Stadien dieser Differenzierung vertreten. Einige Chromosomen (in der Mitte des Kernes) haben ihr ursprüngliches Aussehen noch im wesentlichen bewahrt; nur ist ein schwacher Farbenunterschied zwischen den dunkleren erhabenen Leisten und der dazwischenliegenden helleren Substanz wahrzunehmen. — In andern Chromosomen desselben Kernes kann man aber deutlich die chromatischen Spiralfäden verfolgen, die vom Mittelpunkte des Kreuzes bis zum freien Ende der Chromosomenarme kontinuierlich verlaufen. Zuweilen (Fig. 89 rechts) läßt sich noch zwischen den Spiralwindungen eines Chromatinfadens eine hellgrau gefärbte achromatische Substanz nachweisen; in andern Fällen scheint der Faden nur von einer dünnen Membran, der Oberfläche des alten Chromosoms, umgeben zu sein (Fig. 89 links), oder sogar ganz frei zu liegen. Wie in Ascaris und AUium , so kann man auch hier die Ent- wicklung dieser Spiralfäden zu den Chromosomen der nächst- folgenden Teilung direkt verfolgen. Fig. 90—94 illustrieren diese Entwicklung. V Die Konvexität der Spindel ist, wie bei Enteroxcnos, sowohl vor der ersten als vor der zweiten Reifungsteilung auf der gegen die Chromosomen sich wendenden Seite erheblich größer als auf der andern (vgl. Fig. 82 und 96). Chroinosomeüstudien. I. 495 Ln Pig\ 90 links) läßt sich die Begrenzung der alten Chromo- somenarme noch deutlich erkennen (vgl. Form und Größe der Chro- mosomen in Fig. 87); zur selben Zeit sieht man auch im Innern derselben die dichtliegenden Windungen je eines Spiralfadens. In demselben Kerne (rechts) sieht man die Spiralfäden im Begriff, sich auszufalten; die Grenzen der alten Chromosomen sind hier nur stellen- weise nachweisbar. — Fig. 91 — 92 stellen Kerne eines ähnlichen Stadiums dar, in welchen die Chromosomen als dünne, spiralig ge- drehte Chromatinfäden zum Vorschein treten. — Wie es ihrer Genese nach zu erwarten ist, haben diese dünnfädigen Chromosomen genau dieselbe Kreuzform wie die alten, und auch ihre gegenseitige Lage im Kern ist noch dieselbe wie früher. Während ihrer Umlagerung in der Prophase der zweiten Reifungs- teilung durchlaufen die Chromosomen auch die letzten Schritte ihrer Entwicklung. Diese bestehen, wie in Ascaris und Allium, in einer wahrscheinlich durch Flüssigkeitsaufnahme bewirkten Dickenzunahme mit gleichzeitiger Ausrichtung ihrer Spiral Windungen. — Die Dicken- zuuahme wird hier solange fortgesetzt, bis die Chromosomen ge- nau dieselbe Größe und Form haben wie die alten Chromo- somen bei ihrem Eintreten in die Kernbildung. — Wer daher die zwischenliegenden Stadien nicht gesehen hätte, würde wohl zweifel- los den Schluß für berechtigt halten, daß die Tochterchromosomen der ersten Reifungsteilung, ohne wesentliche Veränderungen zu er- leiden, in die zweite Teilung überführt worden seien. Wie schon oben erwähnt, werden nun die kreuzförmigen Chromo- somen mit ihren Mittelpunkten auf die Spindel befestigt (Fig. 96), während ihre freien Enden von der Spindelachse hinweggewendet sind. Im Anfang divergieren noch alle vier Arme eines Chromosoms voneinander; später nähern sich auf jeder Seite des Insertionspunktes je zwei derselben, so daß in der fertigen Aquatorialplatte jedes Chro- mosom aus zwei parallelen, aber völlig voneinander getrennten, V-förmig gebogenen Tochterchromosomen besteht (Fig. 97). Nach ihrer Trennung gehen dieselben, immer noch V-förmig ge- bogen, in die Bildung der Spermatidenkerne hinein (Fig. 98—99); dabei zeigen sie wieder eine Tendenz zu spiraliger Drehung. Die weitere Entwicklung der Spermatidenkerne ließ sich in meinen Präparaten nicht verfolgen. Es geht aus dem obigen hervor, daß ich, wie früher Gregoire (19U6) und Kowalski 1904), zwischen den Kernstrukturen in Allium 496 Kristine Bonnevie und bei Amphibien eine fundamentale Übereinstimmung gefunden habe. — Zwischen uusern Resultaten besteht daher in betreff der Amphibienchromosomen derselbe Gegensatz, der oben schon für Alliitm besprochen wurde, indem die von mir beschriebene Spiraldrehung und innere Differenzierung der Chromosomen von den belgischen Forschern als eine Vacuolisierung gedeutet worden ist. Da in Kowalskis Arbeit jedoch keine Tatsachen vorgelegt worden sind, die als neue Beweise für die Vacuolisierungshypothesc gelten können, kann ich mich hier darauf beschränken, auf meine früheren Auseinandersetzungen (S. 487—491) hinzuweisen. — Nur möchte ich erwähnen, daß auch iu Kowalskis Abbildungen ein spiraliger Ver- lauf der Chromatinfäden stellenweise sichtbar ist (Kowalski 1904, ,Fig. 5, 8, 11). Der in den Amphibienchromosomen endogen entstehende Spiral- faden ist, soweit mir bekannt, früher nur von Janssens (1901) und zwar nur im Vorübergelieu erwähnt worden1). Er beschreibt innerhalb der alten Chromosomen von Triton einen dünnen Chromatiufaden, der (S. 59) »y decrit des spirales tantöt droites tautöt gauches, et parfois il suit une ligue parallele ä la direction du chromosome. On le voit aller de cöte et d’autre, il prend la forme de L, de Z et de S . . . .« — Diese Beschreibung ist wohl zweifellos auf eine Faden- struktur, wie die von mir gefundene, zu beziehen; nur ist, wahrschein- lich durch die Fixation, die Kontinuität des Fadens stellenweise unterbrochen. Zuletzt möchte ich hier noch erwähnen, daß die von A. und K. E. Schreiner (1906 b) gegebenen Abbildungen, sowie auch ihre Be- schreibung der Salamanderchromosomen, auf eine Übereinstimmung dieser Art mit Ampliiuma nicht nur in dem äußeren Verhalten der Chromosomen, sondern auch in betreff ihrer inneren Entwicklung hindeuten. — Die Verfasser beschreiben, wie in der lTophase der zweiten Reifungsteilung (S. 432): »die Schenkel der Chromosomen etwas in die Länge« wachsen, »gewöhnlich etwas gefaltet und an vielen Stellen geknickt« werden; ihre Abbildungen (Fig. 30 — 35) lassen dabei durch ihre Übereinstimmung mit den entsprechenden Stadien in Aniphimna vermuten, daß die Verfasser in Wirklichkeit nicht eine 1 Möglicherweise sind auch die von Rabl (1885, S. 216) beschriebenen »eigentümlichen, an beiden Enden häckchenförmig umgebogenen Stäbchen«, die er einmal in Ani]ihibienchromosonien vorgefunden hatte, als ebensolche Spiral- fädchen zu deuten. Chromosomenstudien. I. 497 Verlängerung und Faltung der alten Chromosomen, sondern viel- mehr eine Ausfaltung der jungen Spiralfädcbeu vor Augen gehabt haben. Diskussion der Kernstrukturen. Das Verhalten der Chromosomen im Kern ist im vorhergehenden in drei systematisch sehr weit entfernten Formen — in Ascaris inegal., Attium cepa und Amphiuma sp.? — verfolgt worden. Es wird dann auch von Bedeutung sein, die hierbei gewonnenen Resultate zu ver- gleichen. In allen Objekten haben wir in den Chromosomen der Telophase die endogene Entstehung eines chromatischen Spiralfadens verfolgen küunen, sowie auch die Entwicklung der Chromosomen der nächstfolgenden Prophase auf Grundlage eines eben- solchen Fadens. — Eine Kontinuität der Telop hasenstruk- turen mit denjenigen der Prophase ließ sich in Allium und Amphiuma sicher konstatieren, in Ascaris als überwiegend wahrscheinlich bezeichnen. Schon diese auffallende Übereinstimmung der Chromatinstruk- turen in Nematoden-, Pflanzen- und Amphibienkernen läßt vermuten, daß die hier gefundenen Verhältnisse auch in andern Objekten ge- funden werden mögen. Eine solche Annahme wird bei Durchsicht der einschlägigen Literatur, der botanischen sowohl als der zoolo- gischen, sehr wesentlich gestützt. Eine Spiraldrehung der Prophasenchromosomen ist in zahl- reichen Abhandlungen abgebildet worden, obwohl sie nur selten direkt beschrieben worden ist. Ich brauche hier nur die Arbeiten von Strasburger (1884) und Guignaud (1891) zu erwähnen, in welchen eine Spiraldrehung der jungen Chromosomen in zahlreichen Abbil- dungen wiedergegeben worden ist. Boveri (1899) bildet in Ascaris spiralig gedrehte Chromosomenenden ab, und aus den Arbeiten der letzten Jahre möchte ich, außer den schon oben besprochenen von Grkgoire und seinen Schülern, auch auf die von A. und K. E. Schreiner gegebenen Abbildungen von Tomopteris- (1906a Fig. 65 — 70) und Sp Ke r n en (1906b Fig. 41) hinweisen. Ebenso häutig sind in der Telophase Chromosomenstrukturen abgebildet und beschrieben worden, die unter der Annahme einer innerhalb der Chromosomen verlaufenden Chromatinspirale eine Er- klärung finden können. — Von einigen Forschern (Reixke 1895, Hof 1898) ist bei der Kernbildung eine Zerlegung der Chromosomen in zwei 498 Kristine Bonnevie parallele Körnchenreihen beschrieben worden, von andern (Stras- burger 1884, Van Beneden 1887, Nemec 1899, Mer rj man 1904) ist in der Telophase eine Querstreifung der Chromosomen nach- gewiesen worden. Es ist einleuchtend, daß die von mir beschriebene Spiraldrehung der endogen entstandenen Chromatinfädchen diesen beiden Auffas- sungen zugrunde liegen mag1). — In seitlicher Ansicht der Chromo- somen werden die dichtliegenden Windungen eines oberflächlich ver- laufenden Spiralfadens sehr oft den Eindruck einer Querstreifung machen können, während auf Längsschnitten eines solchen Chromo- soms die aufeinanderfolgenden Querschnitte der Spiralwindungen als ebenso viele in zwei parallelen Heiken angeordneten Chrom atinkörn- cheu zutage treten müssen. In ähnlicher Weise lassen sich, wie schon oben (S. 488) erörtert wurde, die für die Vacuolisierungshypothese (Van Beneden, Gregoire u. a.) zugrunde liegenden Bilder auch durch die Existenz einer in den Chromosomen verlaufenden Chromatinspirale erklären. Eine Pseudopodienbildung der Chromosomen (Rabl, Boveri findet auch während ihrer von mir beschriebenen Metamorphose statt, und zwar indem das Chromatin von den jungen Spiralfadcken auf die Anastomosen verteilt wird. — Ob dabei die zuerst achromatischen Anastomosen auch als Pseudopodien von den Fädcheu gebildet worden sind, ließ sich in meinen Präparaten nicht entscheiden. Die Annahme einer weiten Verbreitung der in dieser Arbeit be- schriebenen Kernstrukturen wird auch durch eine von A. und K. E. Schreiner (1906 b' gegebene Mitteilung über das Verhalten der Chromosomen in Myxine gestützt, obwohl dieselbe vorläufig nur für einen Spezialfall — nämlich für die Entwicklung dünnfädiger Schlingen aus den »lockeren Ckromatinbiigeln« der jungen Spermato- 1 In dieser Verbindung möchte ich einen alten Befand Rabls (1885, S. 285 erwähnen, der wahrscheinlich auch in derselben Weise zu deuten ist. — Er hat »an stark gelockerten Tochterknäueln aus dem Hoden vom Proteus« mehrmals »eine interessante Eigentümlichkeit an den Knäuelfäden wahrgenommen«, indem sie »aus blasser .hyaloplasmatischer Substanz* bestanden, »in welcher zahllose feine chromatische Körnchen eingelagert waren«. — »Manchmal scheinen die Körner in Doppelreihen zu liegen, so daß es aussieht, als ob die Knäuelfäden der Länge nach gespalten wären«. Er nimmt aber an . »daß die scheinbare Längsspaltung dadurch zustande kommt, daß die Körnchen in den hyaloplas- matischen Strängen nicht gleichmäßig verteilt sind, sondern hauptsächlich au deren Oberfläche liegen; betrachtet man dann einen Knäuelfaden im optischen Längsschnitte, so muß eine Längsspaltung vorgetäuscht werden.« Chromosomenstudien. I. 499 cyten — Geltung hat. Dieser Vorgang wird (S. 455) in folgender We'ise beschrieben: »Mau bekommt den Eindruck, daß sich innerhalb der Grenzen der lockeren Schlingen gefaltene oder spiralig gewundene Fäden herausdifferenzieren, die aus aneinandergereihten Chromatinkörnchen aufgebaut sind (Fig. 89), und daß die dünnen, scharf begrenzten, perl- sclmurähnlichen Fäden durch Streckung und weitere Kondensation dieser unregelmäßigen Fadeuzüge hervorgehen.« Hier ist, wie man sieht, für die später konjugierenden Chromatin- fädchen der Spermatocyten in Myxine eine Genese beschrieben, der- jenigen völlig entsprechend, die für die Kernstrukturen somatischer Zellen in den von mir untersuchten Objekten Geltung hat. Die Möglichkeit einer allgemeinen Gültigkeit dieses Verhaltens, zwar nicht in der von mir beschriebenen Weise, ist auch von A. und K. E. Schreixer in der folgenden Anmerkung angedeutet: »Wenn die Weise, auf die wir uns die Bildung der perlschnurähnlichen Schlingen der Reifungsperiode aus den nach allen Spermatogonien- teilungen auf ähnliche Weise zum Vorschein kommenden lockeren Chromatinbügeln vorstellen, dem tatsächlichen Verhalten entspricht, daun scheint sich daraus ergeben zu müssen , daß auch in den Chromosomen der Kernruhe die Chromatinkörnchen eine einigermaßen reihenweise Anordnung habeu, und daß diese imaginären Chromatin- fäden in den geformten Chromosomen der Mitose sozusagen zusammen- gefaltet liegen.« Derselbe Gedanke einer zwar unsichtbaren Drahtfederstruktur der Chromosomen wurde, mit Ausgangspunkt in den spiralig gedrehten Chromatinfäden der Prophase, schon 1884 von Strasburger ausge- sprochen, indem er mit Bezug auf Frittilaria imperalis folgendes schreibt (S. 250): »An vielen Orten hat es den Anschein, als wenn die zarten Stränge des Netzwerkes sich drahtfederartig einrollen, die Windungen verschmelzen möchten und so der dickere Strang erzeugt würde; doch mag die Dickenzunahme der Stränge auch in einfacherer Weise als unmittelbare Folge der Verkürzung sich einstellen.« Wie meine Beobachtungen zeigen, ist nur die letzte Annahme Strasburgers zutreffend. Während der Mitose besteht keine Draht- federstruktur der Chromosomen; ihre alte Spiraldrehung ist nur spurweise oder gar nicht mehr vorhanden; die neue, auf die zu- nächst folgende Keruruhe zielende, setzt aber erst nach Ablauf der Mitose ein. Kristine Bonnevie 500 Ich halte es nach dem obigen für wahrscheinlich, daß die in dieser Arbeit für Ascaris, Allium und Amphiuma beschriebenen Kern- strukturen eine weitere Verbreitung haben. — Auch bei einer funda- mentalen Übereinstimmung der Chromosomenentwickluug wird man jedoch erwarten müssen, in ihren Einzelheiten Unterschiede zu finden. In der Tat repräsentieren schon die drei von mir untersuchten Formen nicht weniger als drei verschiedene Typen in betreff des Verhaltens der Chromosomen. — Bevor weitere Schlüsse aus meinen Resultaten gezogen werden können, müssen daher auch die Unterschiede dieser Formen etwas näher betrachtet werden. Unter den drei Objekten, den Furchuugskernen von Ascaris, den vegetativen Kernen von Allium und dem Kern der Interkinese von Amphiuma, wird man wohl a priori erwarten müssen, in Allium die am meisten typischen Verhältnisse vorzufinden. Die Ascaris- Chromosomen lassen sich ihrem ganzen Verhalten nach nur mit Vor- sicht als Grundlage allgemeiner Schlüsse benutzen, und was Amphiuma anbelangt, so verhalten sich die Chromosomen hier wohl typisch genug; das von mir untersuchte Stadium aber, die Interkinese, ist nicht ohne weiteres einer typischen »Kernruhe« zur Seite zu stellen. - — Es zeigt sich dann auch, daß nur in Allium ein vollständiges und auch völlig klares Bild der Chromosomenverhältnisse gefunden wird, während die bei den andern Formen gemachten Befunde durch einen Vergleich mit Allium vervollständigt oder erklärt werden müssen. Ein Unterschied zwischen den drei Arten scheint in dem Ver- halten der Chromosomen zur Kernmembran zu bestehen. In Allium und Amphiuma werden sämtliche Chromosomen in ganzer Länge mittelst einer gemeinsamen Kernmembran in den Kern eingeschlossen; sie liegen dort anscheinend ganz frei im Kernsaft, und nur die peripher gelegenen Chromosomen kommen mit der Kernmembrau in Berührung. In Ascaris dagegen bewahren die Chromosomenenden eine größere Selbständigkeit, indem jedes in einen Kernfortsatz umgebildet wird, und so nur durch Vermittlung des centralen Kernteiles seine Ver- bindung mit den übrigen Chromosomenenden aufrecht hält. Wie verhält sich nun in diesen Kernfortsätzen die Kerumembran ? Schließt sie auch hier die Chromosomen ein? Liegen, mit andern Worten, die Chromosomenenden innerhalb der Kernfortsätze, oder sind sie mit denselben identisch? In Allium und Amphiuma wird die Kernbildung durch eine dichte Annäherung der Chromosomen («tassement polaire», Gregoire) Chroraosomenstudien. I. 501 eingeleitet, wodurch alle körnigen Bestandteile des Cytoplasmas zur Seite geschoben werden. — Von diesem Stadium an beginnt von seiten der Chromosomengruppe eine starke Anziehung hyaliner Flüssig- keit, die zwischen und um die Chromosomen angesammelt wird. Die- selben werden dadurch voneinander entfernt, während das Cytoplasma immer weiter zurückgeschoben wird. Dabei entstehtauf der inne- ren Grenzfläche des Cytoplasmas die Kernmembran. Von welcher Substanz die Kernmembran gebildet wird , ob aus dem Cyto- plasma oder von seiten des Kernes, läßt sich wegen ihrer Lage auf der Grenzfläche beider Gebilde wohl kaum entscheiden. Verschiedene Tatsachen deuten aber darauf hin, daß eine geschlossene, außerhalb sämtlicher Chromosomen verlaufende Membran, als selbständiges Ge- bilde überhaupt nicht existiert. Eine Membranbildung kann, etwa als Ausdruck verschiedener chemischen oder osmotischen Verhältnisse, auf der Grenze zwischen Chromosomen und Kernsaft oder Chromosomen und Cyto- plasma ebensowohl stattfinden, als zwischen Kernsaft und Cyto- plasma. — Daß auf der Chromosomenoberfläche eine Membran aus- geschieden werden kann, geht aus den in Amphiuma gefundenen Verhältnissen hervor, wo (Fig. 89) die Windungen eines im Kerninnern liegenden Spiralfadens von einer dünnen Membran umschlossen sind. — Ein ähnlicher Fall ist auch von Janssens (1901, Fig. 80a) ab- gebildet worden. Die peripher gelegenen Chromosomenteile eines AUium- oder Amphiuma- Kernes liegen oft auf langen Strecken dem umgebenden Cytoplasma dicht an; es ist zwischen beiden nur eine einfache Membran ausgeschieden, und es läßt sich hier nicht entscheiden, ob dieselbe die Chromosomenmembran oder ein Stück der Kernmembrau repräsentiert. — Die auf der inneren Grenzfläche des Cytoplasmas kontinuierlich ausgeschiedene Kernmembrau mag daher von verschiedener Natur sein, indem sie stellenweise auf der Grenze zwischen Cytoplasma und Kernsaft, an andern Stellen aber zwischen Cytoplasma und Chromosomen gebildet worden ist. Damit ist aber auch der Gegensatz zwischen den Allium- und Ampliimnctr- Kernen auf der einen Seite und denen von Ascaris auf der andern hinfällig geworden. — Die Chromosomenenden von Ascaris sind während ihrer ersten Umbildung nicht von Kernsaft umgeben; ihre Oberfläche liegt, wie es auch mit den peripheren Chromosomen der eben besprochenen Kerne der Fall war, — dem Archiv f. Zellforschung. I. 33 502 Kristine Bonnevie Cytoplasma direkt an, und es wird auf der Grenzfläche eine einfache Membran ausgeschieden. Dieselbe ist zwar als ein Teil der Kern- membran zu betrachten, sie repräsentiert aber auch die Oberfläche der alten Chromosomenenden, die also als mit den Kernfort- sätzen identisch betrachtet werden müssen. Ein andrer Gegensatz in der Kernbildung scheint zwischen Ascaris und AUium auf der einen Seite und Amphiuma auf der andern zu bestehen. In den beiden ersten haben wir ein Stadium sehr feiner Verteilung des Chromatins vorgefanden, indem die in den alten Chromosomen endogen entstandenen Chromatin- füdchen lang ausgestreckt wurden und in die Bildung eines Kern- netzes hineingingen. In Amphiuma dagegen beginnen die Spiralfäden, sobald sie von der Hülle der alten Chromosomen befreit worden sind, ihre Entwicklung zu deu Chromosomen der folgenden Mitose, ohne daß ein Kernnetz überhaupt existiert hat. — Dieser Unter- schied hängt aber, wie es auch von andern Objekten bekannt ist, augenscheinlich mit einem andern zusammen, — damit nämlich, daß während der Interkinese kein wirklicher Zuwachs der Chromo- somen stattfiudet, indem die Mutterchromsomen der zweiten Reifungs- teilung genau die gleiche Größe haben, wie die Tochterchromosomen der ersten. — Eine beträchtliche Größenzunahme der Chromosomen findet da- gegen sowohl in deu Furchungskernen von Ascaris als in den Kernen der Wurzelspitze von AUium statt, und zwar so, daß die Chromosomen in der letzteren Form zwischen je zwei Teilungen immer zu doppelter Größe auswachsen, so daß die Mutterchromosomen einer Zellgeneration dieselbe Größe haben wie diejenigen der vorhergehenden, während in den Furchungskernen von Ascaris die Größenzunahme etwas ge- ringer ist. Die Chromosomen einer Furchungsteilung sind daher hier etwas kleiner als diejenigen der vorhergehenden Teilung. — Es ist dabei von Bedeutung, daß die gegenseitigen Größenverhältnisse der zu einer Zelle gehörigen Chromosomen in allen Fällen dieselben zu sein scheinen. Aus diesem Zusammenhang zwischen dem Auftreten eines Kern- netzes und der Größenzunahme der Chromosomen lassen sich zwei für unsre Kenntnis der Chromosomenentwicklung wichtige Schlüsse ziehen. — Erstens wird dadurch gezeigt, daß eine Größenzunahme der jungen Chromosomen auf dem Stadium einer möglichst feinen Verteilung des Chromatins (Fig. 29—30, 46, 62) statt- iindet, zweitens aber auch, daß die später, sowohl während der Chromosomenstadien. I. 503 Interkinese als in den typischen vegetativen Kernen, eintretende Auf- schwellnng der zuerst dünnen Chromatinfädchen (Fig. 2 — 9, 33 — 39, 48 — 52, 63 — 71, 89 — 96) von einem wirklichen Wachstum ver- schieden ist. Doch geht es aus der ganzen Entwicklung der Chromo- somen — aus dem stetigen Beibehalten ihrer charakteristischen Größen- uutersehiede sowie aus der völligen Gleichheit der Chromosomen am Anfang und Ende der Interkinese — hervor, daß die in der Prophase stattfindende Volumenzunahme der Chromosomen von ihrer schon früher während der »Kernruhe« erreichten Größe abhängig ist. — Diese Verhältnisse werden durch die folgende Überlegung etwas näher beleuchtet. Wir haben gesehen, wie die jungen Chromosomen als dünne Chromatinfädchen innerhalb der alten zum Vorschein traten, wäh- rend die achromatische Substanz der letzteren aufgelöst wurde. Zur Zeit der Auflösung des Kernnetzes haben wir die Chromosomen wieder als ausschließlich chromatische Fädchen vorgefunden; das zwi- schen diesen Stadien erfolgte Wachstum muß daher in einer Zu- nahme der chromatischen Substanz der jungen Chromosomen bestanden haben. — Sämtliche Chromosomen eines Kernes haben sich während dieser Periode unter gleichen Bedingungen entwickelt. Die Größenzunahme jedes einzelnen derselben wird daher auch wahr- scheinlich von seiner ursprünglichen Größe reguliert worden sein, indem die Menge der neugebildeten Chromatinsubstanz von der schon vorhandenen Menge abhängig war. — So werden die ursprünglichen Größenunterschiede der zu einem Kern gehörigen Chromosomen wäh- rend der Periode ihres Wachstums bewahrt. Während nach dem obigen das Wachstum der Chromosomen in einer Zunahme ihrer Chromatinsubstanz besteht, scheint die während der Prophase erfolgende Volumzunahme in einer durch Flüssig- keitsaufnahme eingeleiteten Neubildung achromatischer Sub- stanz zu bestehen, und zwar so, daß ihre Menge von der Größe jedes Chromatinfadens bestimmt wird. — Während der Interkinese, wo die Chromatinmenge der Chromosomen nicht verändert wird, wird hier auch genau dieselbe Menge achromatischer Substanz vor der zweiten Keifuugsteilung neu gebildet, wie die am Ende der ersten abgegebene. In andern Kernen dagegen, wo die Chromatinfäden während der »Kernruhe« gewachsen sind, wird auch eine entsprechend größere Menge achromatischer Substanz neugebildet, so daß auch bei ver- änderter Größe die Form und Dickenverhältnisse der fertigen Chro- mosomen immer dieselben bleiben. 504 Kristine Bonnevie Die neu gebildete achromatische Substanz scheint durch eine innere Differenzierung der Chromosomen in ihrer Mitte ange- sammelt und von einer oberflächlich gelegenen Schicht chromatischer Substanz umgeben zu werden. Kap. C: Individualität der Chromosomen. Der Begriff »Individualität« der Chromosomen ist von Boveri (1907) in einer soeben erschienenen Arbeit in folgender Weise defi- niert worden (S. 229): »Was durch den kurzen Ausdruck , Individualität der Chromo- somen1 bezeichnet werden soll, ist die Annahme, daß sich für jedes Chromosoma, das in einen Kern eiugegangen ist, irgendeine Art von Einheit im ruhenden Kern erhält, welche der Grund ist, daß aus diesem ruhenden Kern wieder genau ebenso viele Chromosomen her- vorgehen, und daß diese Chromosomen überdies da, wo vorher ver- schiedene Größen unterscheidbar waren, wieder in den gleichen Größenverhältnissen auftreten, und daß sie dort, wo sie vor der Kern- bildung in charakteristischer Weise orientiert waren, diese Orientierung bei ihrem Wiedererscheinen häufig in gleicher Weise darbieten.« Diese von Rabl und Boveri begründete »Individualitätslehre«, die neuerdings von Fick (1905, 1907) scharf angegriffen worden ist, erhält durch die in dieser Arbeit zusammengestellteu Beobachtungen eine wesentliche Stütze. Eine genetische Kontinuität der Chromosomen nacheinander folgender Mitosen konnte in den von mir untersuchten Objekten teils sicher ( AUiurn , Amphiuma), teils mit überwiegender Wahrschein- lichkeit [Ascaris] verfolgt werden. — Es ging aber auch hervor, daß eine Identität der Chromosomen verschiedener Mitosen nicht existiert, sondern daß jedes Chromosom in einem früher existierenden endogen entstanden ist, um wieder am Ende seines Lebens für die endogene Entstehung eines neuen Chromosoms die Grundlage zu bilden. Es existiert also, der Reihe der Zell- und Kerngenerationen ent- sprechend, auch eine Reihe nacheinanderfolgender Chromosomen- generationen, deren jede von einer für die Art charakteristischen Gruppe von Chromosomindividuen repräsentiert wird. Jedes Individuum ist in einem entsprechenden Chromosom der vorher- gehenden Generation endogen entstanden. Es geht aus meinen Beobachtungen hervor, daß die Kontinui- tät der Chromosomen durch ihre chromatische Substanz Chromosomenstudien. I. 505 bewahrt wird, während die achromatische Substanz zwischen je zwei Chromosmngeuerationen zugrunde geht. — Im Gegensatz dazu steht die sogenannte (Fick, 1907) »Achromatinerhaltungshypothese«, die zuerst von Boveri (1901) angedeutet wurde, und der sich dann u. a. Häcker (1902 , 1905), Strasburgee (1904) und Fick (1907) ange- schlossen haben. Im Anschluß au diese Hypothese hat Häcker (1905) auch seine »Successionshypothese« aufgestellt, die mit meinen Resultaten eine äußere Ähnlichkeit zeigt. Es heißt dort nämlich (S. 230): »In der Mehrzahl der Fälle würden die neuen Chromosomen endogen, d. h. innerhalb der alten Kernterritorien, ihre Entstehung nehmen.« Durch ein näheres Studium seiner Beschreibung sowie der die- selbe begleitenden Textfiguren, geht es jedoch deutlich hervor, daß Häckers »Kernterritorien« mit den alten Chromosomen nicht identisch sind. Sie sollen nämlich nach Häcker in der Weise gebildet werden, daß (S. 223) »die Kernschleifen unter Beibehaltung ihrer gedrängten Lagerung zu schaumigen Gebilden mit vorwiegend achsial ge- lagertem Chromatin und peripherem Alveolenmantel« auf- quellen. — Daß die Ähnlichkeit unsrer Auffassungen nur eine äußere ist, geht aus dem folgenden Satz Häcker’s am klarsten hervor (S. 230): »Die Kontinuität der Kernteile liegt demnach in der Grundsubstanz, welche dem Achromatin oder Linin, zum Teil wohl auch dem Plastin der Autoren entspricht; die Chromatinkörnchen dagegen weisen schon durch ihre außer- ordentlich wechselnde Menge darauf hin, daß ihnen das Attribut der Kontinuität oder Autonomie nur in beschränktem Maße beigelegt werden kann.« Es wird zuletzt noch von Interesse sein, den Lebenszyklus eines Chromosomindividuums etwas näher zu betrachten; wir werden dabei das typische, in vegetativen Zellen gefundene Ver- halten der Chromosomen als Ausgangspunkt nehmen. Die selbständige Existenz eines Chromosomindividuums beginnt, wenn in der Telophase ein chromatischer Spiral- faden im alten Chromosom herausdifferenziert wird. — Während die übrigen Bestandteile des letzteren zugrunde gehen, läuft jetzt dieser, ein junges Chromosom repräsentierende Faden eine progressive Ent- wicklung durch, in deren regelmäßigem Verlauf eine Reihe verschie- dener Prozesse aufeinauderfolgen. Ich möchte diese Prozesse unter den folgenden Bezeichnungen gruppieren: 1) Wachstum, 2) Form- Kristine Bonnevie 506 bildung mit innerer Differenzierung, und 3) Teilung; in den durch die Teilung getrennten Tochterchromosomen findet dann endlich 4) eine Verjüngung statt, durch welche wieder eine neue Chromo- somengeneration eingeleitet wird. 1) Das Wachstum der jungen Chromosomen, das nach dem oben (S. 503) erörterten in einer Zunahme ihrer Chromatin- substanz besteht, findet nur während eines Stadiums feinster Ver- teilung des Chromatins (d. h. im »ruhenden Kern) statt. — Wo kein solches Stadium existiert (in der Interkiuese), da geschieht auch kein Wachstum der Chromosomen. In den völlig typischen vegetativen Kernen wächst ein junges Chromosom zu doppelter Größe an; in andern Fällen, wenn die Zellteilungen sehr rasch aufeinanderfolgen (Furchungsteilungen', mag das Wachstum nicht so weit gehen, und in wieder andern Kernen mit sehr lange dauerndem Ruhestadium« (»Keimbläschen«) kann das Wachstum der jungen Chromosomen über die für die Art charakteristische Größe weit hinausgehen. Im letzteren Fall wird aber am Ende der Wachstumsperiode die über- schießende Menge der Chromatinsubstanz von den Chromosomen wieder abgeworfen. Am Ende der Ruheperiode, wenn die Chromosomen wieder getrennt zum Vorschein kommen, wird so in jedem derselben die für dies Chromosom und für die nächstfolgende Mitose charakte- ristische Chromatinmenge enthalten sein. - — Die Chromosomen treten jetzt in eine Entwicklungsperiode ein, in welcher ihre 2) Form bildung und innere Differenzierung stattfindet. — Die langen, dünnen, spiralig gewundenen Chromosomen werden während dieser Periode, augenscheinlich unter Flüssigkeitaufnahme, in dickere, kürzere Fädchen umgebildet, während ihre zuerst dichten Spiralwindungen sich mehr oder weniger vollständig lösen. Die während dieser Periode stattfindende Volumzunahme der Chromo- somen scheint, wie oben (S. 503) erörtert, von der schon vorhan- denen Chromatinmenge bestimmt zu sein. Während die Chromosomen in dieser Weise ihre charakteristische Form annehmen, geschieht in ihnen auch eine innere Differen- zierung. Dienen gebildete achromatische Substanz wird in ihrer Mitte angesammelt, während die chromatische Substanz auf eine oberflächliche Schicht zurückgezogen wird. — Ich möchte damit nicht gesagt haben, daß in der Oberflächenschicht eines Chromsoms der ganze Inhalt des früheren Spiralfadens zu suchen sei, während der imbibierte Kernsaft seine Lage in der Mitte der Chromosomen direkt Cliromosomenstudieu. I. 507 einnimmt. Es ist vielmehr sehr wahrscheinlich, daß während dieser Periode ein Austausch zwischen beiden Substanzen Platz nimmt, so daß in der Mitte der Chromosomen mit dem imbibierten Kernsaft auch Stoffwechselprodukte der Chromatinsubstanz herausdifferenziert werden, während auf der andern Seite die oberflächliche Chromatin- substanz aus dem Kernsaft Stoffe aufgenommen haben mag, die für ihre weitere Entwicklung von Bedeutung sind. Gleichzeitig mit der inneren Differenzierung wird in vegetativen Zellen auch ein Prozeß eingeleitet, der mit der 3) Teilung der Chromosomen in intimer Verbindung steht. — Ich spreche hier von der Bildung der im ersten Abschnitt dieser Ab- handlung beschriebenen Chromosomenachse. — In den faden- förmigen Chromosomen von Ascaris und Allium wurde vor ihrer Teilung eine centrale Achse wahrgenommen, die bald in zwei Tochter- achsen zerlegt wurde. Inzwischen war auch der circuläre Querschnitt der Chromosomen in einen ovalen verändert worden, und zwar so, daß bei der biskuitförmigen Einschnürung derselben eine Tochter- achse in jedes Tochterchromosom zu liegen kam. Nach vollendeter Chromosomenteilung wurde die Achse früher oder später völlig unsichtbar. Inwieweit die Chromosomenachse für die Teilung von Be- deutung sei, läßt sich wohl zurzeit nicht entscheiden. — Doch wird die Chromsomenteilung durch solche Begleiterscheinungen als ein scharf charakterisierter und begrenzter Prozeß von allen auf andern Stadien etwa auftretenden Spaltungen unterschieden. — In Ascaris und Allium traten sowohl in den Tochterchromosomen der Anaphase als vornehmlich in den Mutterchromosomen der Prophase deutliche Längsspalteu auf, die aber mit der Chromosomenteilung nicht direkt in Verbindung gebracht werden konnten. — Wie sich auch beide Spalten zueinander verhalten, so wird doch der endgültige Teilungsprozeß von der Längsteilung der Prophase durch ein Stadium völliger Verschmelzung beider Längshälften getrennt, und die Chromosomenteilung muß irgend eine Veränderung mit sich führen, die eine solche Verschmelzung später unmöglich macht. Es zeigt sich nämlich bei den verschiedensten Objekten, daß einmal getrennte Tochterchromosomen zu einer gegenseitigen Ver- chmelzung keine Tendenz mehr haben. — Anastomosen können zwar zwischen ihnen gebildet werden, doch geben sie keinen Augenblick mehr ihre Selbständigkeit auf; und auch bei etwaiger Anastomosen- bildung scheint nur der gegenseitige Abstand zwischen zwei Chromo- 508 Kristine Bonnevie Fier. B. someu, nicht aber ihre Abstammung entscheidend zu sein. Die Selb- ständigkeit der Tochterchromosomen wird vor allem durch die in der Literatur beschriebenen Fälle einer Chromosomenteilung ohne gleich- zeitige Kernteilung illustriert. In solchen Fällen (siehe u. a. Wilson [1900], S. 370, Fig. 27—30) ist es nie gezeigt worden, daß Schwester- chromosomen wieder mitein- ander verschmelzen, sondern im Gegenteil, daß die Anzahl der Chromosomen eines sol- chen Kerns verdoppelt wird. — Auch bei der in den Rei- fungs- und zuweilen auch in den Furchungsteilungen ver- früht eiutretenden Chromo- somenteilung zeigt es sich, daß die dadurch entstandenen Tochterchromosomen, obwohl sie in verschiedener AVeise miteinander verbunden sein können, zu einer gegenseitigen A^erschmelzung nicht die ge- ringste Tendenz haben. Im Gegenteil scheinen sie oft so weit auseinander zu diver- gieren, wie es ihre Anknüp- fung erlaubt. (Argl. die kreuz- förmigen Chromosomen der Interkinese vieler Objekte, die in Nereis und andern AVürmern auch noch in der Prophase der Furchungsteiluu- gen zum A'orschein treten [Bonnevie, (1907)]. nach der Teilung alle Sub- derselben Anordnung, Sobald die Chro- Jedes Tochterchromosom enthält stanzen des Mutterchromosoms, und zwar in in welcher wir sie auch hier vorgefunden haben. mosomen aber in die Bildung der Tochterkerne eintreten, wird diese Anordnung gestört, und die beiden durch Teilung eines Mutterchromo- soms entstandenen Tochterindividuen geben jetzt durch ihre] 4) Verjüngung für eine neue Chromosomengeneration Platz. Chromosomenstudien. I. 509 Die auf ihrer Oberfläche zuerst gleichmäßig verteilte Chromatin- substanz wird auf einen Spiralfaden zurückgezogen, der schon ein junges Chromosom repräsentiert. Die achro- matische Substanz dagegen wird früher oder später in dem Kern- saft aufgelöst. Der im obigen dargestellte Lebenszyklus der Chromosomen ist in Textfigur B. schematisch illustriert worden. Man sieht hier in zwei aufeinanderfolgenden Chromosomgenera- tionen die kontinuierlich verlaufenden Umbildungen der Chromatin- fädchen dargestellt — von Verjüngung durch Wachstum und Form- bildung zur Teilung, und in den beiden Tochterchromosomen derselbe Prozeß wiederholt. — Bei einer zyklischen Entwicklung wie der hier vorliegenden läßt sich nicht entscheiden, wo die eine Generation be- ginnt und die andre endigt. Ich habe die Verjüngung als Übergang zweier aufeinanderfolgenden Chromosomengenerationen betrachtet; mit demselben Recht könnte mann vielleicht die neue Chromosomen- generation bei der Teilung entstehen lassen. Das Leben der jungen Chromosomen würde dann mit einem Verjüngungsprozeß eingeleitet werden. In der typischen vegetativen Mitose folgen sich die vier im obigen besprochenen Prozesse so regelmäßig, daß man wohl glauben könnte, der eine Prozeß diene für den nächstfolgenden als aus- lösender Faktor. — Der unregelmäßige Verlauf andrer, nach der Chromosomenkonjugation folgender Teilungen (Reifungs- und Fur- chungsteilungen) beweist jedoch, daß die verschiedenen Prozesse von einander unabhängig sind; so kann z. B. die Teilung verfrüht auf- treten, zu einer Zeit, wenn die Formbildung der Chromosomen noch kaum angefangen hat (erste Reifungsteilung, Furchungsteilungen), — ■ oder noch früher, so daß sogar die Verjüngung erst nach vollbrachter Teilung stattfindet (zweite Reifungsteilung). — Ebenso kann auch das Wachstum der jungen Chromosomen vollständig unterbleiben, wie wir es in der Interkinese gefunden haben. Für eine richtige Deutung solcher atypischer Mitosen wird es von Bedeutung sein, das Verhalten ihrer Chromosomen von dem hier durch Betrachtung der vegetativen Mitose gewonnenen Gesichts- punkt aus zu studieren. — Die Lebensdauer der während der Reifungsperiode auftretenden Chromosomen muß festgestellt werden. Wie oft und auf welchen Stadien findet hier eine Verjüngung der Kristine Bonnevie 510 Chromosomen statt? Von welchen Erscheinungen sind die Chromo- somenteiluugen dieser Periode begleitet? usw. In einer folgenden Abhandlung hoffe ich, auf diese Fragen zurück- kommen zu können. Christiania, im Dezember 1907. Verzeichnis der zitierten Literatur, Beneden, Ed. van. 1883. Recherches sur la mataration de l’oeuf et la fecon- dation. Arch. de Biol. T. 4. et Neyt. A. 1887. Nonveiles recherches sur la fecondation et la division mitosique chez l’Ascaride megalocephale. Bull. Acad. roy. Belg. Ser. 4. T. 14, Beughs, J. 1904. Formation des Chromosoines heterotypiques dans la sporo- genese vegetale. I — II. La Cellule. T. 21. Bonnevie, K. 1905. Das Verhalten des Chromatins in den Keimzellen von Enteroxenos östergreni. Anat. Anz. Bd. 26. 1906. Untersuchungen über Keimzellen. I. Beobachtungen an den Keim- zellen von Enteroxenos üstergreni. Jen. Zeitschr. Bd. 41. 1907. »Heterotypical« Mitosis in Nereis limbata. Biol. Bull. Yol. 13. Boveri, Th. 1888. Zellenstudien. Die Befruchtung und Teilung des Eies von Ascaris meg. Jen. Zeitschr. Bd. 15. 1899. Die Entwicklung von Ascaris meg. mit besonderer Rücksicht auf die Kernverhältnisse. Festschr. f. Kupfer. Jena. 1901. Merogonie und Ephebogenesis, neue Namen für eine alte Sache. Anat. Anz. Bd. 19. 1904. Ergebnisse über die Konstitution der chromatischen Substanz des Zellkernes. Jena. 1907. Zellenstudien. II. 6. Die Entwicklung dispermer Seeigeleier. Ein Bei- trag zur Befruchtungslehre und zur Theorie des Kernes. Jen. Zeitschr. Bd. 43. Della Valle, P. 1907. 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The Spermatogenesis of Amphiuma. Journ. of Morphol. Vol. 15. Suppl. Merriman, M. L. 1904. Vegetative Cell Division in Allium. Bot. Gaz. Vol. 37. Meves, Fr. 1897. I ber die Entwicklung der männlichen Geschlechtszellen von Salamandra maculosa. Arch. mikr. Anat. Bd. 48. Mottier, D. M. 1897. Über die Chromosomenzahl bei der Entwicklung der Pollenkörner von Allium. Ber. Deutsch. Bot. Ges. Bd. 15. Nemec, B. 1899. Über die karyokinetische Kernteilung in der Wurzelspitze von Allium cepa. Jahrb. wiss. Bot. Bd. 33. Pfitzner, W. 1882. Über den feineren Bau der bei der Zellteilung auftreten- den fadenförmigen Ditferenzierungen des Zellkernes. Morph. Jahrb. Bd. 7. Rabl, C. 1885. Über Zellteilung. Morph. Jahrb. Bd. 10. Reinke. Fr. 1895. Zellstudien. II. Arch. mikr. Anat. Bd. 44. Roux, W. 1883 i). Über die Bedeutung der Kernteilungsfiguren. Leipzig. Schaffner, J. II. 1898. Karyokinesis in the Root Tips of Allium cepa. Bot. Gaz. Vol. 26. Schreiner, A. und K. E. 1906. Neue Studien über die Chromatinreifung der Geschlechtszellen. a) Die Reifung der männlichen Geschlechtszellen von Tomopteris onisciformis., Eschh. b) Die Reifung der männlichen Geschlechtszellen von Salamandra maculosa, Spinax niger und Myxine glutinosa. Arch. de Biol. T. 22. Strasburger, E. 1880. Zellbildung und Zellteilung. Jena. 1884. Die Controversen der indirekten Kernteilung. Arch. mikr. Anat. Bd. 23. Wilson, E. B. 1900a. ’ The Cell in Development and Inheritance. Columbia, Micr. Biol. Ser. IV. 1900b. Experimental Studies in Cytology. Arch f, Entw, mecli. Bd. 13. *) Diese Arbeit ist mir nur durch Wilsons Referat (The Cell) bekannt. 512 Kristine Bonnevie Tafelerklärung. Sämtliche Abbildungen der Tafeln XI— XIV sind mit Zeiss Apochr. Irnmers. 1.5 nun Br. \v. und Oc. 12 auf Tischhüke (Vergr. ca. 3500:1) ausgeführt worden, diejenigen der Tafel XV mit Oc. 8 Vergr. ca. 2500 : 1 . Bei der Koproduktion sind sie aber alle etwas verkleinert worden. Tafel XI— XII. Furchung von Ascaris megal.bivalens. Fixierung: Subl. Essigsäure (?;. Färbung: Eisenhämatoxylin. Tafel XI. Fig. 1 — 3. Oberflächliche Scheiben der Vorkerne, auf drei nacheinander- folgenden Stadien, Prophaseuspalte deutlich sichtbar. Fig. 4. Stark kontrahierte Chromatiufädchen eines etwas späteren Stadiums. Fig. 5—7. Aus der Prophase der ersten Furchungsteilung. Verschmelzung der Prophasenspalte. Fig. 8. Einstellung der Chromosomen in die Äquatorialplatte. Innere Differenzierung. Chromosomachse, auf dem zirkulären Querschnitt wahrnehmbar. Fig. 9. Aquatorialplatte von der polaren Seite gesehen. Fig. 10—12. Veränderungen der Querschnittstrukturen vor der Teilung der Chromosomen. Achsialkreuz; der zirkuläre Querschnitt wird im mittleren Teil der Chromosomen in einen rechtwinkligen verändert. Fig. 13. Stark kontrahierte Chromosomen aus der Metaphase. Fig. 14 — 18. Weitere Veränderungen der Chromosomenquerschnitte vor und während der Teilung. Teilung der Chromosomenachse; biskuitförmige Einschnü- rung der Endstückchen der Chromosomen; achsiale Kreuze in den Tochterhälften ihres mittleren Teiles. Fig. 19. Tetradenstruktur der Tochterchromosomen in der frühen Anaphase. Fig. 20. Anaphase. Längsspalte im mittleren Teil der Tochterchromosomen (unten). Fig. 21. Tochterchromosomen einer späteren Furchungsteilung, die Quer- schnitte zeigen den Übergang zwischen dem rechtwinkligen mittleren Teil der Chromosomen und ihrem zylindrisch geformten Endstückchen. Fig. 22. Anaphase mit deutlicher Längsspalte der Tochterchromosomen. Fig. 23. Anaphase; in den Tochterchromosomen ist eine Längsspalte durch die oberflächliche Lage der Chromatinsubstanz vorgetäuscht worden. Tafel XII. Fig. 24. Tochterplatte von der äquatorialen Seite gesehen. Spiralwindungen im mittleren Teil. Fig. 24a. Zwei Tochterplatten in seitlicher Ansicht. Offene Spiralwindungen der mittleren Teile der Chromosomen; spiralige Drehung der Chromosomenenden. Fig. 25 — 28. Nacheinanderfolgende Stadien der Kernbildung. Der centrale Teil des Kernes wird durch Flüssigkeitsansammlung zwischen den offenen Spiral- windungen der mittleren Chromosomenabschnitte gebildet, die Kernfortsätze durch Umbildung der Chromosomenenden. Die chromatische Substanz der letz- teren wird auf einen oberflächlich verlaufenden Spiralfaden zurückgezogen, während die achromatische Substanz in dem imbibierten Kernsaft aufgelöst wird. In Fig. 25 zeigen die Chromosomenenden kein ganz typisches Aussehen Längsspaltung, tiefe Einbuchtungen der Oberfläche). Cbromosomenstudien. I. 513 Fig. 29—30. »Ruhende« Kerne. Siehe Anordnung des Chromatins in den Kernfortsätzen, — in Seitenansicht (Fig. 29 links) , auf Querschnitten (Fig. 29) und auf Längsschnitten (Fig. 30). Fig. 31a — b. Schwesterkerne aus der frühen Prophase der dritten Furchungs- teilung. Der obere Kern ist längs durchschnitten. Spiralige Anordnung der Chromatinkörnchen der Kernfortsätze. Fig. 32. Späteres Stadium der Prophase. Die beiden links gelegenen Kern- fortsätze werden in Seitenansicht gesehen, der rechte ist längs durchschnitten. Fig. 33—37. Prophasenbilder. Die Chromosomenenden kommen als ober- flächlich verlaufende Spiralfäden in den Kernfortsätzen zum Vorschein, — die mittleren Abschnitte der Chromosomen sind in einer annähernd spiraligen An- ordnung um den centralen Teil des Kernes herumgewunden. — Fig. 35 zeigt eine Scheibe der Oberfläche eines Kernes. Längsspalte des Chromatinfadens, feste Verbindung zwischen Chromatinfaden und Kernmembran (links). — Fig. 37a— c. Drei Schnitte aus einem und demselben Kerne. Acht Kernfortsätze (1+5 4- 2) mit je einem spiralig aufgerollten Chromosomenende. Fig. 38. Kernmembran eben aufgelöst. Die Chromosomen haben noch ihre ursprüngliche Anordnung bewahrt. Fig. 39. Aus der späten Prophase. Innere Differenzierung der Chromosomen. Tafel XIII — XIV. Allium crpa. Fixierung: FlemmingscIic Flüssigkeit. Färbung: Taf. XIII undFig. 73a Saffranin; Taf. XIV Eiseuhämatoxylin. Tafel XIII. Fig. 40. Dichte Ansammlung der Chromosomen beim Beginn der Kern- bildung. Spiralige Drehung der Chromosomen. Fig. 41 — 44. Telophasenbilder, Fig. 41 — 43 in seitlicher, Fig. 44 in polarer Ansicht des Kernes. Bildung eines chromatischen Spiralfadens in den Chromosomen. — In Fig. 42 (links) zwei Spiralen in einem Chromosomen. Fig. 45. Späteres Stadium aus der Telophase. Auflösung der achroma- tischen Substanz. Anastomosenbildung zwischen den Chromatinspiralen. Fig. 46. »Ruhender« Kern einer in reger Teilung begriffenen Zelle. Kern- netz gebildet. Die noch nicht völlig aufgelöste achromatische Substanz zeigt Form und Größe der alten Chromosomen. Fig. 47. Prophase. Der Kern hat durch zu starke Osmiumwirkung ein »bienenkorbähnliches« Aussehen angenommen. Fig. 48 — 51. Nacheinanderfolgende Stadien der Prophase; Fig. 48, 49, 51 sind in seitlicher Ansicht, Fig. 60 vom einen Ende des Kernes gesehen. Fig. 52. Auflösung der Kernmembran. Die Spindel ist in schräger Stellung hinter dem Kern sichtbar. Fig. 53—54. Metaphasenbilder. Mehrere der früher V-förmig gebogenen Chromosomen haben jetzt eine der Spindelachse parallele Stellung eingenommen. Längsteilung der Chromosomen. Fig. 55. Trennung der Tochterchromosomen. Fig. 56. Tochterplatte von der äquatorialen Seite gesehen. 20—21 V-förmig gebogene Tochterchromosomen. Tafel XIV. Fig. 57—61. Nacheinanderfolgende Stadien aus der Telophase. (Eisen- hämatoxylin . Chromatische Spiralfäden, Anastomosenbildung, Auflösung der achromatischen Substanz. 514 Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien. I. Fig. (52. »Ruhender« Kern mit völlig entwickeltem Kerunetz. Fig. 63. Schwesterkern der Fig. 62. Die Anastomosen sind aufgelöst, so daß die in den alten Chromosomen endogen entstandenen Chromatinfädchen wieder getrennt zum Vorschein kommen. Fig. 64. Ein ähnliches Stadium, von der polaren Seite des Kernes ge- sehen. *Zwei Spiralfäden aus einem der alten Chromosomen herstammend. Fig. 65 — 67. Spätere Stadien der Prophase. In Fig. 65 haben die Chro- mosomen noch ihre ursprüngliche Anordnung bewahrt. Fig. 66 und 67 zwei Schwesterkerne, in denen das erste Auftreten der Prophasenspalte der Chromo- somen (Fig. 67) illustriert wird. Fig. 68. Weite Entfernung der beiden Längshälften der Chromosomen. Spiralige Drehung. Fig. 69 — 70. Spätere Stadien der Prophase. Verschmelzung der Längs- hälften. Dickeuzunahme der Chromosomen und Ausrichtung ihrer Spiral- windungen. Fig. 71 — 73. Querschnitte der sich teilenden Chromosomen. Chroma- tische Oberflächenschicht, Chromosomenachse, — Teilung der letzteren und biskuit- förmige Einschnürung der Chromosomen. Fig. 73 a nach Saffraninfärbung. Fig. 74. Querschnitte der Tochterchromosomen. Fig. 75—78. Querschnittsbilder der Chromosomen während ihrer Umbil- dung in der Telophase. Entwicklung der Chromatinspirale aus der Oberflächen- schicht der Chromosomen; Entwicklung des Kernnetzes durch Anastomosen- bildung zwischen den Chromatinspiralen. Fig. 79. Anaphasenbild mit längsgespalteneu Tochterchromosomen. Tafel XV. Amphiuma sp.? Fixierung: IluRMANXsche Flüssigkeit; Färbung: Eisenhämatoxylin. Fig. 80—82. Prophase der ersten Reifungsteilung. Fig. 83—84. Chromosomen aus der Metaphase der ersten Reifuugsteiluug. Fig. 85. Anaphase der ersten Reifungsteilung. Längsspaltung der Tochter- chromosomen. Fig. 86. Kreuzförmige Chromosomen der späten Anaphase. Fig. 87 — 94. Interkinese. Die kreuzförmigen Chromosomen bewahren noch lange ihre ursprüngliche Anordnung im Kern; erst beim Beginn der Pro- phase (Fig. 93 — 94) werden sie in der Weise umgelagert, daß ihre Mittelpunkte der jungen Spindel zugewendet werden. Endogene Entstehung der Chromatin- spiralen in den Chromosomen (Fig. 89—90). Entwicklung derselben zu den Chromosomen der zweiten Reifungsteilung durch Dickenzunahme und Aus- richtung der Spiralwindungen (Fig. 91—94). Fig. 95—96. Spätere Prophase der zweiten Reifungsteilung. Fig. 97. Metaphase der zweiten Reifungsteilung. Fig. 98 Anaphase der zweiten Reifungsteilung. Fig. 99. Telophase der zweiten Reifungsteilung. Spiraldrehung der Chro- mosomen. Archiv für Zellforschung. 14 ü 83 U Bonnevie. Bd. T. . ; * * ' < *■ * t'ry^ \ t / y > i )*- 'f. ? . . J ^agelmann in Leipzig. Archiv für Zellforschung. Bd. I. t elmann in Leipzig. Archiv für Zellforschung. B(l. I. Bonnevie. Verlag von Williel Bücherbesprechung. M. Heidenhain, Plasma und Zelle. Erste Abteilung-. Allgemeine Anatomie der lebendigen Masse. 1. Lieferung. Die Grundlagen der mikroskopischen Anatomie, die Kerne, die Centren und die Granulalehre. 506 -f- VIII S., mit 270 teilweise farbigen Ab- bildungen im Text (zugleich 14. Lieferung des Handbuchs der Anatomie des Menschen. Herausgeg. von Prof. K. von Barde- leben). Jena 1907. Gustav Fischer. Preis für Abnehmer des ganzen Werkes 16 Mk., für den Einzelverkauf 20 Mk. Das seit Jahren in Aussicht gestellte Werk von M. Heidenhain über Plasma und Zelle liegt nun, wenn auch nur zum Teil, vor. Ein stattlicher Band von 500 Seiten mit zahlreichen Abbildungen bildet die erste Lieferung des auf drei Teile berechneten, breit angelegten Werkes. Wenn es auch etwas Mißliches an sich trägt, an ein noch nicht vollendetes Werk mit der kritischen Sonde heranzutreten, so glaubt Ref. es doch wagen zu dürfen, und zwar aus mancherlei Gründen: Aus dem bereits vorliegenden Teile des Ganzen tritt uns eine sehr bestimmte und sehr persönliche wissen- schaftliche Methode und Anschauung so scharf gezeichnet entgegen, daß es kaum anznnehmen wäre, daß der Verf. in den folgenden Lieferungen des Werkes dieselben und damit seine eigene Persönlichkeit verleugnen werde; wenn somit eine bestimmte wissenschaftliche Richtung als solche überhaupt an- gefochten werden darf, so kann und soll es, unseres Erachtens, je früher desto besser geschehen. Und um eine solche prinzipielle Stellungnahme zum Heiden- HAiNSchen Werke wird es sich in folgenden Zeilen vor allem handeln müssen. Es sollen aber in zweiter Linie auch mehrere Einzelfragen zur Sprache kommen, welche zu rein sachlicher Diskussion Anlaß genug geben. Wir erfahren aus der Vorrede, daß die erste Abteilung des Werkes, die spezielle Durcharbeitung der Protoplasmalehre, die »Anatomie der lebendigen Masse« zum Hauptthema hat. In der vorliegenden ersten Lieferung werden Ab- handlungen über den Kern, die Centren und die Granulationen gegeben; die Besprechung der contractilen und nervösen Substanz, der faserigen Differenzie- rungen der Epithelzellen, der amöboiden Plasmen soll als zweite Lieferung nachfolgen. In der zweiten Hauptabteilung des Werkes beabsichtigt Verf., die Zelle selbst als ein organisches System oder Individuum bestimmter Größenordnung zur Darstellung zu bringen. Wie sich aus dieser Aufzählung ergibt und wie es der Verf. auch hervor- hebt, ist der Stoff ganz locker aneinandergereiht, oder richtiger ausgedrückt, in eine Anzahl zusammenhangloser, in sich abgeschlossener Essays zerlegt. P> ü c h e rb es p re eh u n g . 516 Befremden muß es allerdings erwecken, daß Yerf. diesen Aufbau, oder richtiger, das Fehlen jedes Aufbaues seines Werkes für »naturgemäß« erklärt. Es will uns scheinen, daß sich gerade darin ein nicht zu unterschätzender Nachteil für das Ganze ergibt. Wird der Forschung bzw. der Schilderung ein komplexes Gebiet, wie dasjenige der lebendigen Masse es ist. zum Vorwurf gegeben, so ist schon ein gut Stück Arbeit getan, sobald man zu einem System d-r vorzu- nehmenden Analyse des Ganzen gelangt, einem System, welches die naturge- mäße Zergliederung des Problemkomplexes garantiert, den natürlichen Zusam- menhang der Einzelteile desselben wahrt, mit einem Worte, die Analyse erst zu einer rationellen und nicht etwa blind tastenden oder willkürlich zersetzen- den stempelt: wie sollte man denn anders zum letzten und höchsten Schritt jeder echten Forschung — zur Synthese — gelangen? Man sollte somit vor allem eine klar gefaßte Methode, nach welcher das Arbeitsgebiet durchforscht, den Gesichtswinkel, unter welchem die sich dar- bietenden Erscheinungen aufgefaßt werden sollen, wenn nicht in der Vorrede zum Werke erwähnt, so doch jedenfalls beim Studium desselben hervortretend, erwarten können. Eef. muß bekennen, daß er letzteres vermißte und daß der Weg der Ana- lyse, den Yerf. einschlug, ihm durchaus unklar blieb und es vielfach den An- schein erweckte, als hätte Yerf. seine Aufmerksamkeit vorwiegend Einzelheiten und Nebensächlichkeiten geschenkt und dabei den Kernpunkt vieler Probleme unberücksichtigt gelassen. Die Art und Weise, wie Yerf. ans Werk geht, läßt sich der Methode der chemischen Elementaranalyse gleichstellen: als erster Schritt der Unter- suchung zwar unentbehrlich, liefert ja letztere nur den Unterbau für die Auf- stellung der rationellen — d h. Strukturformeln, die uns erst die richtige Er- kenntnis auf chemischem Gebiete gewähren. Bei diesem »Unterbau« für die »Struktur des Lebenden« ist aber Yerf. stehen geblieben. Daß es nicht ein vorläufiger, erster Schritt ist, glaubt Ref. aus der Vorrede selbst schließen zu dürfen, und wäre zufrieden, durch folgende Lieferungen eines Besseren be- lehrt zu werden. Die Absicht des Yerf. ist, eine Anatomie der lebenden Masse zu geben: wir müssen somit in erster Linie prüfen, inwieweit Verf. dieser, vielleicht etwas euggefaßten Aufgabe gerecht wurde. Die Behandlung des Stoffes ist in der Tat eine durchaus »anatomische«, wenn man damit den Gegensatz zu »biologisch« bezeichnen will. Aus jeder Seite winkt uns nur die Zellenleiche, nicht die lebende Zelle oder lebende Sub- stanz entgegen. Die Zergliederung der Zelle wird hier als Selbstzweck, nicht als Schlüssel zum Verständnis des Lebensrätsels derselben gehandhabt, und dementsprechend erhalten wir als Resultat nicht eiu synthetisch gewonnenes Bild der Struktur des Lebenden, wie Yerf. es beabsichtigt, vielmehr nur anatomisches Rohmaterial: histologische Küchenrezepte, Färbungsergebnisse und Färbnngsreaktionen neh- meu eine dominierende Stellung in der Darstellung ein. es werden sogar zu- weilen färberische Definitionen verschiedener Zellgebilde z. B. Centren gegeben. Wir können uns keinesfalls mit der engen Fassung befreunden, welche der Aufgabe, eine »Struktur des Lebenden« zu geben, im vorliegenden Werke zuteil wurde. Für H. ist Struktur nur dasjenige, was im Mikroskop rot oder griin, schwarz oder blau erscheint: er scheint sich nur rein optische Probleme zu stellen, Bücherbesprech ung. 517 und kennt keine andern Wege und Mittel, um das Wesen der Strukturen zu erschließen. Für uns ist dagegen der Begriff »Struktur« dasjenige in der Beschaffenheit des Objektes, was, auf welchem Wege es auch sei, direkt oder indirekt, optisch oder chemisch oder physikalisch ermittelt, uns eine Unterlage für seine Tätig- keit oder deren Möglichkeiten gibt. Wir glauben daher, daß die Berücksich- tigung der physikalischen Eigenschaften, wie Aggegratzustand usw. eines Ge- bildes, und vor allem seiner physikalischen (z. B. Bewegungs-JErscheinungen ebenso zur Untersuchung seiner »Struktur« gehört, wie z. B. die Schilderung seiner chemischen Natur. Seinem Prinzipe treu, räumt jedoch H. der chemi- schen, weil färberischen Schilderung einen geradezu dominierenden Rang ein, während die physikalischen Tatsachen, weil meistens nicht zu optischen Resultaten führend, einfach ignoriert werden! So findet man z. B. in dem Kapitel über Kern mit keiuem Worte die wichtigen Ermittelungen von Albrecht über physikalische Eigenschaften der Kernmembran, des Nucleolus usw. erwähnt, ebensowenig übrigens wie die Fragen über Aggregatzustand, Bewegungsfähigkeit, Formwechsel des Kernes und seiner Bestandteile. Wie können wir überhaupt Strukturen beurteilen, wenn wir die- selben nicht in ihrer Tätigkeit beobachtet haben, und lassen sich denn über- haupt beide Probleme voneinander trennen? Da, wo letzteres, wie bei H., geschieht, führt die Einseitigkeit der Be- trachtungsweise zu ganz schiefen Folgerungen; als Beispiel möge folgendes dienen: »Das Auffallendste an der Struktur der Kerne ist, daß sie keine un- mittelbare Beziehung zur Funktion erkennen läßt; wir vermögen die Form der Kerngerüste der Chromosomen, ja nicht einmal die Blasenform des Kernes funktionell in bestimmter Weise auszudeuten« (S. 211). Ja freilich nicht, weni- wir die uns gerade sich darbietende Konfiguration des Chromatins (wohl zum Teil Artefakte?: als das Wesentliche und dabei als etwas Starres betrachten. Wenn wir aber an die verschiedensten Drüsenzellenkerne, sowohl tierische als pflanzliche, an wachsende Eizellen, an Ganglienzellenkerne. Spermatogenese usw. denken, so sollte man eigentlich eine diametral entgegengesetzte Schlußfolgerung erwarten. Von den für diese Frage so wichtigen Ermittelungen an verschiedenen Protisten scheint H. überhaupt keine Notiz zu nehmen. Die wechselnden Kon- figurationen und Strukturen von Drüsenkernen usw. auf verschiedenen Funk- tionsstadien werden von H. als »Kerne mit besonderen Strukturformen« be- schrieben usw. Wir halten es für H.s Grundfehler, daß er mit einer »Morphostatik« (sit venia verbo) auskommen will, statt »Morphokinese« zu treiben, die ja einzig und allein aufklärend in Strukturfragen sein dürfte. Es fehlt H.s Darstellung ganz und gar diejenige Richtung , welche man als die genetische bezeichnen könnte, und die ja jeder echten Morphologie zu- grunde liegen müßte. H. müht sich ab, aus dem zuweilen so kärglichen morphologischen Sym- ptomenkomplex des s. z. s. stationären Zustandes eines Zellorgans den Kern herauszuschälen, statt auf den Werdegang oder auf die zyklischen Umwand- lungen desselben zuriickzugreifen. Besonders bezeichnend für diese seine Be- trachtungsweise scheint uns die so sehr aufgebauschte Centrenfrage zu sein. Das wirklich Wichtige, Interessante und Schöne, was wir auf diesem Gebiete besitzen, verdanken wir in erster Linie der genetischen Betrachtungsweise von Boveri, durch welche wir die zyklischen Umwandlungen, den Lebenslauf des Archiv f. Zellforschung. I. 34 518 Biicherbespreehung. Centrosomas erfahren, und den, ebenfalls auf genetischem Boden stehenden, den Spezialfall des Samencentrosomes berührenden Untersuchungen von Meves u. A. Heidenhains Ermittelungen über die Centren, so in seinen Spezialarbeiten wie auch im vorliegenden Buche, drehen sich gewissermaßen im verhexten Kreise der morphologischen Darstellung von Gebilden, die ja so unendlich arm au Gestalt sind! Die Fragen über Größen- und Lagenunterschiede der Einzel- centriolen, über Centrodesmosen, eine reiche Kasuistik der Mikrocentreu in den Kiesenzellen — wozu dies alles, wenn über die wichtigsten einschlägigen Fragen in leichtfertiger Weise abgehandelt wird! Wie in seiner großen grund- legenden Arbeit, so auch hier vermissen wir den strikten Nachweis, daß seine Mikrocentren in der Tat von Polkörperchen der Mitosen stammen, d. li. Cen- triolen sind, und wie läßt sich noch heutzutage in den wechselvollen Formen der Mikrocentren in Leucocyten (Fig. 145), bei welchen größere und kleinere Kügelchen durch Brücken Zusammenhängen, auf Grund ihres Grüßenunter- sckiedes von einer Abknospung der kleineren von den größeren Gebil- den reden! Mit rein apodiktischen Vorstellungen über biologische Vorgänge ist Verf. übrigens schnell zur Hand. So scheint ihm die Größenzunahme eines Gebildes im mikroskopischen Bilde Ckromiol, Centriol, Drüsengranulum) nicht nur mit Wachstum, sondern sogar mit Assimilationsfähigkeit gleichbedeutend zu sein, und es wird daraus auf die »lebende« Natur des Gebildes geschlossen. Doch darüber später. Ebenso einseitig wie in seiner Methode scheint uns H. auch in der Wahl der Belege, des Stoffes für seine Schilderung zu sein. Schon in der Vorrede findet sich ein Passus, der uns recht bedenklich er- scheint. Verf. will sich zunächst überall auf anatomisches Material stützen, und nur wo dieses zur Beurteilung wichtiger Fragen nicht ausreicht, auf Zoologie, Botanik, Physiologie, Chemie und Physik als Hilfswissenschaften dm Original gesperrt) zurückgreifen. Wie ist nun der Gegensatz zwischen »anato- misch« und »zoologisch« gemeint? Wohl nicht im zünftlerischeu Geiste, der die zur »Anatomie der medizinischen Fakultäten« gehörigen Wirbeltiere in Gegensatz zu den, den Philosophen zufallenden Protisten und Wirbellosen stellt? Leider ja! Wo irgendwie angängig, werden nur Wirbeltierobjekte be- nutzt: der Morphologie des Kernes werden fast ausschließlich zwei Objekte zu- grunde gelegt: Kerne aus den Kiemenblättchen der Salamanderlarve und Leuco- cytenkerne desselben Tieres. In ganz schablonenhafter Weise wird aus dem Gebiete der Wirbellosen der berühmten Chironomuskerne und Pygärakerne Erwähnung getan, und damit ist die »Morphologie des Kernes« abgetan! Anhangsweise kommt II. auf die Kernäquivalente bei niederen Tier- und Pflanzenformen zu sprechen, und auf diesem Gebiete weiß er nur einen kurzen Auszug aus Wilsons Zelle mitzuteilen! Wir suchen nicht in einem Buche, wie das HEiDENHAixsche, eine trockene Zusammenstellung, eine Systematik aller vorkommenden Kernformen — das wäre ja ganz zwecklos und langweilig — , aber wie läßt sich anders eine morpho- logisch begründete Anschauung über das Wesen der Architektur des Lebenden gewinnen, wenn nicht auf Grund der kritischen Betrachtung der von der Natur dargebotenen F ormenmannigfaltigkeit ! In dem Kapitel über Centren. in welchem ja die Wirbellosen sowohl ge- schichtlich als auch qualitativ und quantitativ dominieren, ist der beschreibende Bücherbesprechung. 519 Teil der Darstellung breiter und objektiver gehalten, was allerdings die theo- retische Verwertung nicht irgendwie günstig beeinflußt. Es ist überhaupt bezeichend für H.s Methode, das Fazit nicht aus dem gesamten vorliegenden Material, sondern nur aus dem für seine Theorien günstigen Teil zu ziehen und die unbequemen Tatsachen, wenn überhaupt, so nur anhangsweise und ohne jede Beziehung zur vertretenen Theorie zur Sprache zu bringen. So werden die Protistenkeine kurzerhand abgefertigt, so auch die »unbequemen« Centriolen, die von der drehrunden Form abweichen: »Wenn wir von den verlängert stäbchenförmigen Centralgebilden, deren morphologische Natur noch nicht ganz aufgeklärt ist (? Ref.), einstweilen absehen, so haben wir im übrigen in jenen meist drehrunden kleinen Centriolen, wie sie allerorten Vorkommen, offenbar histologische Elementarkörperchen oder Histomeren niederster Größenordnung vor uns, das heißt, die Cen- triolen sind histologisch in sich nicht weiter zusammengesetzt und kommen in dieser Beziehung mit den Chromiolen des Kernes überein.« (S. 408). Die Sache ist aber meines Erachtens die, daß es sich von den stäbchenförmigen Gebilden und hakenförmigen und noch komplizierteren bei Myxine [Schreiner]) gar nicht absehen läßt, da ja sie es sind, welche die von H. für wichtig gehaltene und im weiteren breit ausgesponnene theoretische Formulierung über den Hau- fen werfen. Die Kunst der theoretischen Abstraktion liegt ja darin, daß Schwierigkeiten erobert, nicht umgangen werden: hie Rhodus, hic salta! In analoger Weise werden rein willkürlich einzelne den einschlägigen Ab- schnitten zugehörige Klassen von Objekten von der Betrachtung ausgeschaltet und auf verschiedene Handbücher verwiesen. So bleiben z. B. im Kapitel Gra- nulalehre die Granulationen der Nierenzellen unberührt unter Hinweis auf Metzners Aufsatz. Ob nicht gerade auf diesem Gebiete H.s theoretischen Er- örterungen so manche Schwierigkeit erwachsen dürfte? Es ist auch recht bedauerlich, daß Verf. nur denjenigen Stoff1 zur Sprache bringt, in welchem ihm »persönliche Erfahrung oder Übung« eigen ist, und u. U. aus diesem Grunde die Pointe der Frage, so z. B. die Lehre über Chromo- somenindividualität und verschiedenes andere kurzerhand abfertigt. Wenn auch hier Verf. zweifelsohne durch übertriebene Bescheidenheit sich leiten ließ, so könnte so mancher Leser auf eine ganz andre Vermutung über die Beweg- gründe kommen. Wir glauben durch die angeführten Beispiele gezeigt zu haben, daß H.s morphologischer Methode sowohl die genetische als namentlich die vergleichende Basis fehlt, die ja für den Morphologen vielleicht noch mehr als für den Phy- siologen eine notwendige Voraussetzung sein dürfte. Wenn wir auch vorläufig nur die Mängel der rein anatomischen Betrach- tungsweise, welche der lebenden Substanz von II. zuteil ward, hervorzuheben suchten, so wollen wir damit noch nicht gesagt haben, daß uns die Beschrän- kung der Aufgabe auf das morphologische Problem als zweckentsprechend oder fruchtbar erscheint. Gerade im Gegenteil! Wir für unsren Teil glauben, daß eine engherzig anatomische Behandlung auf dem Gebiete von Zelle und Plasma nur höchst selten zu einem fruchtbaren Ergebnis führen kann. Da, wo wir an der Wurzel, an der Quelle der Lebens- erscheinungen stehen, müssen die künstlich getrennten und abgesonderten Arbeitsmethoden und Betrachtungsweisen zu einer gemeinsamen »biologischen« zusammenfließen, da ja auch die Probleme, die uns auf diesem Gebiete ent- gegentreten, ganz spezifisch geartet sind. Bedenken wir, daß die anatomische 34* 520 Biieherbesprecbuug. Untersuchung auf organologischem Gebiete es meistens mit funktionell (biolo- gisch) wohlbekannten Objekten zu tun hat, deren Sinn nicht in ein tiefes Dunkel gehüllt bleibt, so wird die Aufgabe derselben präzis und klar: es gilt bei derselben für die bereits (sei es auch in groben Zügen) bekannten Eigen- schaften (bzw. Funktionen) des Objektes eine strukturelle Basis aufzusuchen. Wird diese Reihenfolge der Erkenntnis nicht eingehalten, so kommen wir tatsächlich, sogar in der makroskopischen Anatomie, zur wertlosen Anhäufung morphologischer Daten, die unverstanden und gebrauchsunfähig in der Rumpel- kammer des Wissensschatzes unverwendet bleiben, wie es vielfach mit den in den Anfängen der anatomischen Forschung im Mittelalter gesammelten Tat- sachen auch geschah. Sollten wir nun jetzt in dieselbe Lage auf dem Gebiete der Cytologie kommen? Hat es einen Wert, sich liebevoll in die Betrachtung der Form und deren Variationen, der Größe, Färbung usw. eines Objektes, wie z. B. das Centriol, zu versenken, wenn man zum Schluß über dasselbe nichts mehr anzugeben weiß als das: »die Centralkörperchen sind scharf umgrenzte solide Granula von sehr geringer Größe, seltener Stäbchen von gedrungener oder verlängerter Ge- stalt. Sie besitzen die Fähigkeit zu assimilieren (? Ref.), zu wachsen und sich durch Teilung oder Knospung zu vermehren. Sie zeigen in hohem Grade die Neigung, Gruppen zu bilden, wobei sie durch eine zwischen ihnen befindliche Substanz aneinandergekettet sind« (S. 269). Wir unsrerseits glauben, daß die Zusammenfassung einer auf über 50 Sei- ten ausgesponnenen Darstellung der Centralkörper auf wesentlichere Punkte als die zitierten hinauszielen sollte und daß dieselbe durchaus biologischen Cha- rakters sein müßte. Was kann von morphologischem Interesse für ein Gebilde noch übrig bleiben, welchem sein früher bei Heidenhain so beliebtes Cha- racteristicum als »drehrund« abhanden kam, da wir nunmehr Stäbchen- und kommaartige »Centralgebilde« kennen. Über die biologische Seite der Frage ließe sich dagegen viel Interessantes, zum Teil Sicheres, zum Teil auch Hypo- thetisches sagen, und worin soll denn das Werk, die Leistung eines Verfassers eines Handbuches auch liegen, wenn nicht darin, daß er uns auf Grund des angeführten Materials neue Ausblicke andeutet, uns zu einer Induktion verhilft? Wenn uns somit eine »biologische« Betrachtungsweise auf unserm Ge- biete sehr am Herzen liegt und uns als einzig fruchtbar erscheint, so müssen wir uns in der Diskussion dieses Punktes alle Reserve auferlegen so lange, als das Werk von II. noch nicht vollendet vorliegt und namentlich der dritte Teil fehlt. Im H.schen Werke ist ein großer Abschnitt der Granulalehre gewidmet. Wenn auch die Nebeneinanderstellung von »Kern«, »Centren« und »Gra- nula« auf den ersten Blick einiges Befremden erwecken dürfte, so wird uns die Absicht des Verf. verständlich, sobald wir ersehen, daß die Granulalehre für ihn als Ausgangspunkt für die Erörterung seiner theoretischen Anschauungen über Struktur der lebenden Materie überhaupt dient, wobei unter »Struktur« nicht so das mikroskopisch Sichtbare, als Metastrukturen gedacht werden. Die Metastrukturen werden nach H. gewissermaßen als logisches Postulat aus den Ergebnissen der morphologischen Betrachtung abgeleitet, wobei letztere uns auch den Weg angibt, auf welchem wir hier zu konkreten Vorstellungen gelangen können. Bücherbesprechung. 521 Fiir Heidenhain steht es fest, und darin werden wir ihm natürlich bei- pfiichten, daß »die ganze Theorie (der metamikroskopischen Struktureinheiten Ref.) sinnlos wäre, wenn man alle an zusammengesetzten Plasmamassen zu be- obachtenden Lebenseigenschaften auf die ,Protomeren‘ direkt übertragen wollte; denn das wäre eine einfache Zurückschiebung der Probleme auf unsichtbare Teilchen, und wir wären keinen Schritt vorwärts gekommen. Einen Sinn kann die Sache nur dann haben, wenn man die höheren Funktionen aus der Zusam- menordnung der Protomeren oder der Architektonik des Plasmas, niedere aus der Struktur des Protomers selbst zu begreifen sucht« (S. 499). Heidenhain hält letzteres für möglich nnd macht einen entsprechenden, weiter unten zu be- sprechenden Versuch; wir erachten dagegen, daß mit dieser Feststellung zu- gleich das Urteil über alle denkbaren Metastrukturen, wie über die »atomisie- rende« Richtung der Biologie im allgemeinen gefällt ist; doch darüber später. Wir wollen auf die alte, von H. aufgefrischte Schablone zu sprechen kommen, nach welcher eine Charakteristik des »Lebenden« (im Gegensatz zum Unbelebten? Ref.) gegeben werden soll. Wir erfahren zunächst, daß die Summe von »drei Eigenschaften: Stoff- wechsel, Teilungsvermügen, Massenzunahme, das Protomer vor niederen mole- kularen Gruppierungen auszeichnet, welche etwa in ihm enthalten sind« (S. 498). An anderm Orte wird die »ursprünglich lebende« Natur der Granula in serösen DrUsenzellen durch folgende Merkmale begründet: »Die serösen Granula haben nämlich, wenigstens im allgemeinen, vor den Schleimgranulis folgendes voraus: 1. Sie besitzen immer begrenztes Wachstum; 2. Sie gelangen zu einer bestimmten Durchschnittsgröße, welche bei verschiedenen Drüsen . . . spezifisch variiert; 3. Sie konfluieren niemals untereinander, sondern bewahren ihre mor- phologische Individualität; 4. Sie bringen in bestimmten Fällen eine besondere’ Binuenstruktnr zur Ausbildung (Halbmonde); 5. Sie lassen in ihrer Geschichte zwei deutlich unterschiedene Perioden erkennen, eine erste des systematischen Aufbaues, eine zweite der atypischen Auflösung und Zerfall (S. 381). Man sollte es kaum für möglich erachten, daß heutzutage derartige For- mulierungen des »Wesens« des Lebens möglich wären. Da stehen noch die alten Sprüche in der Art: Ohne Phosphor kein Gedanke usw. himmelhoch darüber. Das Merkwürdigste ist aber, daß das allermeiste, wenn nicht alles von den auf- gezählten Kriterien der »primitivsten Lebenseigenschaften« schon längst und unzählige Male an verschiedenen Modellen täuschend nachgemacht wurde : wir brauchen nur an die l'RAUBESche Zelle zurückzudenken und uns der Experimente von Bütschli, Roux, Rhumbler, Bernstein u. v. A. zu entsinnen. Mit diesen Formeln ausgerüstet, glaubt II. die höheren Funktionen des Organismus als die nach Dimensionen des Raumes orientierten definieren zu können ; diese Orientierung soll den Protomeren im allgemeinen noch nicht eigen sein und »erst auf der Basis der geordneten Zusammenfügung der Protomeren, also erst an räumlich orientierten Strukturen höherer Ordnung zustande kom- men« (S. 499). Wir glauben in letzterem Satze sowie in der oben gegebenen Definition des Protomers (im Gegensätze zu den zusammensetzenden Molekeln) die Achil- lesferse aller Metastrukturen vor uns zu haben: die Natur des Protomers ist nicht eine Resultante oder gar eine Summe aus den »Einzelnaturen« der zu- sammensetzenden Molekel, ebensowenig wie die Eigenschaften der Strukturen höherer Ordnung (mikroskopischer) eine Resultante aus den Eigenschaften der Protomeren. Beide Male kommt etwas qualitativ neues hinzu, eine intensive 522 Bücherbesprechung. Größe, eine Konstante höherer Ordnung, um mit Driesch zu sprechen, und nur in letzterer liegt der Kernpunkt des Problems: es ist ja die Anordnung oder Orientierung der Teile, ihre Verkniipfungs weise, nicht die Natur der Teile selbst, die sich hier als maßgebend erweist, mit andern Worten, etwas, was gar nicht atomisiert werden kann! Also wozu der Lärm? Sagt ja Verf. selbst ganz richtig, daß »in der konkreten histologischen Struktur sowohl wie auch bei den auf mikroskopischem Wege zu ermittelnden Lebenserscheinungen die Konstella- tion der Tatsachen eine derartige sein soll, daß sie den direkten Schluß auf die Metastruktur der lebenden Masse nicht nur ermöglicht, sondern geradezu fordert (im Original gesperrt). Wie aus obigem hervorgeht, glauben wir nicht, daß ein ähnlicher Tat- sachenzwang zur Aufstellung metastruktureller Theorien vorliegt, und können dem Verf. in seiner Hauptargumentation zugunsten der letzteren nicht folgen. Letztere lautet nämlich: »Bei Lichte besehen ist es selbstverständlich, daß die mikroskopisch sichtbaren Strakturerscheinungen, wie sie einerseits ohne merk- liche Grenze in die makroskopischen Strukturformen übergehen, ebenso ohne merkliche Grenze in die metamikroskopische Struktur sich verlieren« (S. 489 . Wir glauben Verf. richtig verstanden zu haben, wenn wir das »ohne merkbare Grenze« — einem »ohne Umschlag in der Qualität« gleichsetzen, denn andern- falls wäre ja der Satz eine Binsenwahrheit. So ist aber die »Selbstverständlich- keit« für uns durchaus nicht überzeugend. H. stützt sich vor allem auf die Spaltbarkeit alles Organischen und zwar auf eine unbegrenzte Spaltbarkeit des- selben als auf den Hauptbeweis für seinen Ideengang. Seine piece de resis- tance ist der Bau des Muskels, welcher das reinste Ineinanderschachtelungsbild darstellen soll. Es scheint uns aber, daß schon an diesem günstigsten Beispiele der Fehler der Prämisse klar zutage tritt, da wir, in unsrer Spaltungsarbeit an die einzelne Muskelfaser angelangt, schon der Unstetigkeit der ersteren, der prinzipiellen Än- derung der Sachlage gewahr werden müssen: die übrigens recht nahe Analogie zwischen Muskelbündeln verschiedener Ordnung und etwa den CouxnEiMschen Feldern in einer Muskelfaser kann uns darüber nicht hinwegtäuschen, daß außerhalb und innerhalb der Muskelfaser die Sachlage eine ganz verschie- dene ist, weil eben die Muskelfaser ein morphologisches und physiologisches Individuum (im etymologischen Sinne des Wortes) ist, weil, ganz unver- mittelt, bei der Muskelfaser angelangt, neue Strukturbestandteile, wie Sarco- lemm und Sarcoplasma und der Kernapparat der Faser in Erscheinung treten, denen ja auch ein Platz bei der weiteren Spaltung zugewiesen werden soll. Wie kann demnach von einem »unmerklichen Übergang vom Makro- zum Mikro- skopischen« usw. die Rede sein? Es braucht ja kaum hervorgehoben zu werden, daß es sich nicht um Zu- fälligkeiten des gewählten Beispiels, sondern um eine prinzipielle, dem Wesen des Organischen inhärente Sachlage handelt. Wie konnte II. übersehen haben, daß die Vorstellung von einem steten Übergang durch alle möglichen Größen- ordnungen wohl der Organisation eines Kristalls, nicht jedoch des Lebenden gerecht werden kann? Gewiß müssen wir II. darin beipflichten, wenn er sich gegen das Dogma wehrt, welches die »Existenz , histologischer1 Eleinentarteile schuf, welche immer über der Schwelle des Sichtbaren bleiben sollten« (S. 490). Es folgt aber daraus durchaus nicht, daß eine »histologische* Fibrille auch weiterhin metamikroskopisch fibrillär spaltbar sein müsse, denn es läßt Bücherbesprechung. 523 sich ja mit Leichtigkeit ein Fall denken, wo z. B. ein histologisches fibrilläres Gebilde, eine Cilie usw., aus einer holden festeren cylindrischen Hülle mit homogenem flüssigen Inhalt oder dergleichen besteht. Analoger Möglichkeiten gäbe es natürlich eine unbegrenzte Fülle. Wir wollen damit unsre Besprechung beschließen. Wenn dieselbe etwas weitschweifig geworden, so hat es seinen Grund in der Bedeutung, welche naturgemäß einem Werke zukommt, welches der Feder eines der maßgebenden Histologen entstammt und in einem noch nie erreichten Umfange angelegt ist. Das Werk soll den gegenwärtigen Stand der Cytologie erschöpfend schil- dern und zugleich die großen Direktiven für die weitere Forschung enthalten. Wir glauben aber, daß dasselbe vor allem den engen zünftlerischen Geist widerspiegelt, von dem die Cytologie beherrscht wird, soweit dieselbe als ein Abschnitt der mikroskopischen Anatomie behandelt und nach einem, im Präpariersaal gewonnenen, der Biologie so unendlich fein stehenden Gesichts- punkte gehandhabt wird. Gegen diese »antibiologische« Richtung in der Cyto- logie an der Hand eines konkreten Beispiels sich aufzulehnen, lag vor allem in der Absicht des Recensenten. Alex. Gurwitsch (St. Petersburg). Note on the number of the Somatic chromosomes in Funkia. By. M. G. Sykes. Girton College, Cambridge, & Bathurst Student of Newnham College, Cambridge. With plate XVI. Strasburger *) gives the number of chromosomes in the somatic nuclei of Funkia as twenty-four, the same number being also present during the reduction division. He notes the fact tliat greater diffe- rences in the sizes of the chromosomes are found in the latter case, and thinks it possible that twelve is really the reduced number, while some of the smaller chromosomes actually found are formed from larger ones by fragmentation. An examination of some of the somatic nuclei in my preparations of Funkia ovata and Funkia sieboldiana suggested to me that in these cases more than twenty-four chromosomes were present, and, since this point appeared to be of some small interest, I have carefully studied these and other examples. It is not easy to count the somatic chromosomes in this genus; the nuclei are so large that they are generally continuous through two or three of my sectious, and, as the longer chromosomes are often cut into two or more pieces, it is extremely difficult to distinguish between these pieces and the complete small chromosomes. The early archesporial divisions were J) Strasburger; Über Reduktionsteilung, 1900, S. 45; Die Ontogenie der Zelle, Prog. rei. bot. I. 1. 1907, Fig. 28; Pringsheims Jahrbuch, 1905; S. 16 — 17. Archiv f. Zellforschung. I. 35 526 M. G. Sykes chiefly examined but somatic nuclei from all other parts of tbe flower were also found in all stages of division. Anaphases and telophases were tbe most favorable stages for counting (Figs. 8 — 11), but tbe later anapbases and tbe prophases were more troublesome since tbe larger chromosomes are tlien very long and thin, while tbe smaller ones are often connected together in twos and tbrees by tbeir ends1 2 3), (Fig. 3). In most cases it seems probable that I have rather underesti- mated tbe number of tbe cbromosomes, but it was always possible to count at least tbirtv six. It was generally very difficult to decide on anv definite figure between tbirty-six and forty-eigbt, but an approximation to tbe latter was usually found. Fig. 3 represents tbree successive sections of tbe same nucleus, it does not seem pos- sible to suppose that less than tbirty wbole cbromosomes, (fifteen pairs) are distributed through tbe tbree sections, wbile at least twelve to sixteen cbromosomes can be constructed from tbe cut portions. In Figs. 8 — 11, from forty to forty-eigbt cbromosomes are represented in each nucleus. Tbe following table gives tbe results of a series of countings; in a few cases one or more cbromesomes were also present in another section of tbe same nucleus. Table of countings. 46 49 45-48 46 45—? 47-48 47—48 47 371 sj 35 1 ' 49 49 40 3) 44 44 51 The paired arrangement of tbe cbromosomes is extremely stri- kiug, as was sbown in some earlier figures4). Botb long and short cbromosomes undergo considerable contraction before division takes place and on tbe equatorial plate they are always more or less easily sorted into two sizes. *) Cf. M. G. Sykes; »Nuclear division in Funkia«, 1908. Archiv f. Zellf. I. S. 8-9. 2) See Fig. 7a and description. 3) A cut nucleus. 4; M. G. Sykes 1, c. p. 13 and Figs. 4, 7. PI. I. MG. Sykes del Taf. ATI. Note on the number of the Somatie chromosomes in Funkia. 527 ConcLusion. It appears certain the number of chromosomes in the somatie nuclei of Funkia ovata and Funkia sieboldiana is sometbing over forty, and it is probable that it is forty-eigbt. This number is double the reduced number of chromosomes, as is normally the case in plants. Botany School, Cambridge, January 1908. Plate XVI. Illnstrating Miss Sykes note in Funkia. All the nuclei figured were drawn from preparations stained with Heiden- hajxs haematoxylin. Tliey were all examined with a Zeiss 2 mm objective of 1. 4. N. A. and Zeiss Oculars 6, 8 and 18 and the figures were drawn with the aid of a camera lucida. Fig. 1. Prophase of archesporial nucleus of F. ovata. The number of chro- mosomes counted is 46. X 1150.’ Fig. 2. A section of a similar nucleus. 40 chromosomes are here present and at least 6 — 8 are found in the next section. (X 1150.) Fig. Sa, b, c. Three consecutive sections of a similar nucleus in a slightly earlier stage , the long chromosomes being as yet little contracted. Not less than 30 whole chromosomes are present, and in all 44—48 were estimated. (X 3500.) Fig. 4. Four pairs of chromosomes drawn out from a nucleus, in order to show the exact resemblance in size and shape of the members of a pair (X 3500.) Fig. 5. Obliqne view of telophase seen from inner side of a spindle; 46 — 48 chromosomes. Obtained from ovary wall, F. sieboldiana. (X 3500.) Fig. 6. Section of a metaphase, showing the much contracted chromo- somes. (X 1150.) Fig. 7 a, b. Two consecutive sections of an archesporial nucleus of F. ovata. A third section was lost. In the two figured , thirty-seven chromo- somes are estimated on the upper side of the spindle, thirty-five on the lower. (X 3500.) Fig. 8. Polar view of telophase of a nucleus from the wall of the ovary in F. sieboldiana. About 44 chromosomes were counted. (X 3500.' Fig. 9a, b. Two successive sections of a nucleus from the ovary wall in F. ovata. In Fig. 9a thirty-nine and twenty-seven chromosomes were counted, and in Fig. 96, five and twenty-two chromosomes. In all, then, forty-four chromosomes were estimated at one pole of the spindle and forty-nme at the other. (X 1500.' Fig. 10. Polar view of telophase of a nucleus from the ovary wall of F. ovata ; about 46 chromosomes. X 1500.) Fig. 11a, b. The two ends of a spindle of a nucleus from the ovary wall of F. sieboldiana , from two successive sections. Fig. 11a = 45 chromosomes; Fig. 115 = 46—47 chromosomes. X 3500.) 35* Les Divisions des Spermatocytes chez la Fourmi (Camponotus herculeanus L.), par le Docteur Honorß Lams, Assistant d'liistologie et d'embryologie ä l'Universitd de Gand. (Avec planche XVII.) Les travaux recents de Meyes, Mark et Copeland, Meyes et Deesberg sur certaines phases de la spermatogenese chez FAbeille et chez la Guepe, ont revele une foule de faits interessants de la plus haute importance biologique. Chez ces Iusectes hymenopteres, les deux divisions successives des spermatocytes, correspondant aux mitoses de maturation de la cellule sexuelle femelle, s’effectuent dune maniere toute speciale: chez FAbeille comme chez la Guepe, le sper- matocyte de premier ordre emet un petit bourgeon qui se detache ensuite de la cellule; le noyau n’intervient aucunement dans cette division. Le spermatocyte de second ordre, chez FAbeille, se divise eu deux rentables cellules, avec protoplasme et noyau, mais de vo- lume tres inegal: seule la plus gründe evolue en spermatide et sper- matozoide. La petite cellule restante subit un debut de transformation, mais eile degenere rapidement. Chez la Guepe, au contraire, le sper- matocyte de second ordre engendre deux cellules de memes dimen- sions qui se developpent toutes les deux en spermatozoides. D'apres Meyes et Deesbeug, un processus aualogue ä ce dernier s’observe chez la Fourmi. Les auteurs n’ont pas etudie avec pre- cision les faits qu’ils ont constates: l’observation des cellules semi- nales — minuscules — , est en eilet, comme ils le disent (5. p. 572), extremement laborieuse: »Ganz die gleichen Verhältnisse wie bei den Wespen haben wir bei den Ameisen gefunden, Yon denen die größte deutsche Art, die Les Divisions des Spermatocytes chez la Fourrni. 529 Roßameise, Camponotus herculeamis, untersucht wurde. Jedoch sind die Hodenzellen hier ganz außerordentlich klein, so daß sie einem genauen Studium große Schwierigkeiten bieten.« M. le Professeur Meves m’a donne ä examiner les preparations qui ont servi de base pour etahlir l’affirmation precedente, et m’a suggere l’idee d’entreprendre l’etude detaillee des phenomenes de maturation au cours de la Spermiogenese chez la Fourrni. Malgre les minimes dimensions des cellules et la difficulte dans l’interpre- tation des faits observes, j’ai obtenu des resultats qui confirment en grande partie le fait precite: que les divisions des spermatocytes, chez la Fourrni, se font d’une maniere semblable a celles chez la Guepe. Je tiens a remercier M. le Professeur Meves pour l’obligeance avec laquelle il a mis ä ma disposition tout le materiel qu’il posse- dait, ainsi que pour les conseils eclaires qu’il m’a donnes au cours de cette etude, entreprise dans son laboratoire. Materiel et Technique. De meme que chez heaucoup d’insectes, la Spermiogenese se passe, chez la Fourrni, pendant la vie embryonnaire. Les testicules que j’ai eus ä ma disposition provenaient de nymphes de Camponotus herculeanus L ., envoyees de Silesie ä M. le Prof. Meves. Fixes en partie dans le liquide de Flemming, dilue d’une quantite egale d’eau distillee, en partie dans le liquide de Hermann, les testicules, en- robes a la paraffine, ont ete coupes a une epaisseur de 5 u, et la majorite des coupes a ete coloree a Fhematoxyline ferrique de M. Heidenhain. Pour les pieces tixees dans la liqueur de Flemming, j’ai egale ment employe la nouvelle methode preconisee par Benda pour la coloration des mitochondries et publiee recemment par Meves et Düesberg1). Ce procede, devenu d’une execution relativement facile, donne des resultats plus satisfaisants et plus constants que Fancienne methode. Uu grand nomhre de coupes a ete traite a Fhematoxyline ferrique conformement ä la technique indiquee par Meves2) (p. 417) pour la mise en evidence des centrioles. Ce sont surtout les preparations de pieces tixees a la liqueur de Hermann !) Meves und Düesberg. Die Spermatocytenteilungen bei der Hornisse (Vespa crabro L. . Arch. f. mikr. Anat. Bd. 71. 1908. 2) Meves. Die Spermatocytenteilungen bei der Honigbiene ( Apis vielliftca L .) nebst Bemerkungen über Chromatinreduktion. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 70. 1907 530 Dr. Honore Lams qui sout favorables ä l’etude de ces elements. Les centrioles sont en effet souvent Caches par les mitochondries qui apparaissent nette- ment dans les cellules apres fixation dans le melange de Flemming et coloration a l’hematoxyline ferrique. Dam examen a l’etat frais des elements seminaux, il n’a pas pu etre question: les dimensions des cellules ne depassent pas 7 u, et il faut au moins un grossisse- ment de 1500 a 2000 diametres pour se rendre coinpte des details de leur structure. Dans le travail suivant, je n’ai etudie que quelques stades de la spermatogenese : la periode d’aecroissement ainsi que les deux divisions de maturation du spermatocyte. L’etude de la transforma- tion de la spermatide en spermatozoide ne peut — du moins pas a l’heure actuelle, ni chez l’espece de Fourmi que j’ai examinee — conduire a des resultats suffisamment precis et complets. Des testi- cules de fourmis exotiques, contenant des cellules seminales plus grandes peut-etre, constitueraient un materiel Sans aucun doute plus favorable pour elucider cette question. Periode d'accroissement. Les cellules les plus jeunes qu’il m’a ete possible d’observer sont a leur periode d’accroissement (PI. 17 fig. 1): elles sont groupees dans des cystes, situes a l’extremite des tubes seminiferes, dans les testicules que j’ai etudies; elles sont disposees de teile facon que le noyau soit peripherique et que les bouts effiles protoplasmiques re- gardent le centre du cyste. Ces cellules, d’un diametre moyen de 7 tq contiennent un noyau arrondi (de 4 a 4,5 u), dont la charpente achromatique est peu nette ; quelques grains colorables se trouvent appliques contre la peripherie de la membrane nucleaire. L’element chromatique le plus apparent consiste en un corps arrondi, le plus souvent excentrique dans le noyau ou accole a la membrane (fig. 1 et 20), et sur la nature precise duquel (nucleole ou amas chromatique) je ne puis pas me prononcer. Le cvtoplasme de ces cellules, colorees a 1’hematoxyline ferrique, presente un aspect granuleux; gräce a la methode de Bexda, on y met en evidence des grains et des batonnets, intensement colores en violet, s’entrecroisant dans tous les sens et accumules en grand nombre dans la partie du cvtoplasme tournce vers le centre du cyste (fig. 2). Ces mitochondries (granulations) et chondriokontes (filaments Les Divisions des Spermatocytes chez la Founni. 531 ou bätonnets) y sont tasses au point de former un amas compact presque indechiffrable. Tout a l’extremite effilee de la cellule, on apercoit le plus sou- vent un prolongement tres colorable en bleu ou en violet, et qu’il faut Interpreter comme un reste du fuseau achromatique de la der- niere mitose des spermatogonies. Un grand nombre de cellules sont reliees entre elles par ces »Spindelrestkörper« et ne se detachent les unes des autres que tardivement: on retrouve des traces de ce reliquat fusorial a Fun des pöles du spermatocyte, pendant les pbases ulterieures de son developpement. 11 ne m’a pas ete possible de constater, ä ce stade, l’existence de centrioles dans le cytoplasme cellulaire. Periode de maturation. Pendant la periode de maturation, le volume de la cellule reste a peu pres le meme qu’au stade precedent: on peut constater cepen- dant que des spermatocytes, ä la meme phase de leur developpe- ment, presentent des differences de taille assez notables. Celles-ci sont dues avant tout ä l’action des fixateurs employes, la liqueur de Hermann produisant, en general, une retraction moindre que le liquide de Flemming; le volume et la forme de la cellule varient egalement d’apres sa Situation au centre ou a la peripherie du testi- cule: dans ce dernier cas, la fixation est meilleure et les alterations sont reduites au minimum. Au für et a mesure que le developpement de la cellule avance, on observe des modifications dans la structure du noyau, assez carac- teristiques pour qu’elles puissent servir de guide pour classer, dans leur succession reelle, les diverses pbases de l’evolution des sperma- tocytes. A un premier stade (fig. 21), la cliarpente achromatique du noyau, toujours encore arrondi, devient plus nette: les granulations colorables augmentent en nombre en meme temps que le volume du corps chro- matique diminue; celui-ci disparait rapidement, sans doute au profit des grains dissemines dans toute Faire nucleaire et relies entre eux par des filaments assez epais, moins colorables. On se trouve en presence d’un etat du noyau qui rappelle plus ou moins le spirem (fig. 3 et 22). La cellule est restee pyriforme et le cytoplasme a conserve le meme aspect qu’au stade precedent; toutefois, les elements mitocbon- driaux semblent s’etre tous refugies dans le pole cytoplasmique du 532 Dr. Honore Lams spermatocyte, entre le noyau. et le Spindelrestkörper, conserve ä l’extremite de la cellule. On observe que les grains ou grumeaux mitocbondriaux sont devenus plus rares, alors que les chondriokontes ont augmente sensiblement en nombre et se sont disposes, parallele- ment les uns aux autres, parfois en deux trainees le long de la membrane cellulaire, le plus souvent en une seule, etendue entre le noyau et le bout effile du spermatocyte. Bientöt, dans le noyau arrondi, on constate que le spirem se condense a certains endroits (fig. 23) et que des cbromosomes appa- raissent sous forme de petits grumeaux arrondis, intensement colo- rables; cbacun d’eux est divise en deux amas chromatiques secondaires qui restent le plus souvent accoles, et sont dissemines dans toute l’aire nucleaire (fig. 4 et 24). Dans le cytoplasme, on remarque la trainee de chondriokontes s’etendant le long de la membrane cellulaire. Entre celle-ci et le noyau — tout-a-fait excentrique — il existe un mince espace de cytoplasme oü l’on peut apercevoir un granule fortement colorable par lhematoxyline ferrique, et qui semble relier les membranes nucleaire et cytoplasmique: cette granulation correspond a un des centrioles du spermatocyte (fig. 4 et 5). Un second centriole est situe a l’extremite effilee de la cellule, egalement contre la membrane cellulaire (fig. 4): ces deux elements sont assez facilement reconnais- sables, grace a la particularite suivante — que l’on observe egale- ment cbez la Guepe et chez l’Abeille: a chaque centriole est attachee une vesicule tres petite, en forme de gourde, faisant saillie hors de la cellule: ce minuscule appendice est nettement lirnite par une tres fine membrane et contient un suc clair. Dejä a ce moment, la forme de la cellule s’est legerement modifiee: le spermatocyte s’est allonge ä son pole protoplasmique, et cet etirement, parfois accompagne d'une tres legere constriction vers le tiers superieur du grand axe cellulaire, donne au spermatocyte l'aspect d’une massue. II est assez rare ce- pendant de trouver ce debut de formation du bourgeon lorsque le noyau revöt l’aspect que je viens de decrire: le plus souvent, le bourgeonnement commence un peu plus tard. Le noyau, au stade represente fig. 6 ä 10, n’a plus garde sa forme bien arrondie. La membrane nucleaire est conservee, mais eile est devenue onduleuse et est attachee au centriole du pole nu- cleaire; eile circonscrit un espace irregulier contenant les cbromosomes. Ceux-ci, le plus souvent bien separes les uns des autres — une fixa- tion defectueuse peut leur donner parfois l’apparence d’avoir conflue Les Divisions des Spermatocytes chez la Fourmi. 533 en une seule masse — sont groupes au centre de l’aire nucleaire. Celle-ci est traversee par quelques fins filaments achromatiques assez indistincts (fig. 25), qui s’arretent a la membrane du noyau. Quelques fibres, rarement visibles, out un trajet intra-cytoplasmique : elles con- vergent vers le centriole du pole nucleaire (fig. 7 a et 7 b). Dans le protoplasme ceilulaire, sur les preparations colorees a Fhematoxyline ferrique, on observe la trainee de cbondriokontes, sous forme d’une bande foncee (fig. 6, 8, 9), s’etendant d’un pole de la cellule ä l’autre, entre les deux centrioles, garnis de leurs appen- dices vesiculaires. La methode de Benda met ces elements bäton- noides en evidence, avec une grande nettete (fig. 10). Parfois deux spermatocytes voisins restent relies Tun a l’autre par le »Spindelrest- körper«, intensement colorable et situe dans le voisinage du centriole du pole cytoplasmique, a Fextremite effilee de la cellule (fig. 5). La forme du spermatocyte, au stade que je viens de decrire, subit des modifications interessantes. La partie effilee de la cellule (fig. 6) devient progressivement campanuliforme (fig. 7 a 10), et au niveau du tiers superieur du grand axe ceilulaire, on observe un leger etranglement, qui s'accentue au für et a mesure de l’evolution du spermatocyte. En meine temps, la partie du cytoplasme, situee au-dessus de l’endroit de constrietion, s arrondit et devient globuleuse, de facon a figurer un veritable bourgeon. Au sommet de celui-ci (fig. 6 a 10), j’ai constate avec certitude la presence du centriole, reconnaissable a son appendice extra-cellulaire; ä des stades ulte- rieurs, il ne m’a plus ete possible d’en retrouver des traces certaines a cet endroit. Ce bourgeon, rappelant le premier globule polaire expulse par l’oeuf, a un diametre de 2 u, et n’est rattache finalement au spermatocyte que par un collet assez etroit; il contient parfois quelques grains colorables par le Kry stall violett, probablement de nature mitochondriale. Je n’ai pas pu observer, chez la Fourmi, les details decrits par Meves et Duesberg chez la Guepe, oü les auteurs constatent, au niveau du point d’etranglement du bourgeon, Fexistence de filaments achromatiques, dans lesquels il apparait des granulations nodales se fusionnant plus tard en un corpuscule intermediaire en forme d’anneau. Existe-t-il, chez la Fourmi, une cloison de Separa- tion entre la cellule-mere et le globule expulse? Il m’est impossible de l’affirmer avec certitude (fig. 12 et 16). A partir du stade de metacinese des chromosomes contenus dans le spermatocyte, il devient meine tres difficile de retrouver une trace du bourgeon: exception- nellement je l’ai vu encore adherent ä la cellule, lorsque celle-ci 534 Dr. Honore Lams commence a subir l’etranglement median, marquant le debut de la division cytoplasmique (fig. 16). C’est ce bourgeonnement purement cytoplasmique, cette elimi- nation d’une masse relativement minime du corps cellulaire, qui con- stitue l’equivalent de la premiere division de maturation du sperma- tocyte de premier ordre. La description des differentes pbases qui se succedent pendant la seconde division de maturation sera brieve: le processus de cette division rappelle en effet celui d’une mitose ordinaire. Les cbromosomes du noyau, dissemines d'abord irregulierement dans l’aire nucleaire, se disposent en une plaque equatoriale (fig. 26), situee au milieu d'un fuseau de fibres achromatiques peu nombreuses, dont les extremites convergent en uu point (fig. 11), que Fon ne peut cependant pas considerer comme un centriole. Q.uand ce dernier element est visible, il est situe tout a la peripherie de la cellule et est pourvu le plus souvent de sa vesicule (fig. 12, 16, 17). Le fuseau siege au milieu de la cellule dans un cytoplasme plus clair: son axe longitudinal correspond au grand axe cellulaire, passant par le pole nucleaire primitif et le pole cytoplasmique,’ encore recon- naissable, gräce a la presence du bourgeon. La cellule est devenue arrondie; a sa peripberie, on retrouve le faisceau de chondriokontes disposes en un croissaut (fig. 11), dont la concavite regarde la plaque equatoriale, et dont les extremites se rapprochent de celles du fuseau acbromatique. Au moment de la metacinese (fig. 12), on remarque, au centre du fuseau, une double rangee de cbromosomes dont je n’ai pas pu etablir le nombre exact. En s’ecartant de plus eu plus les uns des autres, ils laissent apercevoir des filaments achromatiques qui les reunissent (fig. 13). Les chromosomes-filles, apres le stade de dyastcr, se conglo- merent en deux amas, relies Fun ä l’autre par des filaments achro- matiques (fig. 14 et 15); quelques rares fibrilles s’attachent aux cen- trioles et ont uu trajet intracytoplasmique, ne se dirigeant pas vers l’amas de cbromosomes. On observe successivement des spermato- cytes a corps cellulaire de plus eu plus allonge; certains presentent un debut d’etrauglement a leur region moyenne (fig. 16); enfin, Fon se trouve en presence de deux cellules arrondies, contenant chacune un noyau, dans lequel les Segments chromatiques se laissent parfois encore reconnaitre a leur forme de grumeaux arrondis (fig. 17, 18, Les Divisions des Spermatocytes chez la Fourmi. 535 19). Les deux noyaux-filles ont l’aspect de masses tres colorables, irregulierement lobees. Elles sont reliees par un faisceau de fibres achromatiques qui presentent, au point ou les deux cellules se tou- chent, des epaississements nodaux, formant ainsi une veritable plaque fusoriale (fig. 17). A ce stade, on peut encore coustater l’existence du centriole, semblant faire corps avec la membrane cytoplasmique et pourvu de sa vesicule extra-cellulaire. Les deux elements resultant de la seconde division de maturation du spermatocyte restent parfois accoles, mais les cellules se detachent rapidement les unes des autres et subissent ulterieurement leur transformation en spermatozo'ide. Pendant cette periode, le cytoplasme du spermatocyte presente le meme aspect qu’aux stades precedents et contient le mitoclion- driome, c-ä-d. l’ensemble des mitochondries et chondriokontes, disposes en un croissant a la peripherie de la cellule (fig. 12). Quand la mitose est pres de s’achever, lorsque le spermatocyte allonge renferme deux noyaux-filles (fig. 15), on remarque que le faisceau de chondrio- kontes est etire dans le sens de l’axe de la cellule; il s’amincit bientot a sa partie mediane, s’etrangle a ce niveau, et lorsque la division cytoplasmique est achevee, les cellules-filles contiennent cha- cune un amas de chondriokontes en forme de massue, a siege ex- centrique (fig. 19). Les deux mitockondriomes derives, de meme Volume, se touchent parfois par leur extremite effilee, marquant ainsi nettement l’endroit ou s’est elfectuee leur division. Conclusions. Ainsi que l’avaient annonce Meves et Duesberg, les divisions des spermatocytes, chez la Fourmi, se passent donc bien en realite d’une mauiere analogue ä celles decrites chez la Guepe. A part quelques divergences concernant des details de moindre importance, et sur lesquels j’ai attire l’attention au cours de ce travail, les pro- cessus sont les meines dans les deux cas. Chez FAbeille, de meme que chez la Guepe, au für et a mesure que le bourgeonnement cytoplasmique progresse, le noyau subit toutes les modifications que Fon observe au cours d’une mitose. Chez FAbeille, il y a formation d’un fuseau complet ä l'equateur duquel se rangent les chromosomes; chez la Guepe, au contraire, un demi- fuseau seulement se forme, et les chromosomes restent dissemines entre les filaments achromatiques. Chez les deux insectes en question, les elements chromatiques se tassent ensuite les uns contre les autres; 536 Dr. Honore Lams la mitose semble regresser, et ce n'est qu’apres cette phase que com- mence la veritable seconde division. Cbez la Fourmi, les transformations du noyau m’ont semble moins eompliquees, et lors de la premiere division je n’ai pas con- state nettement l’existence d’un demi-fuseau qui regresserait pendant que le bourgeonnement s’acbeve, malgre que j’aie vu cependant, a uu moment donne, des filaments achromatiques dans l’aire nucleaire. La cellule diminuee d:un globule de cytoplasme en forme de bourgeon, mente le nom de spermatocyte de second ordre; et cbez la Fourmi comme cbez la Guepe, cet element subit une veritable division en deux cellules de meine volume qui se developperont en spermatozoides. Chez l’Abeille, au contraire, les deux spermatides sont de dimensions tres differentes: la plus gründe seule evolue en spermatozoide complet. Kiel, fin fevrier 1908. Bibliographie. 1. Mev*es. Über »Richtungskürperbildung» im Horleu von Hymenopteren. Anat. Anz. Bd. 24. 1903—1904. 2. Mark and Copelaxd. Some Stages in the Spermatogenesis of the Hone^- Bee. Proc. of tbe Amer. Acad. of Arts and Sciences. Yol. XLII. n° 5. 1906. 3. Meves. Die Spennatocytenteilungen bei der Honigbiene (Apis mellifica L.) nebst Bemerkungen über Chromatinreduktion. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 70. 1907. 4. Mark and Copelaxd. Maturation Stages in the Spermatogenesis of Yespa maculata Linn. Proc. of the Amer. Acad. of Arts and Sciences. Vol. XLIIL n° 3. 1907. 5. Meves und Duesberg. Die Spermatocytenteilungen bei der Hornisse (Yespa crabro L.). Arch. f. mikr. Anat. Bd. 71. 1908. Explication des figures. Spermatocytes de Fourmi ( Camponotus herculeanus L .) dessines ä un gros- sissement de 2600 diametres, et se rapportant aux periodes d'accroissement et de maturation. Les cellules representees fig. 4, 8, 9, 13, 14. 16, 17. 18, proviennent de testi- cules fixes ä la liqueur de Herrmaxx; coloration ä l'hematoxyline ferrique. H Larns dd. Taf. XVÜ. gthruinn axleipzig. LMi Anst.v. Johannes Arndljma, Les Divisions des Spennatocytes chez la Fourmi. 537 Les cellales correspondant aux fig. 1, 2. 3, 5, 6, la et b, 10, 11, 12, 15 et 19, proviennent de testicules fixes au liquide de Flemming. Coloration ä l'hema- toxyline ferrique, sauf les fig. 2, 3, 10, 11, 15, 19, oü la coloration des coupes a 6te faite d’apres la methode nouvelle de Benda. Les fig. 20 ä 26 representent les diverses transformations que subit le noyau du spermatocyte avant de presenter Taspect de la plaque equatoriale de la seconde mitose de maturation. Fixation au liquide de Flemming ou de Hermann; coloration ä l’hematoxyline ferrique. Die Entwicklung der Keimzellen in den parthenogenetischen Generationen der Cladoceren Daphnia pulex De Geer und Polyphemus pediculus De Geer. Von Alfred Kiilm. (Aus dem Zoologischen Institut der Universität Freiburg i. Br.) Hierzu Tafel XVIII— XXI und 6 Textfiguren. Einleitung. 1885 untersuchte Weismann die Reifung eines parthenogeneti- schen Eies — es war das von Polyphemus oculus Müll, [pediculus De Geer) — und beobachtete die Bildung eines Richtungskörpers (1885 S. 122). Weitere Untersuchungen der folgenden Jahre von Weismann und Ischikawa an Crustaceen und Rotatorien (1886, 1887, 1888, 1889) und von Blochmann an Aphiden (1887) ergaben Belege für das von Weismann 1887 formulierte »Zahlengesetz der Richtungs- körper«, wonach bei parthenogenetischen Eiern ein Richtungskörper gebildet wird, während bei solchen, die einer Befruchtung bedürfen, zwei Richtungskörper sich abschnliren. Ein besonderes Interesse gewannen diese Erscheinungen da- durch, daß Weismann sie in Beziehung setzte zu den allgemeinen Vorstellungen über das Wesen der geschlechtlichen Fortpflanzung, speziell dem Reduktionsproblem. Wenn durch eine der Reifungsteilungen zur Vorbereitung für die Befruchtung eine Reduktion der Chromosomenzahl herbeigeführt wird (»Reduktionsteilung« Weismann), so war es erklärlich, ja zu vermuten, daß diese Teilung unterbleibt, wenn eine Vereinigung von zwei Geschlechtszellen nicht zustande kommt. Die Entwicklung der Keimzellen usw. 539 Bei der Untersuchung der Eireifung in noch weiterem Umfang und bei andern Tiergruppeu zeigten sich jedoch Ausnahmen von dieser Regel, indem man fand, daß auch bei parthenogenetischen Eiern zwei Richtungskörper gebildet werden können. Platner (1888) zeigte zuerst für einen Fall von fakultativer Parthenogenese, bei den Eiern der Bombycide Liparis dipar , daß hier wie in den befruch- teten Eiern zwei Richtungskerne gebildet werden. Daran schlossen sich die Beobachtungen von Blochmann (1889, 1892), Paulke (1899) und Petrunkewitsch (1901) für Apis mellifica , ferner von Henking (1888; 1892) für Lasias niger, Rhodites rosae, Bombijx mori und Leucorna salicis, von Doxcaster (1906) für Blattwespen, W. B. von Baeiir (1907) für Bacillus rossii, von Erlanger und Lauterborn (1897) für die Männchen ergebenden Eier von Asplanchna prio- donta. Nach Doncaster führt die zweimalige Teilung des primären Keimzellenkerns bei Blattwespen zu keiner Reduktion der Chromo- somenzahl. Von den meisten Untersuchern wird jedoch eine Ver- minderung der Normalzahl auf die Hälfte angenommen. Auf welche Weise aber die durch Bildung der beiden Richtungskörper reduzierte Chromosomenzahl im Verlauf der weiteren Entwicklung wiederher- gestellt wird, ist für die meisten Arten noch nicht anzugeben. Nur für die parthenogenetischen Eier von Artemia salina wurde von Brauer (1894) gezeigt, daß der zweite Richtungskörper, der bei diesem Krebschen ausnahmsweise gebildet werden kann, wieder mit dem Eikern verschmilzt. Für die andern angebenen Fälle, in denen zwei Richtungskörper in parthenogenetischen Eiern gebildet werden, ist eine solche »Befruchtung durch den zweiten Richtungs- körper« [Boveri (1887)J auszuschließen. Aber auch durch andre Momente wird das Problem der Reifung des parthenogenetischen Eies kompliziert. Die Beobachtungen zahl- reicher, vor allem der frühsten Autoren über die Reifung befruch- tungsbedürftiger Eier legten die Ansicht nahe, daß die erste Reifungs- teilung stets eine »Äquationsteilung«, die zweite die Reduktionsteilung sei. In parthenogenetischen Eiern nahm man einfach einen Ausfall der zweiten reduzierenden Teilung an. So wurde dieser Typus einer »Postreduktion« (Korschelt) anfangs als der allgemein herrschende angesehen. Zahlreiche Untersuchungen der neueren Zeit zeigten aber, daß dem Modus der »Praereduktion« (Korschelt) auch eine erhebliche Verbreitung zukommt. Manche Autoren, so Montgomery und Gregoire (1905), neigen sogar dazu, ihn als den 540 Alfred Kühn herrschenden anzusehen. Jedenfalls machen die zahlreichen be- stimmten Angaben von einer Reduktion im ersten Teilungsschritt es notwendig, den Charakter der Mitose dort zu untersuchen, wo nur eine Reifungsteilung beschrieben wird. Eine weitere Verwicklung erfuhr das Problem durch die Be- obachtung, daß bei zahlreichen Objekten aus dem Tier- und Pflanzen- reich schon zu einer Zeit vor den Reifungsteilungen die Chromo- somen in der Hälfte der somatischen Zahl vorhanden sind. Man sieht heute ziemlich allgemein in der »Pseudoreduktion« (Schein- reduktion) dieser Stadien einen wichtigen Prozeß in der Reifung der Keimzelle. Und auf die für so viele Fälle beschriebene Ver- bindung [= »Syndese« Häcker (1907)] von je zwei Chromosomen zu einem bivalenten Element (»Gainosom«), welches häufig noch einmal in jedem Teilelement längsgespalten als »Vierergruppe« (Tetrade) in die erste Reifungsteilung eintritt, hat man verschiedene Theorien aufgebaut. Vielfach wird allgemein nur angenommen, daß ein wichtiger Stoffaustausch zwischen je zwei Chromosomen in ihrer Copulation stattfinde. Montgomery hat 1901 zuerst den Gedanken ausge- sprochen, daß die Chromosomenpaarung vor dem Eintritt in die Reifungsteilungen eine Conjugation je eines väterlichen und eines mütterlichen Elements bedeute. Diese Ansicht haben besonders A. und K. E. Schreiner weiter ausgebaut. Dieser »Conjugationshypothese« gegenüber vertritt Boveri (1904) sowie auch Rückert die Anschauung, daß in der paarweisen An- ordnung der Chromosomen vor der ersten Richtungsteilung eine Ein- richtung gegeben ist, die den Mechanismus der Reduktionsteilung er- möglicht, indem die Doppelehromosomen die in einer regulären Teilung vorliegenden längsgespaltenen Einzelchromosomen im Äquator der Spindel ersetzen und so eine zweireihige Anordnung der Elemente möglich machen. Die eine wie die andre Auffassung bringt für die Reifung des parthenogenetischen Eies spezielle Probleme. So ist es von Interesse, auch für parthenogenetische Eier die Herkunft der Chromosomen, welche in die Richtungsteilung eintreten, kennen zu lernen. Über die Geschichte des parthenogenetischen Eikerns vor dem Eintritt in die Reifungsphase liegen jedoch bisher Untersuchungen kaum vor. Zweck der vorliegenden Arbeit soll es nun sein, möglichst voll- ständig den Zyclus der Geschlechtszellen nnd speziell das Verhalten des Chromatins in ihren verschiedenen Zuständen in den partheno- Die Entwicklung der Keimzellen usw. 541 genetischen Generationen von zwei Cladocerenformen, Daphnia pulex De Geer und Polyphemus pediculus De Geer, klarzulegen. Zunächst wird für die somatischen Zellen der untersuchten Arten die Normalzahl der Chromosomen und ihr Verhalten bei der Teilung zu untersuchen sein. Dann werden wir die Entwicklung der Ur- geschlechtszellen in der Embryonalentwicklung zu beobachten haben, um hierauf im Ovarimn des erwachsenen Tieres dem Keimzellenkern durch die Teilungen der Oogonien bis zur Oocyte zu folgen und weiter durch die Veränderungen der Wachstumsperiode zur Reifung. Nach der Betrachtung der Reifungsvorgänge schließen dann die Furchungsteilungen wieder an die embryonalen Zellgenerationen an, aus denen sich wieder die erste Anlage des Ovariums herleitet. Material und Methode. Die verbreitete Daphnia pulex wurde verschiedenen Tümpeln ent- nommen und teils gleich fixiert, teils in Aquarien gehalten. Aus letzteren wurden einzelne Weibchen ausgesucht und isoliert weiter gezüchtet. Die Eier wurden im Ovarium und im Brutraum lebend beobachtet und in den geeignet erscheinenden Stadien fixiert. Poly- phemus pediculus hat in der Umgebung Freiburgs vereinzeltes Vor- kommen. Besonders aus den Altrheinwassern am Kaiserstubl bezog ich ziemlich reichliches Material. Es erwies sich als sehr schwierig, Polyphemus im Aquarium längere Zeit am Leben zu halten. Daher wurden die Individuen meist an Ort und Stelle durchgesehen und fixiert. Als Fixierungsmittel wurde vor allem Sublimatlösung in der von Gilson- Petrunkewitsch angegebenen Mischung angewendet, aber auch vom RATH’sche Lösung und Chromsäure; doch erwiesen sich die in Sublimatlösung fixierten Tiere, besonders für die Anwendung verschiedener Färbungen, am geeignetsten. Die ganzen Tiere, bzw. Eier wurden mit Alaunkarmin oder Borax- karmin gefärbt, um eine genauere Orientierung über die vorliegenden Stadien, die räumliche Anordnung der Kerne usw. zu ermöglichen. Die Paraffinschnitte in der Dicke von 5, 7,5 und 10 p wurden mit Hämatoxylin nach Delafield und Böhmer, unter Gegenfärbung mit Eosiu oder Pikrokarmin tingiert, sowie vorgefärbt mit Bordeaux-Rot und nach Heidexhains Methode mit Eisenammoniumsulfat- Häma- toxyliu behandelt. Archiv f. Zellforschung. I. 36 542 Alfred Külm Spezielle Untersuchung. Daphnia pulex. I. Die Chromosomen in den somatischen Zellen. Für unsern Zweck ist es nicht nötig, die verschiedenartige Ver- teilung zu betrachten, welche das Chromatin im ruhenden Kern der verschiedenen Gewebszellen, jedenfalls im Anschluß an die spezielle Funktion der betreffenden Zelle, aufweist. Es handelt sich nur darum festzustelllen, ob in den Zellen, welche das Soma des Körpers aufbauen, eine feste Anzahl von Chromosomen durch die aufeinander- folgenden Teilungen durchgeführt wird, und wie diese Zahl sich zu der der Chromosomen der Geschlechtszellen verhält. Zu diesem Zweck suchte ich den Verlauf der Zellteilungen in Körperzellen fest- zustellen. Besonders günstig für die Beobachtung somatischer Zellteilungen sind reifende Embryonen vorgerückter Stadien im mütterlichen Brut- raum. Während des starken Wachstums und der Ausgestaltung der äußeren und inneren Organe linden sich zahlreiche Mitosen in den Zellen der drei embryonalen Keimblätter. In Fig. 1 — 4 (Taf. XVIII) sind eine Ileihe von Kernteilungsphasen aus dem ektodermalen Epithel eines schon ziemlich herangewachsenen Embryos wiedergegeben. Die ruhenden Kerne (Fig. 1) besitzen fast stets einen großen, stark färbbaren Xucleolus. Das Chromatin ist in Fäden im Kernraum verteilt, der Kernwand mehr oder weniger anliegend. Die Spindeln sind klein; an ihren Polen liegen sehr feine, scharfe »Centriolen«, die meist von einer deutlichen Polstrahlung umgeben sind. Die Chromosomen treten stark verkürzt in die Spindel ein, als Stäbchen von ca. 1 — 1,5 u. Länge und nicht viel geringerer Dicke; manchmal erscheinen sie leicht gekrümmt (Fig. 2). Im Ver- hältnis zu der geringen Ausdehnung der Spindel, in der Länge 4—5 u, erscheinen sie recht groß. In den fertigen Aquatorialplatten sind sie sehr dicht zusammengedrängt. Ihre Zahl ist daher auf Seiten- ansichten nur ungefähr auf 7 — 10 zu bestimmen. So sind in einer Spindel, die Fig. 3 darstellt, bei verschieden hoher Einstellung sieben Chromosomen deutlich zu unterscheiden, während man zweifeln kann, ob eines oder das andre sich nicht von einem darunterliegenden schlecht abhebt. Aquatorialplatten in Polansicht lassen die Zahl acht als die wahrscheinlichste erscheinen (Fig. 2). In der Anaphase (Fig. 4) ist die geringe Zahl der etwa um die Hälfte kleineren Teil- Die Entwicklung der Keimzellen usw. 543 Chromosomen meist auch leicht abzuschätzen. Nach dem Auseinander- rücken der Tochterehromosomen bleiben die Spindelfasern zwischen den beiden Gruppen noch ziemlich lange erhalten; in ihrer Mitte kommt eine typische Mittelplatte zur Ausbildung (Fig. 4). Man findet auch im fortpflanzungsreifen Tier nicht selten Mitosen in den Körperzellen. Besonders günstig für die Beobachtung der Teilungsfiguren sind die Zellen des Darmepithels wegen ihrer relativ bedeutenden Größe. In Fig. 5 ist eine solche Mitose abgebildet. Eine sichere Ziffer möchte ich darnach für die Chromosomen nicht angeben, doch werden es auch zwischen sieben und zehn Stäbchen sein. Auch in Hypodermiszellen finden sich Teilungen. Sie geben jedoch wegen ihrer außerordentlichen Kleinheit keine klaren Bilder. II. Die Urkeimzellen in der Embryogenese. Nach den neueren Untersuchungen über die Embryonalentwick- lung der Cladoeeren differenzieren sich die Urkeimzellen in ziem- lich frühen Embryonalstadien aus mesodermalem Material. Samassa (1893) findet in seiner Arbeit über »Die Keimblätter- bildung bei den Cladoeeren« bei Moina und übereinstimmend damit bei Daphnia in einem Stadium des Embryos, in dem die Gastrulation abgeschlossen ist und sich das innere Blatt schon im vorderen Teile des Embryo in Mesoderm und Entoderm gesondert hat, die Genital- anlage aus jederseits vier Mesodermzellen bestehend, »welche den übrigen Zellen gegenüber durch ihre Größe kenntlich sind und gegen die primäre Leibeshöhle vorspringen« (S. 364 und 668 ff.;. Später kommen die mesodermalen Hüllzellen der Ovarialwand hinzu. Zunächst bleibt die Zahl dieser Urkeimzellen gering, und Mitosen sind in ihnen selten anzutreffen. Später finden reichliche Teilungen statt, welche die Organaulage zu je einem beiderseits vom Darm liegenden, ziemlich starken Zellstrang machen. In Fig. 6 ist ein Teil eines Schnittes dargestellt, der das Ovarium eines Embryos veranschaulicht, zur Zeit, da die Extremitäten alle angelegt sind und im Auge die Bildung von Pigment begonnen hat. Die Ureizellen, welche die embryonale Anlage des Ovariums ausmachen, liegen dicht zusammen. Zellgrenzen sind zwischen ihnen meist undeutlich wahrzu- nehmen. Hüllzellen, die später das Ovarialepithel bilden, sieht man auf die Keimzellen aufgelagert. Das Plasma ist fein granuliert; da und dort sind kleine, mit Eisenhämatoxylin dunkler gefärbte Ein- schlüsse in unregelmäßiger Verteilung wahrzunehmen. Die ruhenden 36* 544 Alfred Kühn Kerne siud durch eine scharfe Kernmembran vom umgebenden Zell- körper abgesetzt. Sie enthalten große, stark tingierbare Nucleolen. Die ziemlich blassen und dünnen Chromatinfäden sind um den Nucleolus zusammengedrängt oder locker im Kernraum verteilt. Drei Kerne sind auf dem Schnitt der Fig. 6 in Teilungsphasen getroffen. Die Teilungen der Urkeimzellen unterscheiden sich von somatischen Mitosen, wie man sie in denselben Embryonen finden kann, nur durch ihre beträchtlichere Größe, wie auch die ruhenden Kerne der Ur- keimzellen einen größeren Umfang zeigen als die Kerne der meisten somatischen Zellen im gleichen Embryo. Die Spindeln sind ziem- lich genau 6 ja lang, bei einem Äquatorialdurchmesser von ca. 3 [a. An den Polen der Spindel liegen auch feine Centriolen, von einer Polstrahlung umgeben. Die Chromosomen sind in der Prophase (Fig. 7) kurze, etwas gekrümmte Stäbchen (ca. 1,5 u lang). Sie liegen in der Äquatorialplatte so dicht, daß in Seitenansichten ihre, wenn auch geringe Zahl schwer genau zu ermitteln ist. Man kann sieben bis neun zählen. Eine Polansicht zeigte acht Chromosomen (Fig. 8). Offenbar besteht eine Verschiedenheit zwischen den Chromosomen- zahlen der Körperzellen und der Keimzellen in diesen Stadien nicht. III. Die Ausbildung der Keimzellen im reifen Ovarium. Die Fertigentwicklung der Ovarien nach der Geburt der Weib- chen, der Bau des reifen Ovariums sowie die allgemeinen Verhält- nisse der Eiausbildung bei den Cladoceren sind durch eine Reihe von Arbeiten, besonders von P. E. Müller (1868—69), Weismann (1876 bis 1879) und Claus 1876) klargelegt worden. Die Eierstöcke liegen zu beiden Seiten. des Darmes, ziemlich genau in der Längsrichtung des Tieres. Am hinteren Ende entspringt der Eileiter, der ganz hinten in den Brutraum eiumtindet. Kurz nach der Gehurt der Weib- chen besteht das Ovarium noch aus gleichmäßig verteilten, indiffe- renten Zellen. Dann beginnt bei Daphnia am vorderen Ende die Differenzierung zunächst des Ovarialepithels zu einzelnen mächtigen Blasenzellen. Die ihnen zunächst liegenden Zellen werden zu den ersten heranwachsenden Keimzellen. Auf diese Verhältnisse gehe ich im einzelnen nicht mehr ein, da sie in den erwähnten Arbeiten aus- führliche Darstellung gefunden haben. Ebensowenig beschäftige ich mich mit der Ausbildung der Blasenzellen bei der ersten Eiproduktion des Ovariums und jeweils nach der Ablage eines Eisatzes in den Brut- raum, da Weismann Bau und Funktion dieser Bildungen schon ein- gehend beschrieben hat. Wir wenden uns gleich zur Betrachtung des Die Entwicklung der Keimzellen usw. 545 Baues der Keimzellen im reifen Ovarium, welches in der Periode vorgerückter Eiproduktion steht. Fig. 9 und 10 geben Längsschnitte durch Ovarien mit Eiern auf verschiedenen Altersstufen. Die Hauptmasse des Ovariums wird ein- genommen von den eben zur Ausbildung gelangenden Keimzellen {giä und gr2). Sie liegen in Gruppen von je vier Zellen zusammen, von denen die dritte vom Hinterende des Ovariums regelmäßig sich zur definitiven Eizelle (Ei) entwickelt, während die übrigen ihre Nähr- zellen (nz) darstellen. Diese Bildungsweise der Eier wurde von P. E. Müller aufgefunden und dann durch Weismann als allgemeines Vorkommnis bei allen Cladoceren erwiesen und in den speziellen Verhältnissen untersucht. Anfänglich sind alle drei Keimzellen von gleicher Größe. Dann wächst die Eizelle stärker als die andern, und speichert außerordentliche Mengen von Reservestoffen unter fort- schreitender Rückbildung der Nährzellen. Ist diese Wachstumsphase abgeschlossen, so macht der Eikern die Veränderungen der Reifung durch, und die Eier sind zur Ablage in den Brutraum fertig. Hinter dieser Serie von Keimzellen in der vorgerückten Wachstums- und Reifungsphase liegen weitere Keimgruppen und schieben sich von hinten an der Außenseite des Ovariums dorsal allmählich vor (Kz), um nach der Ablage des ersten Eisatzes an dessen Stelle zu treten. An den Zellen dieser jüngeren Gruppen von Keimzellen ist noch nichts von einer Differenzierung in Ei- und Nährzellen zu sehen, alle haben noch gleiche Struktur und gleiche Größe. Diese Gruppen setzen sich weder gegeneinander noch gegen das Ende des Ovariums hin' scharf ab, sondern gehen allmählich in die kleineren Zellen im Endabschnitt des Ovariums über. Dieser, das »Keimlager« (Weis- mann), enthält die jungen Oocyten in den Anfangsstadien der Wachs- tumsphase (Fig. 9 und 10, Oc.), bevor sie sich in Gruppen gesondert haben. Auf sie folgen die Oogonien (0 g), aus deren Teilungen die jungen Oocyten resultieren. Wir haben nun nacheinander die einzelnen Stadien der Eient- wicklung im Ovarium zu untersuchen, und zwar: 1) die Oogonien (Keimphase), 2) die Wachstums- und Dififerenzierungsphase der Oocyten, 3) die Reifung der Eier. 1. Die Oogonien. Die Zellen im Endabschnitt des Keimlagers (Fig. 11) sind klein, und das Plasma, das die Kerne umgibt, ist blaß gefärbt. Meist sind 546 Alfred Kühn die Zellen deutlich voneinander getrennt und liegen in lockerem Ver- band, stellenweise ist eine Abgrenzung nicht zu sehen, und die Kerne liegen dicht. Diese selbst sind sehr klein (etwa 3 u im Durchmesser , wesentlich kleiner als die der Ureizellen in der Embryogenese. Im Ruhestadium (Fig. 12) enthalten sie das Chromatin in deutlichen Fäden, die locker im ganzen Kernraum verteilt sind. Die Xucleolen sind klein und blaß, häufig fehlen sie, manchmal sind auch zwei oder mehr vorhanden. Mitosen sind nicht immer, aber häufig, be- sonders am Rand dieser Zone zu finden. Diese kleinen Kerne der Endzone des Ovariums sind offenbar die Oogonien in ihrer »Keimphase«. Sie müssen sich von den Urkeim- zellen, die während der Embryonalentwicklung das Ovarium aus- machen, durch eine reiche Teilung herleiten. Die Mitosen, die man besonders in schon weit entwickelten Embryonen, die bald den Brut- raum verlassen hätten, findet (vgl. Fig. 6), führen offenbar zu ihrer Bildung. Die Oogonienteilungen fügen sich fast ganz der Beschreibung, welche für die Teilungen der Urkeimzellen gegeben wurde. Spindel wie Chromosomen sind etwas kleiner. Die Spindelfasern laufen an den Polen uach Centriolen zusammen, eine Polstrahlung ist meist wenig ausgeprägt. Die Chromosomen sind leicht gekrümmt. Ihre Zahl ist gering und offenbar dieselbe wie in den bisher betrachteten Mitosen. Günstig getroffene Prophasen (Fig. 13) oder Äquatorialplatten in Pol- ansicht Fig. 15) gestatten ziemlich sicher, die Zahl auf acht zu be- stimmen. Auch Anaphasen (Fig. 16) zeigen in den Tochtergruppen diese Zahl als einen wahrscheinlichen Mittelwert zwischen verschie- denen Zählungen au einer Reihe von Präparaten. Jedenfalls ist sicher, daß die Chromosomenzahl in den Oogonienteilungen mit den bei somatischen Zellen und den Urkeimzellen gefundenen Zahlen übereinstimmt. 2. Die Wachstums- und Differenzierungsphase der Oocyten. Auf die Endzone des Ovariums, welche sich durch die Kleinheit und blasse Färbung aller Kerne und das Vorkommen von Mitosen deutlich zu erkennen gibt, folgen größere Kerne in einem einheit- lichen Plasma eingebettet. Sie nehmen mit der weiteren Entfernung von den Oogonien an Umfang zu und stellen die Oocyten I. Ordnung dar, welche in die Wachstumsperiode eingetreten sind. Dieser Abschnitt in der Entwicklung der Keimzellen hat durch die Arbeiten der letzten Jahre besonders an Interesse gewonnen. Die Entwicklung der Keimzellen usw. 547 Bei vielen Formen wurde gezeigt, daß in den Stadien der Kernver- änderung, die kurz auf die letzte Oogonienteilung folgen, sich be- sonders wichtige Prozesse am Chromatin des Keimzellenkernes voll- ziehen. Hier findet nämlich bei einer Anzahl von Objekten die Schein- reduktion der Chromosomenzahl von n auf statt, indem sich je zwei der aus der Anaphase hervorgegangenen Schleifen mit den Enden oder ihrer ganzen Länge nach aneinanderlegen und in den folgenden Stadien als Doppelchromosomen auftreten (= -° • 2). FürdieKennt- nis der Chromatinverhältnisse bei der Parthenogenese ist gerade die Entscheidung der Frage, ob eine solche »Syndese« stattfindet oder nicht, von größtem Interesse. Ferner sind für die »Individualitätstheorie« die Zustände des Kernes in der Wachstumsphase der Eizellen besonders wichtig ge- worden. Untersuchungen von Carxoy und Lebrcn (1897 — 1899) und von Fick (1899) an den dotterreichen Eiern der Amphibien, von Gerard (1901) und Schockaert (1901, 1902) an den Eiern von Polycladen u. a. m. teilten mit, daß bei den betreffenden Formen eine Kontinuität zwischen den Chromosomen der letzten Oogonien- teilung und den in die Reifungsteilung eintretendeu Chromatineinheiten nicht bestehe. Nach den erwähnten Autoren löst sich das Kernnetz, das nach der Telophase der letzten Oogonienteilung entsteht, völlig auf, und die Chromosomen der ersten Richtungsspindel sind entweder völlige Neubildungen oder mindestens Neuordnungen des in minimale Portionen zerfallenen Chromatins der letzten Zellgeneration. Noch ein weiteres, allgemein cytologisches Interesse knüpft sich an die Wachstumsphase tierischer Eier. Eine Reihe von Unter- suchungen über die Bedeutung des Nucleolus für die Physiologie der Zelle stützt sich besonders oder ausschließlich auf sein Verhalten während dieser Zeit der Entwicklung der Eizelle, so z. B. die Ar- beiten von Hacker (1893, 1895), Carno y und Lebrux, Lubosch (1902), Guenther (1903) u. a. Besonders kompliziert liegen die Verhältnisse in diesen Stadien dadurch, »daß die Eizelle nicht bloß die Qualitäten einer Keimzelle hat, sondern daß sie gleichzeitig mit Rücksicht auf ihre besonderen Funktionen bei der amphigonen Fortpflanzung eine hochspezialisierte, zu excessiven vegetativen Leistungen befähigte Drüsenzelle ist« (Häcker 1907, S. 21). Von diesem Gesichtspunkte aus werden wir die Veränderungen im Plasma der wachsenden Eizelle, die Vorgänge 548 Alfred Kühn der Resorption des Nährzellenmaterials und der Dotterbildung ebenso wie die Umwandlungen des Kernes zu untersuchen haben. Die ganze Wachstumsperiode zerfällt in zwei Unterphasen, die scharf voneinander getrennt sind: a. das gemeinsame Wachstum der Keimzellen vor ihrer Diffe- renzierung in Eizellen und Nährzellen, b. die Differenzierung der Eizellen. a) Das gemeinsame Wachstum der Keimzellen. Die jüngsten Oocyten, die sich durch ihre Größe noch gar nicht oder kaum von den angrenzenden Oogonien unterscheiden, zeigen schon bald einen großen und stark färbbaren Nucleolus, der offenbar gleich nach der letzten Oogonienteilung zur Ausbildung kommt. Durch dieses Merkmal der Kerne setzen sich die beiden Zellarten scharf voneinander ab (Fig. 11 und 18). Das Protoplasma, in dem die Oocyten liegen, zeigt zunächst keine Abgrenzung in die einzelnen Kernen zugehörigen Plasmabezirke; erst gegen das Ende des Keim- lagers zu setzen sich die Zellen deutlicher gegeneinander ab. Die Figg. 18, 20, 22 — 24, 26 — 27, 30—36 geben stets in der- selben Vergrößerung die Veränderungen des Kernes in der Wachs- tumsperiode wieder. In den jüngsten Oocyten (Fig. 18 und 19) siebt man im Keruraum die Chromosomen locker verteilt. Sie sind noch einzeln zu unterscheiden und sind schleifen- oder fadenförmig. Sie laufen über den Nucleolus weg, und man sieht ihre Enden frei in den Kernraum hinausragen. Oft ist das eine Ende durch den Nucleolus verdeckt. Nach ihren freien Enden zu urteilen ist die Zahl der Schleifen dieselbe wie in den Anapbasen der Oogonienteilungen. In den anschließenden Kernen, welche in zunehmender Größe die nächsten Partien des Keimlagers einnehmen (vgl. Fig. 11), tritt eine Tendenz der Chromatin fäden zutage, sich nahe um den Nucleolus anzuordneu (Fig. 20 und 21). Bei starker Eisenhämatoxylinfärbung erhält man häufig eine schwarze Masse, in welcher sich die Fäden nicht vom Nucleolus abheben. Aus der unregelmäßigen Begrenzung sehen nur noch einzelne Chromatinenden und -schlingen weiter hervor (Fig. 20). Bei schärferer Differenzierung oder bei einer andern Doppelfärbung (Hämatoxylin-Eosin oder Alaunkarmin-Bleu de Lyon) erkennt man den Nucleolus völlig intakt und um ilm aufgeknäuelt die Chromosomen (Fig. 21). Dieses Stadium fordert eine vergleichende Betrachtung. Denn bei vielen Objekten ist in Oogenese wie auch Spermatogenese kurz nach der letzten Teilung der Oogonien ein Zustand der Ge- Die Entwicklung der Keimzellen usw. 549 schlechtskerne beschrieben worden, »während dessen die Kernsubstanz eine mehr oder weniger starke einseitige Kontraktion aufweist« (Häcker 1907 S. 72). Dieses Stadium, welches bei verschiedenen Formen lange andauert und besonders typisch ist, wird heute meist als »Sy- napsis« bezeichnet. Um alle Nebenbedeutungen des Wortes Synapsis, welche sich auf Paarungsverhältnisse der Chromosomen beziehen (eigentlich war dies allerdings die Definition von Moore) zu vermeiden, läßt sich auch im Anschluß an Mc. Clung (1905) die Bezeichnung »Syniscesis« für diesen Zustand des kontrahierten Kerngeriists oder Chromosomenknäuels verwenden. Die Angaben der Autoren über Form, Zeitpunkt und Bedeutung dieser Bilder sind sehr verschieden. Bei einigen Objekten zeigt dieses Synapsisstadium dadurch eine be- sondere Begelmäßigkeit, daß die Chromatinschleifen eine konstante Orientierung haben. Die V-förmig zusammengebogenen Enden der Chromosomen konvergieren nach einem Punkte im Kern, an dem manchmal der Nucleolus liegt. So berichten z. B. neben andern Schleip (1906, 1907) von Planarien, und zwar für Oogenese und Spermatogenese fast übereinstimmend, Hexdersox (1907 für die Spermatogenese von Dytiscus marginalis. Beide Autoren sehen in diesen Stadien eine Beziehuug zur Chromosomenpaarung. Meist wurde ein so regelmäßiges Verhalten nicht angegeben. Von besonderem Interesse siud für uns die Angaben, welche schon über Crustaceen vorliegen. Lerat (1905) beschreibt bei Cyclops streniius eine breite Zone der Synapsis. Die Chromosomen stellen dort in der Oogenese ziemlich lange Fäden dar, die im sonst hellen Kernraum einseitig aufgeknäuelt sind. Der Nucleolus liegt dabei exzentrisch und zeigt zum Chromatinknäuel keine bestimmte Orientierung, manchmal ist er in ihn mit einbezogen. Woltereck (1898) beschreibt bei dem par- thenogenetischen Ei' von Cypris eine recht typische Synapsis mit starker einseitiger Zusammenziehung des »Chromatinfadens« und exzentrischer Lage des Nucleolus an dem dem Synapsisknoten gegen- überliegenden Kernpol (S. 603). Er glaubt, in diesen Figuren rudi- mentäre Ansätze zu einer unterdrückten Kernteilung sehen zu müssen. Ist nun bei Daphnia die Chromatinanhäiifung um den Nucleolus in den beschriebenen Stadien der »Synapsis« andrer Objekte gleich- zusetzen und als »atypische« Synapsis zu bezeichnen? Ein andres Stadium im ganzen Verlauf der Oocytenentwicklung ist jedenfalls nicht dafür anzusprechen. Die Bilder sind manchen andern, die von den betreffenden Autoren als Synapsis bezeichnet werden, im allgemeinen ähnlich; sie erinnern z. B. an einige Figuren, 550 Alfred Kühn die Lerat für Copepoden gegeben hat. Doch es fehlt jede Einseitig- keit der ganzen Kontraktion. Auch sonst ist eine bestimmte Anord- nung der Chromosomen, solange sie um den Nucleolus zusammen- gedrängt sind, nicht zu bemerken. Dann scheint auch die dichte centrale Lagerung nicht in den Ovarien aller Tiere und nicht bei allen Zellen eines und desselben Ovariums in gleicher Vollständigkeit zustande zu kommen, wenn auch eine mehr centrale als periphere Verteilung des Chromatins in den ersten Wachstumsstadien der Oocyteu bei Daphnia die Regel ist. Eine solche centrale Lagerung des Chro- matins konnte ich jedoch auch in andern Zellen nicht selten sehen, so besonders in den embryonalen Ureizellen (Fig. 6), wo sie oft ähn- lich dicht sein kann wie in den Oocyten kurz nach der letzten Oogonienteiluug. Darnach scheint mir die Gleichsetzung dieses Stadiums mit dem, was man in typischen Fällen als Synapsis bezeichnet, nicht berechtigt. Es sei nur darauf hingewiesen, daß bei manchen andern Objekten eine typische einseitige Kontraktion auch zu fehlen scheint, und einige Autoren, so Meves und Häcker, neigen überhaupt dazu, diese Kon- traktion als einen künstlich durch Einwirkung des Fixieruugsmittels erzeugten Zustand anzusehen. Folgt man nun den größer werdenden Oocyten in ihrer Aufein- anderfolge im Ovarium weiter, so sieht man das Chromatin aus der mehr oder weniger dichten Lagerung um den Nucleolus sich lockern und in Gestalt eines Netzwerks feiner, gekörnter Fäden über den ganzen Kernraum ausbreiten (Fig. 22). Ob sich nun die Chromosomen- der Anaphase der letzten Oogonienteilung hintereinander in einen kontinuierlichen Kernfaden zusammengereiht haben, der vielfach ge- wunden und verschlungen ist, oder ob ein Gemenge einzelner Chro- matinfäden vorliegt, ist schwer mit Bestimmtheit anzugeben, doch glaube ich das letztere. Man sieht in dem fädigen Netzwerk viele freie Enden, die kaum alle als durchschnittene Fadenschlingen zu deuten sind. Die Fäden haben sich jedenfalls sehr verlängert und laufen vielfach übereinander und durcheinander. Ihre Länge nimmt auch in den folgenden Stadien des Kernwachstums noch stark zu Fig. 23 und 24); denn das Volumen des Kernes vergrößert sich be- trächtlich. ohne daß dabei das den Kernraum ausfüllende Fadenwerk lockerer würde. Fig. 22 und 23 stellen Keimzellen dar aus dem allmählich hinter der ersten Eiserie nachrückenden Material (vgl. Fig. 9 und 10 Kz). In Fig. 24 ist nun eine Keimzellengruppe wieder- gegeben, welche in den vorderen Teil des Ovariums getreten ist, nach- Die Entwicklung der Keimzellen usw. 551 dem eine Anzahl reifer Sommereier in den Brutraum abgelegt wurde. Es ist die am weitesten vorn gelegene Gruppe, und man sieht, daß die eine Zelle (die zweite von vorn) die drei andern bereits an Größe übertrifft. Damit ist der erste Schritt zur differenten Ausbildung einer Eizelle gemacht, und der erste Teil der Wachstumsphase, in dem sich alle Keimzellen gleich verhalten, ist durchlaufen. Die histologische Struktur des Zellplasmas wie auch der Bau des Kernes ist bis hierher in allen vier Schwesterzellen gleich (Fig. 24). Der Nucleolus ist außerordentlich groß. Er ist nicht kompakt und gleichmäßig, sondern zeigt in seinem Innern Hohlräume; meist sind es zahlreiche kleinere oder wenige große Vacuolen, die auch am lebenden Tier gut zu sehen sind. Das Netz der Chromatinfäden ist ziemlich dicht. Die einzelnen Fäden sind deutlich gekörnt. Ihre Grundlage bildet ein schwach gefärbter Faden, und darauf sind dunklere Körner aufgereiht. Sie sind nach der üblichen Terminologie als »Mikrosomen« zu bezeichnen und stellen kleine Körnchen von un- regelmäßiger Begrenzung, bald kugelig, bald von mehr eckigem Um- fang dar. Bei starker Vergrößerung fällt es auf, daß fast nie auf weitere Strecken ein einzelner Faden verläuft. Sind nicht sehr viele unauflöslich dicht Ubereinandergelagert, so sieht man fast immer zwei Fäden eng nebeneinander herlaufen oder einen sich plötzlich in zwei nahe beieinanderliegende spalten, die vielleicht später wieder nicht voneinander zu trennen sind (Fig. 25). Diese Erscheinung von Doppelfäden drängt sich in den ver- schieden behandelten Präparaten immer wieder auf, und ich glaube kaum, daß man sie mit einer lediglich zufälligen Nachbarschaft von Fäden im »Knäuelstadium« erklären kann. Zu häufig kommen zwei nahe nebeneinanderziehende Fäden aus der Tiefe des Kernraums, und man kann ihren parallelen Verlauf durch verschiedene Windungen bei wechselnder Tubuseinstellung verfolgen. Es erhebt sich dann die Frage, wie diese Fadenpaare entstanden sind. Sind sie das Re- sultat einer Syndese, oder verdanken sie einer Längsspaltung der Einzelfäden ihren Ursprung? Diese Frage ist hier nicht leicht zu entscheiden. Das dichte Netzwerk von blassen Fäden, das den wachsenden Kern in den früheren Stadien durchzieht (Fig. 22, 23) gab mir über die Herkunft dieser Gebilde keine Auskunft. Wenn auch die große Zahl der dünnen, reich gewundenen Fadenschlingen kaum für eine Zusammen- lagerung zu einer halben Anzahl spricht, so ließe sich dies Bedenken doch durch die Annahme eines sehr starken Längenwachstums be- 552 Alfred Kühn seifigen. Ein Zusammenstrahlen aller Fäden nach einem »Cytocen- trum« zu, eine bestimmte Orientierung im Kern zeigen die Fäden nicht, wie aus den Figuren ersichtlich ist. Betrachtet man einzelne Fadenteile allein, so erinnern sie ohne Zweifel an die Bilder, welche z. B. A. und K. E. Schreixer für Tomopteris gehen und ans be- stimmten Gründen als parallele C'onjugation der Chromosomen deuten. Auf der andern Seite werden frühe Verdoppelungen der Chromosomen (Schreixers), »längsgespaltene Knäuelstadien« oder eine »Verdoppe- lung des Kernnetzes« (Bouix) viel beschrieben und auch für soma- tische Zellen, wo eine Copulation von Chromatinelementen doch sicher auszuschließen ist. Eine endgültige Entscheidung darüber, ob in den beschriebenen Doppelfäden syndetiseheGamosome oder längsgespaltene Einzelfäden vorliegen, kann nur ein Vergleich der Zahl der Chromo- somen vor dem Eintritt in das Kernruhestadium der Wachstums- periode und nach demselben geben. Wir werden also auf diese Frage zurückkommen, nachdem wir die Ausbildung der definitiven Chromosomen für die Beifungsteiluug besprochen haben. b) Die Differenzierung der Eizellen. Die erste Differenzierung in den Keimzellengruppen ist ein un- gleiches Wachstum der vier Zellen Fig. 24. Sie nehmen alle noch beträchtlich an Größe zu, aber viel mehr als die andern die dritte vom Keimlager aus (Fig. 9). Die histologische Struktur des Plasmas und des Kernes bleibt in den Kährzellen zunächst auch noch weiter dieselbe, während sich in den definitiven Eizellen verschiedene Ver- änderungen vollziehen. In dem stark wachsenden Plasmakörper werden Reservestoffe abgelagert und parallel damit geht ein Wachs- tum des Kernes. Betrachten wir zunächst die beginnende »Deutoplasmabildung«. In der Eizelle treten Secretvacuolen auf, die wahrscheinlich ein Ol enthalten. Sie lösen sich bei der Alkoholbehaudlung der Tiere und stellen daher auf den Schnitten durch die folgenden Stadien helle Lücken dar. Dazwischen sieht man Ballen andrer Reservestoffe, zunächst in geringer Zahl und klein, allmählich an Zahl zunehmend und wachsend. In ihrer Färbung mit den angewandten Farbstoffen unterscheiden sie sich zunächst von dem umgebenden Plasma wenig, später aber färben sie sich mit Pikrokarmin im Gegensatz zu diesem intensiv gelb (Fig. 10 oder nach Behandlung mit Eisenammoniumalauu mit HEiDENHAiNschem Hämatoxylin tiefblauschwarz; mit Bleu de Lyon werden sie blaßblau gefärbt und heben sich auch so vom Plasma gut Die Entwicklung der Keimzellen usw. 553 ab. In den Nährzellen trifft man nie Öltropfen oder andre Reserve- substauzen, wie sie in der Eizelle gefunden werden, in Speicherung. Die Struktur des Kernes ändert sich auch bald in den Eizellen. Der Nucleolus wächst noch weiter, aber nicht mehr im selben Ver- hältnis wie der übrige, mächtig anschwellende Kernkörper ; so erscheint er nun im Verhältnis kleiner (vgl. Fig. 24 und 27 . Seine Begrenzung ist nicht mehr scharf und gleichmäßig; in ihm treten die Vacuolen mehr hervor. Entweder nimmt ein großer centraler Hohlraum seinen Hauptkörper ein, oder es zerkliiften viele kleine blasige Räume sein Inneres. Auch das Chromatin bekommt ein andres Aussehen Fig. 26 und 27). Die Fäden liegen nun locker, wahrscheinlich hauptsächlich deshalb, weil sie sich über einen viel größeren Raum verteilt haben. Sie werden allmählich dicker und erhalten zackige Konturen (Fig. 27). Es scheinen sich unregelmäßige Ästchen an ihnen anzusetzen, und traubige Gebilde verdecken die einzelnen Mikrosomen. Bei stärkerer Vergrößerung (Fig. 28 und 29) gewinnt man den Eindruck, daß sich eine Substanz in vielen kleinen Körnern oder Tröpfchen auf den feinen Fäden auflagert, die noch immer als Grundlage der dickeren Stränge fortbestehen als Mikrosomenreihen auf einem schwach ge- färbten Lininband (Fig. 28). Auch in diesen Stadien sieht man fast immer feine Doppelfäden, die fast noch mehr auffallen als vorher in dem dichten Netzwerk (Fig. 27, 28, 29). Woher stammt nun die Masse, die sich den Chromosomen auflagert und ihre Konturen ver- wischt? Man könnte sie als ein Produkt ihres Stoffwechsels an- sehen, das von ihnen ausgeschieden wird, eventuell ein Umwandlungs- produkt des Chrom atins. Auffallend ist aber die Übereinstimmung ihrer Tinktion mit der des Nucleolus, und ich bin der Ansicht, daß diese Substanz mit der Nucleolarmasse identisch ist. Die Bildung dieser Körnchenkonglomerate fällt zusammen mit Auflösungserschei- nungen am Nucleolus, stärkerer Vacuolisierung und dem Verschwinden seiner ganzen Ränder. Die folgenden Stadien zeigen immer deut- licher die Erscheinungen des Zerfalls. Wenn der Nucleolus vorher nur am Umfang abzuschmelzen schien, so brechen jetzt die Vacuolen nach außen durch , und die Ränder bröckeln ab. Allmählich ver- wandelt sich der ganze Körper in eine körnige Masse, die sich von ihm aus über den ganzen Kernraum ausbreitet Fig. 30 und 31). Die Körnchen oder Schollen, die sich früher nur auf den Chromatinfäden zeigten, sind nun über das ganze Kerninnere verstreut. Besondere Anhäufungen der nucleolaren Zerfallmasse finden sich auch jetzt noch auf den schwach färbbaren, dünnen Chromatinfäden. 554 Alfred Kühn In den nächsten Stadien zerfällt der Nucleolus vollständig Fig. 31, 32), und seine Reste verdecken mehr und mehr die Kern- fäden, die sich — so in Fig. 32 — nur noch als Grundlage einer mehr strangweisen Lagerung der Körner an manchen Stellen des Kernes vermuten lassen. Der Kern der Eizelle hat damit die Periode seines positiven Wachstums überschritten. Fig. 30 stellt einen Kern im Stadium seiner maximalen Größe dar, während die darauffolgenden Bilder Kerne wiedergeben, deren Größe schon im Ahnehmen ist. Zurzeit der maximalen Kerngröße ist auch das Ei ausgewachsen; während der folgenden Kernveräuderungen wächst das Ei nicht mehr nennenswert. Kernwachstum und Wachstum des Protoplasmakörpers stehen also in direkter Parallele. Es erübrigt, nun noch etwas spe- zieller auf die Vorgänge der Reservestoffspeicherung im Ei einzugehen. Wenn das Ei auch sicher durch Vermittlung des Ovarialepithels Stoffe aus der das Ovarium umspülenden Blutflüssigkeit erhält, so wird doch die Hauptmasse der Nahrungsstoffe von den Nährzellen geliefert. Diese selbst werden von einem gewissen Stadium an, das etwa Fig. 9 wiedergibt, kleiner und führen ihre Körpersubstanz dem Ei zu. Eine Fusion zwischen den Zellen findet dabei nicht statt, wie das beispiels- weise bei Hydromedusen der Fall ist. Die Zellen berühren sich nur nahe, und von den Nährzellen diffundieren gelöste Stoffe in die Ei- zelle. In welcher Form der Eizelle das Material geliefert wird, läßt sich nicht feststellen, jedenfalls ist es von andrer chemischer Kon- stitution als die Substanzen, welche gespeichert werden. Das Deuto- plasma, gebildet aus den beiden Arten von Ablagerungsprodukten, die wir schon früher erwähnten, nimmt allmählich den meisten Raum in der Zelle ein. Die alkohollöslichen Tropfen fließen in wenige größere zusammen und bilden schließlich einen großen centralen 01- tropfen. Die beim Fixieren ausgefällten Dotterkugeln bilden eine dichte Masse im Innern des Eis. Zwischen ihnen liegt ein fein- maschiges oder engwabiges Plasmanetz. Sind die Eier stark heran- gewachsen, so haben sie keine regelmäßige Form. Sie wölben die Ovarialwand in einzelnen Aussackungen nach außen vor, da sie an bestimmten dazwischenliegenden Stellen durch Muskelstränge einge- schnürt werden (Fig. 10, m). Der Eikern ist dicht von Dotter um- geben und hat keinen Plasmahof um sich. Mit der abnehmenden Größe der Nährzellen werden auch deren Kerne kleiner und schwächer färbbar; das Chromatinnetz wird blasser und ist häufig unregelmäßig zusammengeballt; der Nucleolus zerfällt früher oder später. Fig. 10 stellt ein Ovarium mit ziemlich ausgewachsenen Eiern dar. Der Kern Die Entwicklung der Keimzellen usw. 555 der Eizelle befindet sich im Stadium des beginnenden Nucleolar Zerfalls. Die »abortiven Eizellen« (Nährzellen) sind schon fast gänzlich auf- gebraucht. Ihre blassen Neste sind nach oben gepreßt und in den Ecken zwischen ihren bevorzugten Schwesterzellen und den Keim- zellen der nächsten Serie zu sehen (nz). Ihnen benachbart fallen im Plasma der Eizelle zwei Stellen durch ihr differentes Aussehen auf (Fig. 10, rs . Hier ist das Plasma frei von den großen Reservestoff- kugeln. Es zeigt ein feiues netzartiges Gefüge und enthält einige mit Hämatoxylin sehr dunkel, fast schwarz gefärbte Schollen von unregelmäßiger Begrenzung. Das differente Aussehen dieser Proto- plasmapartieu und ihre Lage zunächst den Nährzellen läßt schließen, daß hier die Hauptresorption geleistet wird und hier eine chemische Umwandlung der von den Nährzellen übernommenen Substanz statt- findet. Die dunkeln Schollen müssen wohl irgend ein intermediäres Produkt in diesem Stoffumsatz sein, das vielleicht erst bei der Fixie- rung in dieser Form ausgefällt wurde. Aufgenommene morphotische Bestandteile sind es jedenfalls nicht, da ein direkter Zusammenhang zwischen den Nährzellen und Eizellen nicht besteht. Im weiteren Verlauf der Entwicklung verschwinden die Resorptionsstellen all- mählich und mit ihnen diese dunkeln Substanzanhäufnngen. Die Nährzellen schrumpfen noch immer mehr zusammen und liegen in noch späteren Stadien dicht eingepreßt zwischen Ei und Wand oder den Keimzellen. (Manchmal scheint der eine oder andre der blassen Körper ganz in die äußerste Schicht des Eiplasmas eingedrückt. Zwischen diesen Vorgängen der Dotterspeicherung im Plasma unter Aufnahme von Material aus den Nährzellen und den Verände- rungen -am Kern bestehen augenscheinlich bestimmte Relationen. Das Aussehen des Kernes zurzeit des Höhepunktes des Eiwachstums und der stärksten Ausbildung der Resorptionsilecke im Plasma ist immer ein ganz genau bestimmtes: seine Größe ist maximal, der Nucleolus hat zu wachsen aufgehört und ist im Beginn des Zerfalls, die Chromosomen sind als feine, schwach färbbare Fäden von be- trächtlicher Länge im Kernraum verteilt (Fig. 29, 30. Schon das regelmäßige zeitliche Zusammenfallen gewisser typischer Kernveränderungen mit gewissen Prozessen im übrigen Zellkörper spricht dafür, daß sich diese im Zusammenhang mit jenen abspielen; viele Beobachtungen an andern Objekten ergeben ähnliche Parallelen. So werden wir später auf die Frage einzugehen haben, wieviele von den Vorgängen am Eikern zwischen der letzten Oogonienteilung und der Einstellung der definitiven Chromosomen zur Reifungsspindel 556 Alfred Kühn auf Rechnung der vegetativen Leistung des Eikerns zu setzen und daher nicht als typisch »generative« Symptome anzusehen sind. Folgen wir nun den Veränderungen des Eikerns noch weiter. Nach der völligen Auflösung des Nucleolus ist bald von einer An- ordnung der Nucleolarschollen im Anschluß an gewisse Stränge nichts mehr zu sehen (Fig. 33). Mit zunehmender Verkleinerung des Kern- volumens wird die Granulation immer dichter (Fig. 34, 35). Die Struktur des ganzen Kernes ist nun gleichartig, an der Peripherie und in der Mitte nicht verschieden. In Fig. 34 ist ein Schnitt wieder- gegeben aus einem Kern, der in einer Serie von 5 /(-Schnitten vier- mal getroffen war. Die Abbildung stellt also eine 5 u dicke Scheibe aus der Kernmitte dar. Die Kernmembran ist als scharfe Grenze Kz Textabb. 1. gegen das umgebende Plasma wahrzunehmen. Bisher lag der Eikern ziemlich tief im Dotter. Nun wird er meist näher an der Oberfläche gefunden, und zwar stets auf der Seite des Eis, die von den Xähr- zellen und den Keimzellen der nächsten Serie weggewandt, also im Ovarium nach innen und ventral gekehrt ist. In dem in Textabb. 1 und Fig. 34 wiedergegebenen Ei befindet sich der Kern offenbar auf der Wanderung nach der Peripherie; denn von seiner Lage nach außen führen dunkel granulierte Plasmastreifen, die ihm gleichsam vorausgehen, und eine dunkle Spur dichten Protoplasmas geht von ihm nach innen und markiert wohl den Weg, den er zurückgelegt hat. Auch in seiner Gestalt spricht sich seine Ortsveränderung aus. Er ist nicht mehr wie vorher kugelig, sondern in die Länge gezogen, und an seinem nach außen gekehrten Ende ragt ein kleiner Zipfel vor, als sei der Kern im Begriff gewesen, sich durch die Dotter- massen hindurchzudrängen. Die Volumverkleinerung des Kernes geht nun noch weiter. Seine ganze Masse sieht dicht granuliert aus. Man Die Entwicklung der Keimzellen nsw. 557 kamt von Chromosomen nichts Bestimmtes sehen. Manchmal glaubt man, einzelne Fäden in der stark gefärbten Masse wahrzunehmen, doch ist weder ihre Zahl noch ihr Verlauf mit Sicherheit festzustellen. Mit einem Male jedoch werden an einer Stelle nahe der Kernwand deutlich stark verkürzte Chromatinfäden sichtbar (Fig. 36). Alsbald umgeben sie sich mit einem helleren Hof aus feinkörnigem Material, der sie von den dunkeln Nucleolarschollen trennt. Mit dem Wieder- hervortreten der Chromosomen in dem durch seine kompakte Aus- füllung mit Nucleolarschollen so eigenartig aussehenden Kern ist die Eizelle in die Keifungsphase eingetreten. 3. Die Reifung der Eier. Fig. 37 stellt einen Teil eines Kernes dar, in dem eben die Chro- mosomen hervorgetreten sind. Sie liegen in der Masse der Nucleolar- schollen peripher, nahe der Kernwand, die noch erhalten ist. Ihre Zahl ist auf 7 — 10 anzugeben; sie sind dicht zusammengedrängt. In den folgenden Stadien zählt man meist genau acht Chromosomen; selten wird die Zahl nicht ganz erreicht, da die Kernfigur ange- schnitten ist, oder man kann zweifelhaft sein, ob nicht das eine oder andre sich in zwei auflösen ließe. Also stimmt offenbar die Zahl der Chromosomen mit der in den oogonialen Mitosen gefundenen (auch Mittelwert = 8) überein, und es kann somit in der Zwischen- zeit keine Syndese, die zu einer Pseudoreduktion auf eine halbe Zahl führen müßte, stattgefunden haben. Als weiteres Entwicklungsstadium sieht man in der Nucleolar- granula des Kernes an der Stelle, wo die Chromosomen liegen, eine Spindel sich bilden (Textabb. 2, Fig. 38, 39). Fig. 39 zeigt deutlich, daß die Spindel im Kern selbst entsteht. Die Fasern laufen nicht nach Punkten an den Polen zusammen. Die Spindel hat die ge- drungene Tonnenform, die so vielfach für Richtungsspindeln be- schrieben wurde. Da, wo sie liegt, ist die Kernmembran schon auf- gelöst; auch an andern Stellen des Kernumfangs ist sie im Verschwinden. Die Chromosomen sind nun deutlich voneinander zu unterscheiden, sie liegen locker im Bereich der Spindel. Sie sind ziemlich kurz, leicht gekrümmt, und fast an allen ist deutlich ein Längsspalt zu sehen. Ob auch schon in Stadien, wie Fig. 37, die Spaltung durchgeführt ist, kann ich bei der dichten Lagerung der immerhin recht kleinen Schleifen nicht sagen. Nach Woltereck (1898) treten auch bei Cypris »Doppel- schleifen« in die Reifungsteilung des parthenogenetischen Eies ein. Hat sich die Spindel herausgebildet, so verschwindet die Kernmembran Archiv f. Zellforschung. I. 37 558 Alfred Kühn meist rasch völlig, und die mit Hämatoxylin dunkel blau -schwarz fingierte Nucleolarmasse vermischt sich mit dem umgebenden Proto- plasma. Fig. 40 stellt ein solches Stadium dar. Die Spindel ist vom Restkörper des Kernes weggerückt nach der Eioberfläche. Sie wird in den folgenden Stadien meist nahe an der Peripherie gefunden (Text- abb. 3). Eine so konstante Einstellung dicht unter der Eioberfläche, wie bei vielen andern Objekten, so auch bei Artemia sali na, zeigt sich bei Daphnia nicht. Es mag das wohl damit Zusammenhängen, daß eine selbständige Richtnngszelle, die als eigentliche Knospe sich vom Ei Textabb. 2. Textabb. 3. abschnürt, nicht mehr gebildet wird. Doch ist auch hier in den vor- gerückteren Stadien der Spindelausbildung die Einstellung der Spindel- achse meist mehr angenähert an die Senkrechte zur Eioberfläche, während vorher ganz verschiedene Lagen zu finden sind. Selten jedoch nur traf ich Kern und Spindel in solchen Stadien noch recht weit innen im Dotter liegend. Da ich dies bei den späteren Stadien in diesem Maße überhaupt nicht fand, so glaube ich, daß auch in solchen Fällen im weiteren Verlaufe der Entwicklung noch ein Hiu- ausrückeu stattfindet. Während in Fig. 39 die Chromosomen noch ziemlich ungeordnet in der Spindelfigur liegen, haben sie sich in den von einem Pole ge- Die Entwicklung der Keimzellen usw. 559 seltenen Spindeln, welche die Figg. 41 und 42 wiedergeben, schon mehr in eine Ebene angeordnet. Sie sind leicht gekrümmt und, be- sonders in dem zweiten Falle, deutlich aus zwei Längshälften zu- sammengesetzt. Einige der Chromosomen in Fig. 42 haben ein etwas an » Vierergruppen« erinnerndes Aussehen (auch einige in der Spindel der Fig. 39); doch glaube ich die gekrümmten, an den Enden etwas verdickt erscheinenden Stäbchen nach ihrer Herkunft und ihrem weiteren Schicksal nicht als »Tetraden« bezeichnen zu dürfen. Jede der Längshälften in dem gespaltenen Chromosom erscheint als kon- tinuierliches chromatisches Element. Die folgenden Figuren zeigen die nun eintretenden Veränderungen der Chromosomen. Schon in Fig. 42 sind die Doppelstäbchen etwas kürzer, und die Enden der beiden Hälften scheinen sich etwas gegeneinander zu biegen. Fig. 43 zeigt in Äquatorialeinstellung die Chromosomen noch weiter verkürzt und offenbar in jedem Doppelchromosom die Enden der Hälften innig aneinandergelegt, so daß etwas ovale »Ringfiguren« zustande kommen. Die Ringe stellen sich offenbar im Äquator so ein, daß die eine Hälfte nach dem oberen, die andre nach dem unteren Pole der Spindel zu liegen kommt. Die Kontraktion der Chromosomen dauert noch weiter, und es kommen kleinere Ringe zustande (Fig. 44). In weiteren Stadien er- scheinen die Chromosomen äußerlich völlig kompakt und kugelförmig (Fig. 45, 46). In den Spindelfasern zeigt sich in vielen Präparaten nun eine bestimmte Differenzierung, indem sich dünne Faserbündel deutlich hervorheben, welche von je einem Chromosom nach den Polen ziehen (Fig. 46). Man wird sie als »Zugfasern« aufzufassen haben. Über die Anordnung von Fig. 47 in der Entwicklungsreihe kann man zweifelhaft sein. Man kann an sich noch verkürzende Ringe denken (cf. Fig. 44) oder an den Beginn der Metakinese mit einer eben be- ginnenden Trennung der zu den Polen wandernden Hälften der Chro- mosomen. Ich habe das letztere angenommen, besonders wegen der deutlichen Ausbildung der Zugfasern und der sehr regelmäßig äqua- torialen Anordnung der Chromosomen. In Fig. 48 ist die Metakinese schon ziemlich weit fortgeschritten. Man zählt etwa 16 getrennte Chromosomen, die den Polen schon in verschiedenem Maße nahegerückt sind. Manchmal kann man noch zwei Chromosomen durch ein achromatisches Bändchen miteinander verbunden sehen und sie so als Tochterchromosomen gemeinsamer Herkunft erkennen. Die einzelnen Chromosomen sind nun bedeutend kleiner als die ungeteilten der Äquatorialplatte im Zustande der 37* 560 Alfred Kiibn stärksten Kontraktion (cf. Fig. 46). Fig. 50 zeigt die beiden Gruppen von Tockterchroraosomen schon weiter auseinandergerückt in einem späteren Stadium der Metakinese. In Fig. 49 ist eine Spindel wieder- gegeben, die sieb schon in der Metakinese befindet und doch noch in engem Verband mit dem Restkörper nicht weit von der Oberfläche des Eies liegt. Sie ist größer als die in andern Eiern mehr peripher liegenden Spindeln gleichen Stadiums und enthält 15 — 17 Tochter- chromosomen. Unter den vielen untersuchten Eiern mit Richtungs- spindeln fand ich einige Male dieses Verhalten. Es beruht offenbar darauf, daß der Kern als Ganzes mit seiner mächtigen Nucleolar- schollenmasse ausnehmend lang erhalten blieb. Die Zeit des völligen Verschwindens des Restkörpers ist überhaupt sehr verschieden bei den einzelnen Eiern. In dem Ei mit dem offenbar frühen Spindel- stadium der Fig. 41 war schon nichts Bestimmtes mehr von ihm wahr- zunehmen, während ich bei einem andern sogar noch, als sich das Ei zur Furchung anschickte, Überbleibsel von ihm fand. Die sich ausbildenden Eier in einem Ovarium und später in einem Brutraum sind stets auf derselben Stufe der Entwicklung. Nur in der Reifungspliase wird der Sjmchronismus nicht so streng eingehalten, und man findet manchmal in den Eiern eines Ovariums Spindeln in etwas voneinander verschiedenen Stadien. Das beruht darauf, daß die Veränderungen der Reifungsperiode sehr rasch vor sich gehen und nicht bei allen Eiern desselben Individuums im selben Augen- blick einsetzen, während die andern Stadien meist länger andauern und so eine gute Zeitstrecke in den verschiedenen Eizellen parallel laufen. In kurzer Zeit wandert offenbar auch der innere Chromo- somenkomplex nach vollendeter Anaphase von der Peripherie des Eies weg nach dem Eiinnern. Fig. 51 stellt einen Teil eines Eies kurz vor der Ablage in den Brutraum dar (andre Eier desselben Tieres waren schon in den Brut- raum übergetreten). Im Innern sieht man einen großen Fleck dotter- freien Plasmas, in dessen Mitte eine Gruppe von Chromosomen liegt, offenbar der Eikern (partheuogenetische Vorkern). Um ihn hat sich eine Strahlung ausgebildet, die sich als starke Plasmastrahlung weit- hin durch den Dotter fortsetzt, an manchen Stellen sogar die Eiperi- pherie erreichend. Im peripheren Plasmabelag des Eies liegt auch ein Chromosomenkomplex, jedenfalls der Richtungskern. Der Zustand der Kerne selbst stimmt bei dem peripheren und dem centralen in diesen Stadien fast vollständig überein (Fig. 52 a und b). Beide stellen Gruppen von Einzelchromosomen dar, deren Zahl beim peripheren auf Die Entwicklung der Keimzellen usw. 561 8 — 10, beim centralen ziemlich genau auf 8 anzugeben ist. Sie liegen in einem Fleck fein granulierten Plasmas, das sich mehr rötlich ge- färbt hat als die Umgebung und dadurch an die achromatische Spindel- figur erinnert; vielleicht ist es auch als Rest der Spindelmasse auf- zufassen. Etwa in diesem Stadium treten die Eier aus dem Ovarium in den Brutraum. Dort findet man die Lagerung der beiden Kerne noch ganz gleich (Fig. 531 Doch haben sich beide umgewandelt. Aus den einzelnen Chromosomen sind kleine Bläschen geworden, die nun dicht zu- sammengelagert je eine Gruppe bilden, peripher und in der Tiefe des Plasmas. IV. Die ersten embryonalen Teilungs folgen. Bald nachdem die Eier in den Brutraum abgelegt sind, treten sie in die Furchung ein, und zwar findet man auch jetzt die 'Eier fast ausnahmslos auf denselben Stadien der Entwicklung. Auch die Teilungsschritte werden zu derselben Zeit ausgeführt, höchstens eine kleine Phasendifferenz besteht, indem man vielleicht in dem einen Ei die Spindel in Metakinese, im andern noch in der Aquatorialplatte findet. Als erste Vorbereitung zur Teilung des Eikernes erscheint die Ausbildung eines deutlicheren Strahlungscentrums in der nächsten Nachbarschaft des Kernes (Fig. 54). Über die Herkunft dieser Stelle im Protoplasma, nach der nun die Strahlen zusammenlaufen, kann ich nichts sagen. Sie erscheint als eine unscharf umschriebene Region feingranulierten Plasmas, um welche das umgebende Netz- oder Waben- werk radiärstrahlig geordnet ist. In diesem »Centroplasma« ist ein Centriol nicht nachzuweisen. Ob ein solches überhaupt nicht vor- handen ist oder durch Kleinheit und schwere Färbbarkeit sich uns entzieht, ist schwer zu entscheiden. Jedenfalls haben die nämlichen Färbeverfahren, welche in den Zellen der späteren Stadien, den somatischen Zellen, Urkeimzellen und Oogonien, die Centriolen deut- lich zeigten, hier einen distinkten Centralkörper nicht zur Anschauung bringen können. Durch die ganze Zeit der Furchung bleibt das Aus- sehen des Strahlungscentrums gleich. Sein Verhalten bei der Mitose entspricht dem sonst in Furchungsprozessen beobachteten. Das Cen- troplasma teilt sich, ebenso die Strahlung, und zwischen den Tochter- sphären tritt eine Spindel auf (Fig. 56), in welche dann die Chromo- somen des jetzt noch intakt danebenliegenden Kernes einrücken. Die ersten Furchungsspindeln sind sehr groß, und ihre Strahlung beherrscht fast die ganze Dottermasse des Eies (Textabb. 4 und Fig. 55). 562 Alfred Kühn Zwischen den Tochterkernen bleiben noch lange die Spindelfasern ausgespannt. Sie verdicken sich in der Mitte, und eine starke Mittel- platte wird sichtbar (Fig. 55). Mit der zunehmenden Zahl der Kerne werden die Spindeln kleiner; im übrigen bleibt ihr Charakter gleich. Im einzelnen gehe ich anf die Mitosen der Furchungsperiode bei Daphnia nicht ein. Die dotterarmen, durchsichtigen Eier von Pohy- pliemns ermöglichen es, den allgemeinen Verlauf der ersten Kern- teilungen am lebenden Objekt zu verfolgen und die einzelnen Stadien nach Wunsch zu fixieren. So werde ich dort noch einige Einzelheiten beschreiben. Was mir an weniger vollständigem Material von Daphnia in diesen Stadien vorliegt, zeigt, daß zwischen den beiden Cladoceren- formen in diesem Punkte offenbar völlige Übereinstimmung herrscht. Kur über die Konstitution der Fur- chungskerne zwischen den einzelnen Teilungen sei noch einiges bemerkt. Wie schon erwähnt, wandeln sich die Chro- mosomen des Eikernes nach der Reifung in Karyomeren um. Diese Umwandlung der Chromosomen zum Übergang in das Stadium der Kernruhe in bläschenför- mige Gebilde (Karyomeren, Idiomeren) ist nun schon häufig und bei sehr ver- schiedenen Tiergruppen gefunden worden. Besonders in den Furchungsteilungen scheint diese Erscheinung ziemlich allgemein verbreitet zu sein. Kurz nach ihrer Bildung aus den Chromosomen sind die Bläschen sehr klein und hell. Das schwach färbbare Chromatin ist in ihrem Innern locker verteilt (Fig. 53 — 57), anscheinend aufgelagert auf die Bläschenwaud oder ein achromatisches Gerüst. Später kommt ein zuerst sehr kleines, allmählich wachsendes Kernkörperchen in jedem Karyomer zur Ausbildung (Fig. 54 und 57). Sowohl die vom Chromatiu abweichende Tinktion mit verschiedenen Farbstoffen als die ganze Art des Auftretens zeigen, daß wir es mit richtigen Xu- cleolen, Spezialnucleolen der Karyomeren, zu tun haben. Die Zahl der Karyomeren und der Spezialnucleolen ist stets 7 — 9; in vielen Fällen habe ich gerade 8 gezählt. Auch beim Übergang zu einer neuen Teilung treten an dem Kern die undeutlich gewordenen Teil- bläsehen wieder schärfer hervor (Fig. 56). Dem Richtungskern fällt offenbar eine weitere Aufgabe nicht zu. Textabb. 4. 563 Die Entwicklung der Keimzellen usw. Durch eine Reihe von Teilungsfolgen bleibt er noch erhalten. Dann wird er allmählich undeutlich, und wenn 16—32 Kerne vorhanden waren, konnte ich meist nichts mehr von ihm auffinden. Er wird offenbar vom Plasma resorbiert. Der Regel nach findet jedenfalls eine mitotische Teilung des Richtungskörpers vorher nicht statt. Dies stimmt mit den Angaben von Petrunkewitsch (1902) für Artemia überein, wonach auch dort der Richtungskörper ohne vorhergehende Teilung verloren geht. Nach Woltereck (1898) führt bei Cypris meist eine amitotische Teilung des Richtungskernes im parthenogene- tischen Ei zur Bildung von zwei sekundären Richtungskörperchen. In Textabb. 5 ist ein Schnitt durch ein Embryonalstadium wieder- gegeben, in dem die superficielle Fur- chung schon zur Bildung einer dem Dotter aufliegenden Schicht von Kernen mit ein- zelnen Plasmabezirken geführt hat. Die Kerne sind viel kleiner ' als die ersten Furchungskerne, zeigen jedoch noch immer telophasisch Caryomeren. Die weiteren Teilungen führen zu einem Blastoderm aus abgegrenzten Zellen, in denen die Mitosen dann den Charakter zeigen, der später in den somatischen Zellen zu finden ist. An den Polen der Spindel treten nun Centrio- len hervor, die, wie schon gesagt, in den früheren Stadien sich nicht darstellen ließen. Eine Zelle oder Zellgruppe, die sich als prädisponiert zur Bildung der Sexualorgane ansehen ließe, tritt vor der Gastrulation nicht auf. Textabb. 5. Polyphemus pediculus. I. Die Chromosomen in den somatischen Zellen. Die Figg. 58 — 61 stellen eine Reihe von Zellteilungsstadien aus dem Ektoderm noch ziemlich junger Embryonen von Polyphemus dar. Die einzelnen Embryonalzellen sind auf Stadien kurz nach der Gastrulation und während der Anlage der ersten Extremitätenpaare recht groß und dadurch die Mitosen auch viel deutlicher als bei gleich alten Embryonen von Daphnia. Die Spindeln besitzen deutliche Centriolen, die in einem unscharf abgegrenzten Centroplasma liegen. Die Polstrahlung ist sehr deutlich. In Fig. 58 liegen die Chromosomen im Äquator 564 Alfred Kühn der Spindel. Es sind wenige kurze Stäbchen (sieben bis zehn), an- scheinend dieselbe Zahl wie bei Daphnia , wahrscheinlich acht. Diese Ziffer läßt sich auch in der Polansicht eines ähnlichen Stadiums zählen (Fig. 59). In der Folge verdoppeln sich die Chromosomen in der Aquatorialplatte (Fig. 60) und rücken auseinander. Ein solches Stadium der Anaphase stellt Fig. 61 dar, mit je sieben bis neun Tochterchromosomen. II. Die Urkeimzellen in der Embry ogenese. Auch bei Polyphemus tritt die erste Anlage des Ovariums schon recht früh auf. Aus dem Mesoderm, das dorsal über dem noch soliden Entodermstrang liegt, sondern sich, ganz ähnlich wie bei Moina nach Samassa (1893 , zwei lateral gelegene Gruppen von wenigen Zellen, die sich durch ihre Größe und differente Tinktion ihres Plasmas mit Farbstoffen auszeichnen. Bei Embryonen, an denen die drei >Naupliusextremitäten« angelegt sind, kann man die deutlich umschriebene Zellgruppe auch schon am lebenden Embryo im Brut- raum der Mutter durchschimmern sehen. Auf Schnitten zeigen sich diese Urkeimzellen durchaus denen bei Daphnia ähnlich. In den Kernen liegen die Chromosomen locker, und ein großer, stark färb- barer Nucleolus ist vorhanden. Die Zeilenzahl der Organanlage bleibt lange gering, daher sind Mitosen nicht häufig. Die Spindeln sind recht klein und den somatischen durchaus ähnlich. Weder im Ruhe- zustand noch in der Teilung bietet das Verhalten der Ureizellen bei Polyphemus etwas Neues gegen die für Daphnia gegebenen Bilder. III. Die Ausbildung der Keimzellen im reifen Ovarium. Die postembryonale Entwicklung des Ovariums hat Weismann (1876) im allgemeinen schon beschrieben. Beim Austritt des jungen Weibchens aus dem Brutraum ist das Ovarium noch ein ziemlich kurzer, gedrungener Zellkomples. Wird das Weibchen größer, so wird der hintere Teil der Keimzellenmasse zum Keimlager des jetzt in die Länge wachsenden Organs, das nun halbmondförmig sich nach vorn oben krümmt. Am Hinterende setzt sich der, besonders zur Zeit der Wintereibildung sehr stark entwickelte Oviduct an. Am vorderen oberen Ende des Ovariums liegen die Zellen, die bestimmt sind, zuerst heranzureifen. Sie nehmen an Umfang stark zu, und zwar in jedem Ovarium gleichzeitig vier bis 16, selten mehr. Der Teil des Ovariums, in dem die wachsenden Keimzellen liegen, ist nun Die Entwicklung der Keimzellen usw. 565 nach oben in einem fast rechten Winkel abgebogen (Fig. 62), während das Keimlager ziemlich gerade neben dem Darm nach hinten zieht. Polyphemus ist eine sehr kleine Cladocerenform. Das äußert sich auch in den Proportionen des ganzen Ovariums und seiner ein- zelnen Zellen. Das Ovarium von Polypliemus in Fig. 52 und der Endabschnitt des Keimstocks von Daphnia in Fig. 9 und 10 sind bei derselben Vergrößerung gezeichnet. 1. Die Oogonien. Im Keimlager (Fig. 63 finden sich am Ende kleine Kerne mit lockeren Chromatinfäden und kleinen Kernkörperchen, offenbar die Oogonien. Sie bilden keine sehr umfangreiche Lage von Zellen im Polyphemusovarium, sondern nur eine relativ kleine Gruppe. Zwischen ihnen und von ihnen nach vorn zu in der angrenzenden Zone findet man ab und zu Kernteilungen. Die Spindeln sind äußerst klein. In Fig. 64 ist eine Ansicht eines frühen Teilungstadiums wiedergegeben. Die Chromosomenzahl ist offenbar dieselbe wie in somatischen Mitosen 7—9 (8). 2. Die Wachstums- und Differenzierungsphase der Oocyten. Auf die Oogonien im Endabschnitt folgen die allmählich größer werdenden Kerne der Oocyten. Ihre Nucleolen sind groß und stark färbbar, wie bei Daphnia. Die Chromatinfäden liegen meist locker im Kernraum, häufig näher der Wand, manchmal auch dichter um den Nucleolus. Eine regelmäßige Zusammendrängung um diesen findet aber bei Polyphemus in diesen Stadien sicher nicht statt. Auch dies spricht dafür, daß jenen Zuständen des Oocytenkernes bei Daphnia , wo sich das Chromatin in der Nachbarschaft des Nucleolus zusammen- gedrängt fand, eine prinzipielle Bedeutung nicht zukommt. In der weiteren Entwicklung der Keimzellen kann man auch wie bei Daphnia zwei Abschnitte unterscheiden: einen ersten, in dem alle Keimzellen gleichmäßig wachsen, und einen zweiten, in welchem sich aus den Gruppen von je vier Zellen eine heraushebt, die sich zur definitiven Eizelle entwickelt, während die andern als Nährzellen fungieren. Aber diese beiden Unterphasen der Wachstumsperiode setzen sich nicht so deutlich gegeneinander ab wie bei Daphnia und den ver- wandten Daphniden mit stark dotterhaltigen Eiern. Bei Polyphemus werden Reservestoffe in Gestalt von Olkugeln und großen Dotterballen überhaupt nicht gespeichert; auch in späteren 566 Alfred Kühn Wachstumsstadien unterscheidet sich die Struktur des Protoplasmas der Eizellen von dem der Nährzellen äußerlich nicht. Das gemein- same Wachstum aller Keimzellen dauert bei Pölyphemus sehr lange, und alle vier Zellen der Gruppe erreichen im Verhältnis zu der definitiven Größe des Eies einen recht bedeutenden Umfang. So glaubte P. E. Müller (1868 — 69) auch noch, daß im Gegensatz zu zahlreichen andern Cladoceren die kleinen durchsichtigen Eier der Polyphemideu aus je einer Keimzelle hervorgingen. 1876 zeigte je- doch Weismann, daß auch hier Keimgruppen gebildet werden, in denen drei abortive Zellen zugunsten einer vierten aufgebraucht werden. Welche Zelle einer Gruppe von vier Keimzellen hier zur Eizelle wird, läßt sich nicht sagen, da die Keimzellen nicht in einer Reihe vorrucken, sondern mehrreihig nebeneinander (Fig. 62), wobei sich auch zunächst die Gruppen nicht deutlich voneinander abheben. In Fig. 67 sind vier Zellen dargestellt, welche am oberen Ende eines Ovariums mit acht großen Keimzellen liegen und offenbar eine Gruppe bilden. Ihrer Größe nach waren sie beim Fixieren kurz vor dem Einsetzen der Differenzierung. Diese Gruppe entspricht also der Situation der Keimzellen nach der in Fig. 24 abgebildeten Keim- gruppe von Daphnia. Doch läßt sich hier noch nicht sagen, welche der vier Zellen nun die definitive Ausbildung erfahren wird. Fig. 68 und 69 zeigen in derselben Vergrößerung die Volumabnahme der Nährzellen und das überwiegende Wachstum der Eizelle. Die Re- sorption geht ziemlich rasch, wie die Beobachtung am lebenden Tier zeigt. Im Plasma der Eizelle werden nun jedenfalls auch Reserve- stoffe gespeichert, offenbar in fein verteilter Form, innig vermischt mit dem Plasma, so daß »Deutoplasma« und Protoplasma sich nicht scharf morphologisch unterscheiden lassen. In Fig. 69 ist der Resorp- tionsprozeß schon fast zu Ende gekommen. Das Plasma der Nähr- zellen, von denen nur eine im Schnitt getroffen ist, ist zu einem dünnen Belag um den degenerierten Kern zusammengeschrumpft. In diesem ist der Nucleolus zerfallen und meist auch das Chromatin zu einer granulösen Masse zusammengeschrumpft. Wenden wir uns nun zu den Kernveräuderungen in der Eizelle während der Wachstumsperiode. Wie bei Daphnia findet sich im heranwachsen den Oocytenkern ein Gemenge aus dünnen gekörnten Fäden. Von einem gewissem Stadium an treten auch bei Polyplie- mus Doppelfäden auf (Fig. 65, 66). Die beiden nebeneinander laufenden Fäden liegen stellenweise so eng zusammen, daß man sie Die Entwicklung der Keimzellen usw. 567 nicht trennen kann und ihre Mikrosomen einheitlich erscheinen, etwas davon entfernt scheinen sie sich zu verdoppeln, und zwei Mikrosomen- reihen ziehen eng nebeneinander. In den weiteren Stadien des Kern- wachstums nimmt ihre Färbbarkeit sehr ab (Fig. 68). Der Nucleolus, welcher in der ersten Zeit kompakt war, hat unterdessen ein vacuolisiertes Aussehen bekommen. Zu einer Zeit, da die Resorption der Nälirzellen schon ziemlich weit gediehen ist, zerfällt er. In Fig. 68 nimmt sein körniger Rest den meisten Raum im Kern ein. An der Peripherie sind manchmal einzelne Partien der schwach gefärbten Fäden zu sehen, während im Innern alles von den Schollen überdeckt wird. In diesem Zustand rückt der Kern an die Oberfläche des Eies, und zwar, soweit ich beobachtet habe, immer an die von den Nährzellen abgelegene Seite. Es würde dar- nach bei Daphnia und Polyphemus durch die Ernährungsverhältnisse im Ovarium schon die spätere Polarität des Eies beeinflußt, da durch die Lage des Richtungskörpers im allgemeinen der animale Eipol bezeichnet wird. III. Die Reifung der Eier. In Fig. 69 ist schon die Spindel ausgebildet. Ihre Differen- zierung aus dem Kern habe ich bei Polyphemns nicht beobachten können. In ihrer Umgebung liegen meist dunkle Einschlüsse im Plasma, wahrscheinlich Reste der Nucleolarmasse. Die Spindel liegt immer nahe der Eioberfläche und senkrecht zu ihr (Fig. 69, 71, 72). Sie ist an den Enden abgestumpft, ungefähr tonnenförmig. Von Centriolen oder Strahlung ist an den Polen nichts zu sehen. In der Spindel liegen acht (8—10) Chromatinstäbchen. In Fig. 71 ordnen sie sich eben zur Aquatorialplatte. An den meisten ist ein Längsspalt zu sehen. In Fig. 72 ist ein vorgeschrittenes Stadium der Metakinese wiedergegeben, mit 15 — 17 Chromosomen in zwei den Polen genäherten Gruppen. Die Teilchromosomeu sind klein und fast kugelig. Im Stadium der Richtungsspindel treten die Eier in den Brutraum über. Dort trennen sich die beiden Chromosomengruppen offenbar sehr rasch. Es gelang mir nicht, ein Individuum zu fixieren, in dessen Eiern eben erst die Metakinese abgelaufen war. Stets lag schon dicht unter der nun schon gebildeten Eihülle (Dotterhaut) in einem feingranulierten, ziemlich scharf umschriebenen, rötlich ge- färbten Fleck Plasmas eine Anzahl von Chromosomen, offenbar die periphere Tochtergruppc der Richtungsspindel (Fig. 73). In der Tiefe 568 Alfred Kühn des Eiplasmas liegt der Eikern, aus Caryomeren bestehend und von einer Strahlung umgeben. Um den peripheren Kern sieht man kör- niges. meist etwas dunkleres Plasma angehäuft, das sich später mit ihm etwas mehr vom Ooplasma ahhebt Fig. 70 . Zur Zeit der Riehtungsspindel war von einer Strahlung in dem Ei nichts zu sehen. Woher nun die den Eikern noch ziemlich un- deutlich umgebende Strahlung kommt, kann ich nicht angeben. Nach Petkuxkewitsch 1902) löst sich beim parthenogenetischen Ei von Artemia »das Centrosom vom Keimbläschen los und beginnt eine Wanderung ins Eiinuere« S. 262 . während das Keimbläschen sich in die Richtungsspindel umwandelt. Im Centrum des Eies bleibt das Centrosom liegen, bis der Eikern nach Abschnürung des Richtungs- körpers auch in die Eimitte wandelt. Dann teilt es sich und »die Tochtercentrosome stellen sich an die Pole der ersten Furchungs- spindel c. Ich kann für die beiden von mir untersuchten Fälle nichts Positives über diesen Punkt aussagen. Eine Strahlung erhielt ich in meinen Präparaten von Daphnia und Polyphemus nicht eher, als der Furchungskern nach der Reifungsteilung seine Lage im Eiinnern ein- nimmt. Das beweist noch nicht, daß ein »Cytocentrum« vorher nicht vorhanden war. Eine speziell darauf gerichtete Untersuchung an reichlichem Material dieser Stadien, das mir aber erst der nächste Sommer liefern kann, wird vielleicht gerade bei den dotterarmen und kleinen Eiern von Polyphemus ermöglichen, über das Auftreten des Teilungsapparates in diesen parthenogenetischen Eiern genaueres zu sagen. IV. Die ersten Für chungsteilungen. Zuerst ist der Eikern aus blassen Caryomeren zusammengesetzt Fig. 73. Dann kommen in den einzelnen Teilbläschen Special- nueleolen zur Ausbildung. Hierauf werden die Grenzen der Caryo- meren undeutlich, und sie verschmelzen zu einem einheitlichen Kern. Dieser enthält zuerst die zahlreichen kleinen Nucleolen; aber all- mählich wird ihre Zahl geringer, und man trifft Eikerne mit 2 — 3, manchmal verschieden großen Nucleolen. Dasselbe wiederholt sich in den Furchungskernen nach einem Teilungsschritt vgl. dafür die Keruzustände in Fig. 73, 77, 76, 78). Ob nach der Vereinigung der Caryomeren die Specialnueleolen zusammenfließen, oder ob nur einzelne weiter wachsen und die andern schwinden, ließ sich nicht entscheiden. Die Furchung setzt rasch nach Ablauf der Reifung ein. Die erste Fnrehungsspindel ist sehr groß. Sie nimmt über die Hälfte des 569 Die Entwicklung der Keimzellen usw. ganzen Eidurchmessers ein (Fig. 70). An den Spindelpolen liegen helle Plasmaflecke, die sich mehr rötlich gefärbt haben (mit Hämatoxy- lin-Eosin) und feiner granuliert sind als die Umgebung. Um dieses »Centroplasma« ist eine weit durch den Eikörper laufende Polstrah- lung ausgebildet. Centriolen sind hier so wenig wie bei Daphnia nachzuweisen und treten auch in den nächsten Furchungsteilungen nicht hervor, weder während der Mitose, noch wenn die stets deutlich vorhandene Sphäre in den Stadien zwischen den Teilungen neben dem ruhenden Kern liegt (Fig. 78). Einen auf rein technischen Momenten beruhen- den Zufall kann ich hier ausschließen; denn im selben Paraffinblock wurde neben dem Tier, aus dem das Ei der Fig. 77 stammt, ein älterer Embryo geschnitten. Die Serie, die beide Schnitte enthält, wurde gefärbt und ergab in den somatischen Zellen des Embryo schöne Centriolen, während ihre Färbung in den sich furchenden Eiern nicht gelang. Die Furchungsteilungen sind als »heterotypisch« zu bezeichnen, wenn es sich nach der sehr engen Definition Flemmings über- haupt empfiehlt, diesen Ausdruck >auf Teilungen außerhalb der Rei- fungsphase anzuwenden. Sie charakterisieren sich durch das Auf- treten von gespaltenen Chromosomen in der Aquatorialplatte, die zunächst noch mit den Enden verbunden bleiben und so, allerdings nur vergleichsweise, Ringe bilden (Fig. 74). Bei fortschreitender Metakinese rücken die Mitten der Chromosomen zuerst auseinander, und die Schleifen werden weit ausgezogen. Schließlich trennen sich die zweischenkligen, V-förmigen Chromosomen, um an die Pole zu rücken (Fig. 75). Die ersten beiden zueinander senkrechten Teilungsebenen sind meridional, und ihre Spindeln liegen dem Pol etwas näher, den der Richtungskörper einnimmt, dem animalen Pol (Fig. 70). Die ersten beiden Furchen schneiden anfänglich nicht tief ein. Mit fortschrei- tender Teilung gehen aber die Zellwände durchs ganze Ei, und die Furchung wird eine totale. Der Richtungskörper ist nun einer der Furchungszellen am animalen Pol angelagert. Später wird er in das Plasma der betretfenden Zelle aufgenommen und resorbiert, wie dies Grobben (1879) und Samassa (1893) für Moina schon angaben. Die speziellen morphologischen Verhältnisse der Furchung und der folgenden Embryonalstadien fallen nicht mehr in den Rahmen unsres Problems. Es ist nur noch zu bemerken, daß auch hier das Karyomerenstadium der Kerne sich noch lange erhält (bis 16—32 Zellen). 570 Alfred Kühn Ein Centriol läßt sich in den schon wesentlich kleineren Zellen der Blastula mit Sicherheit nachweisen. Diese Schilderung der in Betracht kommenden Entwicklungs- prozesse der Keimzellen, ihrer Vorläufer und Abkömmlinge, zeigt, daß zwischen Daphnia und Polypliemus in allen wesentlichen Mo- menten Übereinstimmung herrscht. Die Verschiedenheiten untergeordneter Art beruhen auf der ver- schiedenen Ausbildung der Eier in ernährungsphysiologischer Bezie- hung: auf dem maximalen Dottergehalt der Daphniaeier und der allerdings nur relativen Armut an Dotter im Polyphemusei. Allgemeiner Teil. In kurzem Überblick ergeben sich für die parthenogenetischen »Sommergenerationen« der Cladoceren Daphnia pulex und Polypliemus pedicidus folgende gemeinsame Tatsachen: Als »Normalzahl« der Chromosomen finden wir in den Zellen des Somas, den Ureizellen, den Oogonien, sowie in der Reifungs- teiluug der Oocyten und den Furchungskernen dieselbe Ziffer chro- matischer Einheiten (7 — 10 in den Prophasen und Aquatorialplatten, 15 — 18 in der Metakinese; wahrscheinlich 8 und 16). So wird also die »Normalzahl« der Chromosomen durch den ganzen Cyclus von Zellgenerationen hindurch erhalten, der ein reifes Individuum durch die Keimzellen mit dem Nachkommen verbindet. Die Teilungen der Urkeimzellen in der Embryogenese und die oogonialen Teilungen sind den somatischen Mitosen durchaus ähnlich. Die ruhenden Kerne der Urkeimzellen besitzen einen großen Nucleolus, in den Oogonien treten häufig kleine Nucleolen in Mehrzahl auf. In der Wachstumsperiode der Oocyten ist stets ein großer Nucleo- lus vorhanden. Die fadenförmigen Chromosomen sind zuerst mehr um ihn gelagert; dann sind sie vielfach gewunden und sich überkreuzend im Kernraum verteilt. Zu einer gewissen Zeit des Kernwachstums treten Doppelfäden auf. Hat der Kern seine maximale Größe er- reicht, so beginnt der vacuolisierte Nucleolus zu zerfallen. Während die Kerngröße abnimmt, erfüllen seine Zerfallschollen den ganzen Kernraum und verdecken das Chromatiu vollständig. Erst in stark verkürztem Zustande werden wieder Chromosomen sichtbar, oberflächlich im Kern liegend. In diesem bildet sich dann die Spindel aus, während die Membran schwindet und der vom Nu- cleolus stammende Restkörper zerfällt. Die Spindel rückt an die Oberfläche. Die Entwicklung der Keimzellen usw. 571 Es wird eine Reifungsteilung ausgeführt. welche die einzige bleibt. In ihren Prophasen treten längsgespaltene Chromosomen auf, die sich in der Folge verkürzen, »Ringform« annehmen und, wenn die Ein- stellung in die Äquatorialplatte vollendet ist, kompakt und kugelig erscheinen. Daun wird die Trennung der Tochterhälften ausgeführt, wobei man zuweilen »heterotypische« Figuren zu sehen bekommt. Die Form der Richtungsspindel ist tonnenförmig. Centriolen- oder Polstrahlung sind nicht zu finden. Im Vorkern und Richtungskern werden die Chromosomen schleifen- förmig. Sie wandeln sich dann im Eikern in bläschenförmige Karyo- meren um (auch im Richtungskern bei Daphnia). Der Eikern rückt in die Tiefe und umgibt sich mit einer Strahlung. Nach der Ablage des Eies in den Brutraum erfolgt die Furchung, deren Mitosen dem »heterotypischen« Modus folgen. Noch bis zur Ausbildung des Blastoderms treten in der Telophase Karyomeren auf, welche zu einem einheitlichen Kern zusammentreten. Die einzelnen Karyomeren bilden ihre Spezialnucleoli, die dann im einheitlichen Kerne durch wenige größere (einen einzigen) ersetzt werden. Der Richtungskörper geht zugrunde und wird später vom Plasma des gefurchten Eies resorbiert. Die Kontinuität der Chromosomen. Es fragt sich nun: entspricht der konstanten »Normalzahl« der Chromosomen eine Kontinuität dieser Elemente? Für die embryonalen Teilungsfolgen wird eine Kontinuität der Chromosomen der Anaphase und der nächsten Prophase bzw. eines ihnen entsprechenden, nicht eben »chromatischen« Strukturelements durch das Auftreten der Karyomeren nach und vor der Teilung recht sicher garantiert. Zwischen den Teilungen der Urkeimzellen und der Oogonien scheinen sich die fadenförmigen Chromosomen ziemlich intakt als solche zu erhalten. Am kompliziertesten liegt der Fall für die Oocyten. Sind die Chromosomen, die sich zur Richtungs- spindel einstellen, identisch mit denen der letzten oogonialen Anaphase? Es ist unmöglich, das Verhalten der Chromatinfäden während der späteren Wachstumsphase zu verfolgen. Ist man nun überhaupt be- rechtigt, ihre Persistenz während dieses Zeitraums anzunehmen? Ich glaube, in dem vorliegenden Fall ist kein Grund vorhanden für die Annahme, daß die Chromatinfädeu, die aus den anaphasischen Chromosomen entstehen, sich im Kern auflösen, und daß die später zu beobachtenden Chromatinstäbchen Neubildungen darstellen. Die Alfred Kühn 572 Chromatinfäden des wachsenden Oocvtenkernes fangen an unsichtbar zu werden zu einer Zeit, da sie sicher noch vorhanden sind; sie werden verdeckt durch die Schollen des zerfallenden Xucleolus. Allerdings hat ihre Färbbarkeit schon vorher stark abgenommen. Aber diese Veränderung an der chromatischen Substanz des Kernes steht offenbar in Relation zu der vegetativen Funktion des Kernes. In seinem außerordentlichen Wachstum gibt sich die enge Beziehung des Kernstoffwechsels zum Wachstum der ganzen Eizelle unter leb- hafter Deutoplasmabildung zu erkennen. Es ist von Interesse, sich den Umfang der Volum Veränderung des Kernes klar zu machen. Die Oogonienkerne und die Kerne der jungen Oocvte haben bei Daphnia einen Durchmesser von 4 — 5 u, also rund 4,5 u, während der Kern des wachsenden Eies auf dem Höhepunkt seiner Größen- zunahme etwa 45 u im Durchmesser hat. Diesen linearen Maßen entspricht eine Volumveränderung von l3 : 10:J, also 1 : 1000. Es ist sicher, daß das Chromatin in einem der kleinen Kerne der Keimphase unter durchaus andern physiologischen Bedingungen steht als in einem etwa tausendmal so großen Kern des Eies in maximaler Assimilationstätigkeit. Schon rein die Größenveränderung der Chromosomen wird auf ihre Färbbarkeit und damit ihre Sicht- barkeit beträchtlichen Einfluß haben. Und auch ihr Wachstum ist bedeutend. Die kurzen Fäden, welche sich nach der Anaphase der letzten Oogonienteilung im jungen Ooeytenkern herausbilden, messen etwa 5 — 6 u in der Länge, ganz abgesehen davon, daß in der Tei- lungsfigur selbst sich die Chromosomen bis auf Stäbchen von 1 — 1,5 u verkürzen, welche doch auch dieselbe Anzahl von niederen Einheiten, Chromomeren oder Mikromeren, enthalten müssen. Die Länge der Fäden im stark herangewachsenen Kerne läßt sich nur schwer und überhaupt nur schätzungsweise bestimmen. In Kernen, wie sie z. B. in Fig. 27 und 29 abgebildet sind, haben relativ gerade und im Schnitt verlaufende Segmentteile eine Länge von 30—40 t. v. Johajwr , Arndt, Jen. Archiv für Zellforschung. Bd l. 1 (U . A/\ . > — morn ut Leipzig Liih AKSt. v Johannes Arndt, Jena.. Archiv für Zellforschung. Bel. I. Taf XXI. Fig. 71. Fig. 72. Fig. 73. Fig. 74. Fig. 77. Fig. 78. Fig. 75. Fig. 76. A. Kühn del. Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. Von Dr. Yladislav Rüzicka, Privatdozent der allgemeinen Biologie in Prag. Frank Schwarz *), von dem wir immer wieder ausgehen müssen, sobald es sich um chemische Zellenuntersuchungen handelt, beschrieb als Cytoplastin eine in den meisten Agentien unlösliche Substanz des Cytoplasmas, die er in morphologischer Beziehung als unver- daubaren, in »Form eines kleinen, geschrumpften Sackes, der be- trächtlich weniger Substanz darstellt als das Cytoplasma der leben- den Zelle«* 2) auftretenden Rest der Verdauungsprobe hinstellte. Zu- gleich wies er ihm eine Stellung nahe dem REiNKESchen Plastin3) an. Den letzteren Namen gab denn auch Zacharias4) einer Sub- stanz, welche sich dem Cytoplastin Schwarzs analog verhält, jedoch nicht nur im Cytoplasma, sondern — wie Zacharias angibt — auch im Kerne enthalten ist, in welchem sie nicht nur die Grundsubstanz, sondern auch die echten Nucleolen bilden soll. Das Plastin ist somit keineswegs ausschließlich im Cytoplasma enthalten, sondern ist nach Zacharias Bestandteil sowohl des Cyto- als des Caryoplasmas, in welchen beiden er konstant vorhanden ist. Das Plastin ist sowohl eine Kern- als auch eine Plasmasub- stanz (in morphologischer Beziehung). Daraus ergibt sich vor allem mit aller Klarheit, daß man das Plastin in keiner Weise dazu benutzen kann, um aus seiner Anwesenheit den Schluss zu ziehen, daß das betreffende *) Die morphol. u. chem. Zusammensetzung des Protoplasmas. Breslau 1887. 2) Ibid. S. 180. 3) Ibid. S. 125. 4) Botan. Ztg. 45. 1887. 588 Dr. Yladislav Rüzicka plastinhaltige Gebilde cytoplasmatische Anteile besitzt. Das zur mikrochemischen Differentialdiagnose zwischen Kern und Plasma notwendige Charakteristische ist, wie ich weiter unten zeigen werde, anderwärts zu suchen. Jedenfalls aber erscheint es mir klar, daß die Gegenwart und Bedeutung des Plastins in der Zelle eine Erklärung erheischt. Meiner Ansicht nach wäre es nicht ausgeschlossen, daß man auf Grund der chemischen Reaktionen des Plastins im Zusammenhänge mit seiner Lokalisation und seinen morphochemischen Umwandlungen im Organismus bereits jetzt auf die biologische und cytologische Be- deutung desselben schließen könnte. Man hat freilich gleich von Beginn an Versuche gemacht, um das Plastin mit bekannten Eiweißverbindungen zu identifizieren. Der Erfolg dieser Bemühungen war im wesentlichen negativ. So haben Reixke und Rodewald1) das Plastin den Fibrinen angereiht, zu- gleich jedoch aufmerksam gemacht, daß es sich von ihnen durch seine Unverdaulichkeit im Magensafte unterscheidet, und angegeben, daß es wahrscheinlich noch feste Fettsäuren, Lecithin, Cholesterin u. a. enthalte. Die im Plastin eventuell vorhandenen Fette nnd Lipoide können jedoch sicherlich keineswegs eine Identifizierung bestimmend beein- flussen, weil das durch Magensaftverdauung gewonnene Plastin nach Einwirkung von Äther oder Äther- Alkohol keine sichtbare Ver- änderung sehen läßt. Schwarz hat das Plastin den Proteinen zugerechnet und die Ansicht ausgesprochen, daß es mit den Albuminen sehr nahe zu- sammenhängt. Wie man sich den Zusammenhang des Plastins mit Eiweißverbindungen zu denken habe, geht aus der Darstellung Zacharias’ hervor. Zacharias hat nämlich — wir wollen es vorläufig ununtersucht lassen, ob mit Recht oder mit Unrecht — das ScHWARZsche Linin mit dem Plastin identifiziert; infolgedessen glaubte er, da das Linin eine Kernsubstanz ist, das Plastin als das unlösliche Nuclein Mieschers auffassen zu dürfen. Außerdem hat auch Schmiedeberg die Ver- mutung ausgesprochen, daß der unlösliche Verdauungsrückstand aus unlöslich gewordenem Nucleoproteid besteht. Diese Ansicht wurde zur allgemeinen. So finden wir die Behauptung, daß das Plastin ein *) Zitiert bei Schwarz, 1. c. S. 125. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 589 Nuclein sei bei Carnoy1), Malfatti2), Magnus3), Heidenhain4) u. a. wieder. Indessen muß ich eine solche Identifizierung des Plastins mit dem Nucleiu für zweifellos irrtümlich erklären. Sie basiert nur auf der Unverdaubarkeit dieser beiden Substanzen in Pepsin-Salzsäure, auf die übrigen Reaktionen aber wird keine Rücksicht dabei genommen. Die Nucleine aber sind z. B. in verdünnten Alkalien und Trypsin leicht löslich. Ganz besonders gilt dies von der Nucleinsäure, von deren Eigenschaften sicli die Merkmale der echten Nucleine vorwiegend herleiten. Demgegenüber wird das typische Cytoplastin von den er- wähnten Agentien in keinerlei Weise verändert. Es könnte weiterhin daran gedacht werden, daß das Plastin ein Nucleoalbumin sei, auf welche Idee eine Bemerkung bei Bottazzi- Boruttau5) hinzuweisen scheint. Doch ist eine solche Identifizierung schon aus dem Grunde undenkbar, weil das Plastin kein vorüber- gehendes Verdauungsprodukt der Pepsinsalzsäure darstellt und — wie bereits erwähnt — auch vom Trypsin nicht gelöst wird. Die Protamine, an welche man vielleicht auch denken könnte, kommen bei einem Vergleiche gleichfalls nicht in Betracht, weil sie sowohl keinen Schwefel enthalten als auch im Trypsin verdaut werden, also bereits in diesen zwei wichtigen Dingen von dem Plastin ab- weicben, ungeachtet der sonstigen Abweichungen der Elementar- analyse. Trotzdem das Plastin bislang makrochemisch nur zweimal6) unter- sucht worden ist, kann man es doch bei Berücksichtigung der von verschiedenen Autoren gemachten Angaben, mit gewissen Eiweiß- stoffen in Analogie bringen. Vergleichen wir nur die Reaktionen des Plastins mit denen einiger anderer Verbindungen, welche in Betracht kommen können! Ich stelle sie des leichteren Vergleiches wegen nachstehend tabellen- weise nebeneinander: 1) La biologie cellulaire. Lierre 1884. 2) Ber. d. Naturhist. mediz. Vereins. Innsbruck 20. 1891/92. 3) Encycl. der mikr. Technik. II. 1903. S. 1377. 4) Plasma und Zelle. Jena 1907. S. 137. 5) Physiologische Chemie. Leipzig, Wien 1904. Bd. II. S. 7. fi) Meine eigenen (an einem andern Orte zu publizierenden) Analysen nähern sich den Resultaten derselben jedoch ganz auffällig. Archiv f. Zellforschung. I. 39 590 Dr. Vladislav Ruzicka Plastin Keratin Reticulin Nuclein Xucleinsäure Wasser (kalt' . unlöslich unlöslich unlöslich wenig löslich 20 o/0 Na CI . . * — — löslich löslich Kalilauge 1% » unlöslich unlöslich löslich » » eonc. » unlöslich ins- besondere das Neuro- keratin Essigsäure 1 % — unlöslich unlöslich unlöslich unlöslich 3 °/o unlöslich » » » » conc. quellend- unlöslich » — — — Salzsäure 1% unlöslich » unlöslich unlöslich unlöslich * 20% » » — löslich — » conc. > » — > löslich Pepsin .... » » unlöslich unlöslich unlöslich Trypsin . . . » * » größtenteils löslich leicht löslich Zu dieser Tabelle möchte ich vor allem bemerken, daß sie be- züglich der Einwirkung der konzentrierten Salzsäure auf das Plastin von den Angaben Zacharias’ (1887) differiert. Der genannte Forscher bat nämlich die Löslichkeit des Plastins in jenem Keagens betont. Meine Versuche haben dagegen Unlöslichkeit ergeben, und zwar selbst nach 24stiindiger Wirkung der rauchenden HCl. Dieses Ergebnis erscheint insofern begreiflich, als das in morphologischer Beziehung analoge Neurokeratin der Markscheiden der Nervenfasern selbst in rauchender Salpetersäure so unlöslich erscheint, daß dieses Mittel zu seiner Isolierung verwendet wird. Übrigens hat auch Zacharias die Unlöslichkeit des Plastins in konzentrierter Salpetersäure fest- stellen können1). Um nun auf den Vergleich der obengenannten Stoffe zurück- zukommen, so sehen wir, daß eine Identifizierung des Plastins mit den Nucleinen unmöglich durchgeführt werden kann. Eine ganze Reihe von Reaktionen der letzteren ist bei dem Plastin unauffindbar. Hingegen zeigt es mit dem Keratin und Reticulin ganz auf- fallende Kongruenzen; sämtliche Reaktionen ergeben übereinstimmende Resultate. Ich will jedoch aus diesem Umstande keineswegs auf eine Identität des Plastins mit deu genannten Stoffen schließen, was ja umso weniger zulässig wäre, je mehr Bedacht wir auf die bereits i) Bot. Ztg. 1881. S. 172 ff. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 591 jetzt bekannten Unterschiede zwischen dem Keratin und dem Reti- culin nehmen müssen. Eines aber glaube ich einwandfrei tun zu können. Ich glaube nämlich den Schluß ziehen zu dürfen, daß der kongruente Ansgang aller angeführten Reaktionen der besprochenen Stoffe auf die ge- meinsame Zugehörigkeit derselben zu einer umschriebenen Gruppe ehern isch er Stoffe oder wenigstens auf einen nicht allzu fernen Abstand des Plastins von derselben schließen läßt. Als diese Gruppe sind d ie Albuminoide zu bezeichnen. Es ist zwar freilich bis jetzt behauptet worden, daß die Zell- substanz keinerlei Albuminoide enthalte und insbesondere, daß diese Eiweißstoffe bei den Pflanzen überhaupt nicht Vorkommen. Das kann uns aber nicht befremden, wenn wir bedenken, daß man der Fest- stellung der Verdauungsrückstände, welche nach Abscheidung der pepsiu- und trypsinlöslichen Stoffe ungelöst Zurückbleiben, ein kaum nennenswertes Interesse entgegenbrachte. Die erst vor kurzer Zeit durch Magensafteinwirkung aus Ver- dauungsprodukten dargestellten Plasteine sollen zwar nach den un- längst publizierten Versuchen von Sawjalow1) nichts anderes sein, als reaktiviertes und coaguliertes, daher gegen die meisten Agentien ungemein resistentes Eiweiß. Dies würde mit Schmiedebergs An- sicht über die Natur des unlöslichen Verdauungsrestes der Lachs- spermien übereiustimmen. Die Möglichkeit eines analogen Verhaltens hat bezüglich des Plastins bereits Schwarz2) gegen Zacharias ins Treffen geführt. Von dem Plastin der Tier- und Pflanzenzellen kann das aber durchaus nicht behauptet werden. Im Gegenteile kann durch Ver- suche direkt gezeigt werden, daß eine solche Vermutung, so nahe sie sonst auch liegen mag, für das Plastin nicht statt haben kann. Läßt man nämlich auf frische Zellen alkalische Trypsinlösung einwirken, welche sowohl die Eiweißstoffe als die Nucleoproteide auf- löst, so bleibt trotzdem das gesamte Plastingerüst derselben erhalten. Dasselbe kann bei einer Reihe von Objekten, z. B. bei Vauckeria, auch durch die Einwirkung 0,5 oder l^iger Kalilauge erzielt werden, die man selbst sechs Tage lang einwirken lassen kann, ohne daß das Plastinnetz dadurch leiden würde. In diesem Falle wird also das !) Hoppe-Seylers Zschr. 54. 1907. 2) Bot. Ztg. ■ 1887. 39* 592 Dr. Vladislav Rüzicka Plastin in einer Weise dargestellt, welche eine nachträgliche Coagu- lierung des Eiweißes unmöglich erscheinen läßt. Ist aber diese einmal ausgeschlossen, so müssen die in der an- geführten Weise dargestelten Gebilde als präformiert angesehen werden. Dafür sprechen auch andere Versuche. Man kann z. B. durch Kalilauge eine trübe Suspension von Bakterien in wenig Wasser völlig klären; setzt man sodann soviel Essigsäure zu, als zur Neutralisation der Lauge notwendig, so setzt sich nach einiger Zeit (meist 18 — 24 Stunden) ein Niederschlag ab, welcher aus der Form nach völlig erhaltenen Bakterien gebildet wird. Da sich hierbei die chromatischen Teile haben auflösen müssen, so bleiben nur die Plastinstrukturen übrig. Die Unsichtbarkeit der Bakterien in der durch Kalilauge ge- klärten Flüssigkeit beruht vielleicht nur auf einer stärkeren Quellung des Plastinanteiles. Das starke Aufquellen des Plastins in der Kali- lauge wird schon von Schwarz (S 175) erwähnt. Diese Quellbarkeit geht dem durch Magensaftverdauung herge- stellten Plastin, wenigstens bei den von mir bisher untersuchten Ob- jekten, vielfach fast ab, zumindest ist sie bei demselben sehr oft stark herabgesetzt. Man könnte sich versucht fühlen, die Differenz, welche sich be- züglich der Einwirkung verdünnter Alkalien auf das Plastin zwischen den Angaben von Schwarz und Zacharias kundgibt, auf den eben- erwähnten Umstand zurückzufiihren. Nach Schwarz soll nämlich das Plastin manchmal in l^iger Kalilauge löslich sein; diesen Umstand kann ich ebenso wie Zacharias für einige Objekte, (z. B. die Erythrocyten und viele Infusorien *), be- stätigen. Doch kann er nichts aussagen gegen die Zugehörigkeit des Plastins in die Gruppe der Albuminoide, da manche derselben, z. B. das Albumoid der Linse oder die Grundsubstanz der Chorda dorsalis, dieselbe Eigenschaft zeigen. Insbesondere hat der negative Ausfall der Reaktion mit l^iger Kalilauge keine ausschlaggebende Bedeutung, wenn zugleich Trypsinunlöslichkeit besteht. Sind da- gegen diese beiden Reaktionen negativ ausgefallen, so muß man sich noch den Ausgang der Elementaranalyse vergegenwärtigen, ev. auf das morphologische Verhalten Rücksicht nehmen. b Ähnlich auch Sosnowsky, C. für Physiologie. 13. 1899. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 593 Die erwähnten Differenzen sind nur ein Beweis dafür, daß — wie es ja auch Reinke und Zachakias ausgesprochen haben — das Plastin kein chemisch einheitlicher Körper ist, sondern in Zellen verschiedener Art wohl eine verschiedene Zusammensetzung besitzt. Zieht man die Art, in welcher sich das Plastin au den Lebensvor- gängen der Zelle und der Gewebe beteiligt, in Betracht, so werden wir das begreiflich finden, da wir ja trotz der Übereinstimmung in den grundlegenden Lebensprozessen doch bei verschiedenen Zellen sehr verschiedene Chemismen und daher auch verschiedene chemische Zwischen- und Endprodukte annehmen müssen. Bezüglich seiner verschiedenen Eigenschaften verhält sich das Plastin ebenso wie die Albuminoide, die, obwohl sie überall Grundsubstanzen oder Hüllen bilden, doch in ihrer chemischen Detailzusammensetzung differieren. Aus den in der obigen Tabelle wiedergegebenen Löslichkeits- verhältnissen des Plastins geht hervor, daß dasselbe bezüglich der Löslichkeit in den angeführten Reagentien mit dem Keratin und Reticulin so übereinstimmt, daß der Schluß auf seine Zugehörig- keit zu der Gruppe der Albuminoide wohl gestattet sein dürft e. Die Übereinstimmung der Löslichkeitsverhältnisse allein würde freilich zu einer solchen Schlußfolgerung nicht berechtigen. Daß es sich jedoch tatsächlich um ein Albuminoid oder um eine den Albuminoiden nahestehende Verbindung handeln dürfte, scheint sowohl die den Albuminoiden analoge außergewöhnliche Resistenz des Plastins gegen die vehementesten Agentien, als auch die auf- fallende mikrochemische wie morphologische Übereinstimmung dieses Stoffes mit dem bereits etwas besser bekannten Neurokeratin anzu- deuten. Ein gleicher Schluß darf, wie ich glaube, auch aus einem Ver- gleiche der Elementaranalysen des Plastins und der in Frage kommen- den Verbindungen gezogen werden. Ich stelle eine Reihe solcher Analysen nachstehend in der Tabelle S. 594 zusammen. Aus dieser Zusammenstellung geht vor allem hervor, daß das Plastin jedenfalls den unter dem Namen Albuminoide und Albumoide zusammengefaßten Stoffen näher steht als den Nucleinen. Dies er- gibt sich sowohl aus einer Betrachtung des Kohlenstoffs als auch des Wasserstoffs und Sauerstoffs. Bereits Reinke1) hat darauf auf- *) Die ehern. Zusammensetzung des Piotopl.von Aethal.septicum. 1881. S.51. Nuclein- ßäure Nuclein Albumoide Albuminoide 594 Dr. Vladislav Rüzicka C H N P S 0 Plastin ans Aethal. sept 53.49 7.22 11.92 + + + Reinke-Rodewald 53.5 7.22 12.0 2.15 0.33 24.81 Reinke Glutin aus Sehnen. 50.1 6.56 17.81 — 0.256 25.24 Van Name 50.9 7.18 18.32 — — — Scherer Collagen 50.75 6.47 17.86 — — — Hofmeister Horn 50.86 6.94 — — 3.20 — Horbaczewski Haare 50.65 6 36 17.14 — 5.00 20.85 Van Laar 49.85 6.52 16.8 — 4.02 23.2 K ühxe-Chittenden 51.16 7.22 — — 4.44 — Horbaczewski Nägel 51.00 6.94 17.51 — 280 21.85 Mulder (Schalenhaut des 1 Hühnereies . . . 49.78 6.64 16.43 — 4.25 22.90 Lindwall Neurokeratin . . . 56.11 7.33 11.46 — 1.87 — Kühxe-Chittenden 58.45 8.02 14.32 — 2 93 — Ligam. nuchae . . 54.32 6.99 16.74 — — 21.94 Horbaczewski Elastin 54.08 7.2 16.85 — 0.3 — Chittenden-Hart 54.24 7.24 16.7 — 0.0 — > » — — — — 0.276 — Thierfelder-Zoja Schildpat 54.89 6.56 16.77 — 2.22 19.56 Mulder .Elastin (Aorta; . . 53.96 7.03 16.67 — 0.38 — Schwarz 53.95 7.58 15.54 — 0.55 — Hedin-Bergh Amyloid 53.58 7.0 15.04 — — — I'riedreich-Kekule — — 15.56 — — — Schmidt — — 15 53 — 1.3 — Kühxe-Rudneff 5301 7.0 16.20 — 1.56 — Tschermak Ichthylepidin . . . — — 15.98 — 1.09 — Mörner Linse 53.12 6.8 16.62 — 0.79 — » Membranin .... — — 14.10 — 0.9 — » Sarkolemm .... 52.63 7.16 15.84 — 1.2 — Holmgrex 52.98 7.4 16.66 — 1.3 — > Hornschicht des Yogelmagens . . 5321 7.17 15.78 — 1.13 — Hedexius Retikulin 52.88 6.97 15.63 0.34 1.88 — Siegfried (Lachssperma . . . 37.32 4.21 15.24 9.62 — 33.59 Miescher- Schmiedeberg Stöhrsperma . . . — — — 9.33 — — Noll Seeigelsperma . . — — 15.34 9.59 — — Matthews Hefe 34.07 4.31 16.03 9.04 — — Miescher- Schmiedeberg Pankreas 34.17 4.39 18.02 7.67 — 35.56 Bang .Thymus — — — 9.94 — Lilienfeld (Milchdrüse .... 31.94 4.07 14.65 8.48 — — Mandel-Levenf, (Milz 34.94 4.57 15.30 8.48 — — Leven e 1 Pankreas .... — — 5.2 — — Hammarsten iHefe 40.81 5.38 15.98 6.19 0.38 — Kossel Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 595 merksam gemacht, daß das Plastin weniger Stickstoff enthalte als die Eiweißstoflfe und auch als die Albuminoide. Tatsächlich enthält nur das Neurokeratin eine annähernde Stickstoffmenge. Aber eben das Neurokeratin ist eine Substanz, die morphologisch dem Plastin anderer Zellen ungefähr entspricht und zu denjenigen Albuminoiden gehört, welche in keiner Grundsubstanz enthalten sind, sondern in Gebilden, die mit zu speziellen Zwecken transformierten Zellen kor- respondieren. Was auffällt, ist der geringe Prozentsatz des Schwefels, doch kennen wir typische Albuminoide, die gleichfalls nicht mehr Schwefel enthalten. Die Gegenwart von Phosphor ist jedenfalls von großer Wichtigkeit. Wir kennen bis jetzt nur ein einziges Albumi- noid, das phosphorhaltig ist, wenn auch in sehr geringem Maße, — es ist das von Siegfried analysierte Peticulin der Darmschleimhaut. Jedenfalls enthält aber das Plastin zu wenig Phosphor, als daß man es deßhalb den Nucleinen beirechnen könnte. Aus dem Vorhandensein des Phosphors und dem geringeren Stickstofifgehalt hat Reinke1) gefolgert, daß das Plastin das Produkt der Synthese eines Eiweißstoffes mit Nuclein, bei welcher der Ein- tritt einer größeren stickstoflfreien Gruppe erfolgt, darstelle. Dem sei nun wie ihm wolle; das eine ist jedoch klar, daß das Plastin in seinen chemischen Eigenschaften entschieden mehr auf die Seite der Albuminoide als auf die Seite der Nucleine hinneigt. Die große Verwandschaft des Plastins mit den Albuminoiden wird aber weiterhin durch die biologische Bedeutung desselben in den Zellen scharf beleuchtet. Zur Präzisierung der letzteren gelangen wir, indem wir uns vor allem der Aufgabe der Albuminoide im Tier- körper überhaupt erinnern. Überall nämlich, wo wir im Organismus auf Albuminoide stoßen, finden wir sie in den Gerüst- und Hüllsubstanzen sowie in den Grund- substanzen der Gewebe. Das Plastin gehört, soweit bekannt, allen Zellen an, es bildet in gewissem Sinne das formbildende Substrat derselben. Das merkt man z. B. am besten an den elliptischen Blutkörperchen des Frosches, bei welchen das in Form eines die Peripherie des Erythro- cyten umgrenzenden Reifens und einer, wie es scheint, strukturlosen oder höchstens sehr engmaschig genetzten Füllmasse im Cytoplasma Ein Beitr. zur physiol. Chemie von Aethal. septienm. 1883. S. 1. 596 Dr. Vladislav Rüzicka ausgebreitete Plastin die äußere Form selbst nach sehr langem Ver- weilen im Magensaft erhält. Man müßte sich demnach in Anbetracht dieser allgemeinen Gegen- wart des Plastins mit dem Gedanken versöhnen, daß die Zellsubstanz trotz gegenteiliger Angaben doch Albuminoide oder deren nahe Vor- stufe enthalte. Nur in großen Rissen kann ich den Weg skizzieren, auf welchem cytologische Beobachtungen diesen Gedanken stützen. So dürfte uns eine Betrachtung des Verhornungsprozesses in den Epidermiszellen sowie überhaupt der Bildung des Elastins und Col- lagens im Organismus demselben näherbringen. Sämtlich werden diese Albuminoide auf eine direkte Umwandlung der Zellsubstanz zurückgeführt (0. Hertwig, Flemming). Dies würde sicherlich be- greiflicher erscheinen, wenn gezeigt werden könnte, daß die Zell- substanz einen Stoff enthält, der jenen Albuminoider. nahesteht. Das kann aber nunmehr durch einen Hinweis auf das Plastin geschehen. Diese Gedanken können im Einklänge mit den Tatsachen noch weiter ausgesponnen werden. Es scheint mir einigermaßen verwunderlich, daß man, nachdem die Gegenwart von Albuminoiden in den Zellen der Gewebe ver- neint worden ist, während man sie in der Grundsubstanz der Gewebe nachzuweisen vermochte, nach keiner den Übergang zwischen den Proteiden der Zelle und den Albuminoiden der Grundsubstanz ver- mittelnden Verbindung gesucht hat. Bildet sich ja doch die Gruud- substanz aus den Zellen, und die Grundsubstanz besitzt umgekehrt die Fähigkeit, auf gewisse tropliische Reize (meistens pathologischen Charakters) hin, sich wieder in Zellen zu metamorphosieren. Alle diese Vorgänge würden sicherlich begreiflicher erscheinen, sobald durch den Nachweis der Zugehörigkeit des Plastins in die Gruppe der Albuminoide oder ihre Nähe für den morpho- logischen Metabolismus der lebenden Masse1) eine gemein- same stoffliche Grundlage geschaffen würde. Dieser Auffassung des Plastins könnte man vielleicht den Um- stand entgegenstellen, daß — nach Zacharias — auch der Kern Plastin enthalte, obwohl er mit der Umwandlung der Zelle in Grund- substanz direkt nichts zu tun hat. Dieser Widerspruch ist jedoch nur scheinbar. Es läßt sich ihm durch die Annahme begegnen, daß die Gegenwart des Plastins in den Zellen als der Ausdruck der !) Vlad. Rüzicka, Struktur und Plasma. J. F. Bergmann. Wiesbaden 1007. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 597 Um wandlungs fähigkeit der labileren Protoplasmaverbin- dungen in die stabileren der Grundsubstanz überhaupt anzuseben ist. Durch eine solche Annahme kann nämlich der Zusammenhang einer großen Reihe von Tatsachen erklärt werden, welche jener An- nahme eine feste Stütze verleihen. Einen direkten Fingerzeig bietet für dieselbe vor allem die charak- teristische Festigkeit des Molekularverbandes der Albummoide, wenn wir dieselbe mit der Tatsache, daß die Albuminoide überall Gerüst- substanzen darstellen, in Zusammenhang bringen. Die albuminoid- haltigen Grundsubstanzen bilden nämlich das letzte Differenzierungs- produkt der Ontogenese; je älter ein Organismus, desto mehr Grund- substanzen enthält er (verhältnismäßig). Es ist ganz klar, daß die Bildung der Grundsubstauzen direkt mit der Bildung von sehr kom- plizierten Eiweißverbindungen verbunden ist, während die weniger komplexen — wie man sie als verschiedene Albumine und Nucleo- proteide im Protoplasma findet — zurückgehen. In diesem Sinne stellen die Albuminoide die komplexesten Eiweißstoffe des Organis- mus dar. Der besprochene Vorgang muß nicht gerade als ein im biolo- gischen Sinne progressiver aufgefaßt werden. Denn es werden durch denselben Formationen gebildet, die mit zu den am wenigsten tätigen im Organismus gehören, die oft außerordentlich starke Reize er- heischen, um ihr Lebensvermögen reger zu entfalten, ja, die sogar — wie meine Beobachtungen an den sporoiden Körpern des Bact. An- thracis zeigen — dem Tode entgegeneilen. Wir sehen somit bei der Bildung der Grundsubstanzen hochkomplexe Eiweißverbindungen ent- stehen, sehen, wie sich die labileren Verbindungen der Nucleoalbumine und Nucleoproteide der Zellen in die stabileren der Albuminoide (und vielleicht auch der Albumoide) verwandeln. Der umgekehrte Prozeß geht bei der Zellbildung von statten. Dies ist am deutlichsten an Zellen zu beobachten, deren Kerne nor- malerweise viel Oxychromatin enthalten, also zum größten Teil aus Plastin gebildet sind, wenn man sie künstlich zur Vermehrung bringt. Also z. B. an den Nervenzellen der entzündeten Hirnrinde. Da sieht man, daß das Oxychromatin ihres Kerns in dem Maße schwindet, in welchem sich das Basichromatin vermehrt. Und da wir aus den Untersuchungen R. Hertwigs wissen, daß der Teilungsreiz dadurch zustande kommt, daß sich die Kernsubstanz in einer die normale Kernplasmarelation störenden Weise vermehrt, somit das Chromatin 598 Dr. Yladislav Ruzicka auf Rechnung des Cytoplastins wachsen muß; da weiterhin bekannt ist, daß am Beginne der Mitose auch der relativ viel Plastin ent- haltende Nucleolus dem Schwunde anheimfällt und eine Reihe von Untersuchungen (Wendt, Kossinski, Flemming u. a.) es wahrschein- lich macht, daß die Nucleolen wenigstens zum Teil iu die Substanz der in Bildung begriffenen Chromosomen übergehen, so bemerken wir aus all diesem, daß bei der Zellbildung vor allem aus Stoffen der Zellsubstanz, welche den hochkomplexen Albuminoiden nahe- stehen, die einfacheren Verbindungen der Kucleine aufgebaut werden. Meine Auffassung des Plastins als eines Aufbauproduktes der Stoffwechselvorgänge in der lebenden Masse läßt es somit begreif- lich erscheinen, daß wir das Plastin sowohl im Cytoplasma als auch im Kerne vorfinden. Durch diese meine Auffassung des Plastins vermögen wir auch die Sporenbildung der Bakterien zu erklären und die latente Vita- lität der Sporen und deren hohe Widerstandsfähigkeit zu begreifen; durch Einwirkung bestimmter äußerer Einflüsse wird der Chemismus der Bakterie in Bahnen gezwängt, auf welchen in die Moleküle der dieselbe zusammensetzenden Nucleoproteide Gruppen gedrängt werden, die zum Aufbaue von den Albuminoiden nahestehenden Verbindungen führen. Wie ich nämlich gezeigt habe i), besteht die Spore aus Stoffen, welche dem Kernlinin (nach der Terminologie von Zacharias dem Plastin) entsprechen. Die Spore stellt somit ein Umwandlungs- produkt dar, das aus stabileren Molekularverbänden zusammengesetzt, und daher formarm und an die Bedingungen eines herabgesetzten Stoffwechsels angepaßt erscheint, wodurch die für die Spore charak- teristische Dauerfähigkeit und Widerstandskraft ihre Erklärung er- langt. Solchermaßen begreifen wir auch, wieso es kommt, daß sich diese Dauerformen in vielem genau so verhalten, wie die Grund- substanzen der Gewebe eines ausgewachsenen Wirbeltieres. Es ist bekannt, daß die Grundsubstanzen erst auf eine aus be- liebigen Ursachen erfolgende Erhöhung ihres Stoffumsatzes mit Pro- duktion weniger komplexer und morphologisch als Zellbildungen sich äußernder Eiweißverbindungen antworten. Diese Tatsachen ent- stammen dem Studium pathologischer Vorgänge, hauptsächlich der Entzündungen. Die übereinstimmenden Mitteilungen von Stricker, Spina u. a., welche von Grawitz und seiner Schule mit Hilfe neuerer histologischer Methoden auf einem weitausgedehnten Objektenpark *) Der morphol. Metabolismus des lebenden Protoplasmas. Arcli. f. Ent- wicklungsmech. Bd. XXI. 1906. Zur Kenntnis der Natnr und Bedeutung des Plastins. 599 bestätigt worden sind, berichten, daß dabei vor allem chromatinhaltige Kernbildungen in der Grundsubstanz auftauchen, die sich erst später mit einem Zelleibe umgeben. Besonders in den Arbeiten der Grawitz- schen Schule sind Abbildungen enthalten, welche diese Tatsache treffend illustrieren. Es ist demnach sicherlich nicht ohne Interesse, sich zu ver- gegenwärtigen, daß auch die mikrochemisch aus Plastin bestehende Spore sofort Chromatin zu produzieren beginnt, sobald sie in gute Stoffwechselverhältnisse gelangt. Nicht minder weisen auch die Vorgänge in secernierenden Drüsenzellen auf analoge Prozesse hin, wobei nicht zu vergessen ist, daß die allgemeinen Bedingungen, in welchen sich das Proto- plasma solcher Zellen befindet, denjenigen analog sind, welche für die oben erwähnten Fälle zutreffen, nämlich daß es sich um eine Steigerung der Stoffwechselvorgänge handelt. Während man nämlich nach abgelaufener Secretion das Cyto- plasma der Drüsenzellen homogen und aus einem achromatischen Stoff, also vorwiegend aus Plastin bestehend, im Kerne aber den viel Plastin enthaltenden Nucleolus vorfindet, so kommt es bei Er- höhung des Stoffwechsels zu Secretionszwecken zur Vergrößerung des Kerns, zur Vermehrung des Chromatins, mit welcher eine Ver- größerung und Distribuierung des Nucleolus parallel einhergeht, die Kernsubstanz tritt sogar in das Cytoplasma über; darauf folgt die Umwandlung des im Cytoplasma befindlichen Chromatins in das Plastin, der Rückgang des Chromatins im Kerne und die Wieder- bildung der Nucleolen. Kurz, der ganze Prozeß ist wiederum durch Aufbau von weniger komplexen Nucleinverbindungen auf dem Höhe- punkte der Secretion ausgezeichnet, wobei das hochmolekulare Plastiu des Nucleolus schwindet und auch im Zelleib durch chromatische Bestandteile (Chromidien) ersetzt wird, während das Stadium der Ruhe ganz entsprechend den früher erwähnten Fällen durch Zurück- gehen der einfacheren Nucleinverbindungen und Wiederauftauchen der hochmolekularen Plastinbildungen charakterisiert wird. So könnte ich noch viele Beobachtungen anführen, welche in analoger Weise den Beweis zu liefern scheinen, daß sich das Plastin der Zelle an den Lebensvorgängen derselben in der glei- chen Weise beteiligt wie die Grund Substanz an den Lebens- vorgängen der Gewebe. Da es sich vorwiegend um Prozesse handelt, welche in direkter Abhängigkeit von der Intensität des Stoffwechsels zutage treten, so 600 Dr. Yladislav Ruzicka wird mau den Schluß, daß sie sich wohl in Substanzen von analoger, gewiß nicht sehr fernstehender Beschaffenheit, auf welche ja auch die Übereinstimmung in den Resistenzreaktionen und in bedeutendem Maße auch die Übereinstimmung der elementaren Analyse hinweist, verlaufen, gewiß nicht unplausibel finden. Eine weitere Analogie zwischen den albuminoidhaltigen Grund- substanzen und dem Plastin glaube ich auch von dem Verhalten sehr alter und sehr junger Zellen desselben Organismus ableiten zu dürfen. Es waren mir schon seit langem vereinzelte Angaben aufge- fallen, welche auf gewisse Unterschiede in der chemischen Beschaffen- heit zwischen dem Cytoplasma junger und alter Zellen hinzuweisen schienen. So hat Sachs1) die Biuretreaktion zwar von jungen, nicht aber von erwachsenen Zellen erhalten können. Da die Kerne die Biuret- reaktion nicht geben, so kann sich diese Angabe nur auf die Zell- leiber beziehen; sie besagt, daß in den Körpern alter Zellen vor- wiegend eine Substanz enthalten ist, welcher — entgegen der in jungen Zellen enthaltenen — eine wichtige Eiweißreaktion abgeht. Desgleichen hat Schwarz2) die Aussage gemacht, daß in pflanz- lichen Zellen außer dem Cytoplastin kein Eiweißkörper nachzuweisen ist, mit Ausnahme der jüngsten Zellen. Eine weitere einschlägige auffällige Tatsache ist die, daß jüngere Kerne einen weit größeren Grad von Löslichkeit in Pepsinsalzsäure besitzen als ältere, woraus geschlossen werden kann, daß die jungen Kerne viel weniger von den im Magensaft unlöslichen Verbindungen enthalten als die alten. Ich glaube nun die eben erwähnten Differenzen damit erklären zu dürfen, daß die jungen Zellen relativ viel weniger Plastin ent- halten als die alten, so daß in den letzteren die Eiweißreaktionen dürftig oder selbst negativ ausfallen. Der negative Ausfall ist umso begreiflicher, als es sich vielfach um Farbenreaktionen handelt, die im mikroskopischen Präparate kaum jemals völlig unzweifelhafte Resultate ergeben; außerdem stellt zu berücksichtigen, daß die Albu- minoide, in deren Bereich ich das Plastin rechnen zu dürfen glaube, keineswegs stets alle Reaktionen der nativen Eiweiße geben. Aber auf Grund einer Reihe von Beobachtungen der verschie- densten Objekte glaube ich behaupten zu dürfen, daß das Altern der i) Flora 1862. S. 290. 2 Die morph. u. ehern. Zasammensetzg. des Protoplasmas. S. 170. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 601 Zelle mit einer gesteigerten Produktion des Plastins einherschreitet. So kann man diesbezüglich beispielsweise schon zwischen jungen und alten Individuen von Chlamydomonas Reinhcirdii oftmals ganz bedeutende Differenzen konstatieren. Erinnert sei auch an das Ver- halten des B. Anthrads auf glyzerinhaltigem Nährboden, bei welchem ich mit fortschreitendem Altern der Kultur stets mehr und mehr Plastinbestandteile festzustellen vermochte. Noch auffallender tritt diese Tatsache bei den Umwandlungen des Embryosackes der Liliaceen zutage. Bekanntlich verbinden sich nach vollendetem Wachstum des Embryosackes die Kerne dieses Syncytiums mit radiär ausstrahlenden Fäden, die auf einem späteren Entwickluugsstadium in der Mitte zwischen je zwei Kernen An- schwellungen zeigen. Diese Verdickungen verbinden sich zu kon- tinuierlichen Lagern, welche in Zellform die einzelnen von je einem Kerne »beherrschten? Rayons abgrenzen. Das Ganze hat dann das- selbe Aussehen wie beispielsweise ein sehr junger Knorpel, dessen Grundsubstanz zwischen den einzelnen Knorpelzellen nur dünne Lamellen bildet. Nach Untersuchungen, die ich in Gemeinschaft mit Herrn Phil. cand. A. Ambroz Uber die Beschaffenheit jener Fäden und Zellmembrananlagen unternommen habe, bestehen nun diese Bildungen aus einem Stoffe, welcher die charakteristischen Reaktionen des Plastins gibt1). Wir haben hier jedenfalls einen Vorgang vor den Augen, welcher in der auffallendsten Weise an die Bildung der Grund- substanz erinnert: wir bemerken jedoch weiterhin auch, daß diese Bildung durch einen Stoff geschieht, der den die Grundsubstanzen sonst bildenden Albuminoiden außerordentlich nahesteht; sodann kann uns der Umstand nicht entgehen, daß diese Substanz sich in dem Protoplasmabelag des Embryosackes am Schlüsse des beschriebenen Vorganges in einer viel größeren Menge vorfindet als am Beginne desselben. Ich hebe dieses Verhalten des Plastins im Laufe des Lebens- prozesses der Zellen aus dem Grunde hervor, weil es dem Verhalten der albuminoidhaltigen Grundsubstanzen der Gewebe analog ist. Auch die Grundsubstanzen beginnen sich erst in einem späteren Entwick- lungsstadium der Organanlagen zu bilden und sind in jüngeren Stadien viel weniger entwickelt als in älteren. Gewiß kommt diesem Ver- halten keine andere biologische Bedeutung zu als die der Umwand- lung labilerer Eiweißverbindungen in stabilere. b Derschau hat' (Beiheft zum Bot. Centralbl. 22. 1907 die radiären Fäden auf Grund morphologischer Untersuchungen als Lininfäden bezeichnet. 602 Dr. Vlaclislav Rüzicka Zugleich mit diesem Umstand dürfte wohl noch ein andrer er- wähnenswert sein, der besonders hei der Betrachtung der Grund- substanzen in die Augen springt; wir finden nämlich in den letzteren sehr oft entweder anorganische oder solche Substanzen eingelagert, welche die Bedeutung von Stotfwechselprodukten (ev. Reservestoffen) besitzen. So finden wir in der Grundsubstauz der Knochen Kalk- und Magnesiasalze, im Bindegewebe Fett, in Haaren, Federn, Hufen usw. Cholesterin, in verschiedenen Deckorganen Cellulose (im Tunikatenmantel, Schlangenhaut, Arthropodenpanzer), in der Nabel- schnur ein Mucoid usw. Es wird gewiß kein zufälliger Zusammen- hang sein, daß sich die Cellulose der Pflanzenmembranen in einem (wie in dem obeuangefiihrten Beispiele des Embryosackes gezeigt worden ist) plastinhaltigen Substrat ablagert; daß nach Overton die semipermeable Zell haut von Lipoiden gebildet sein soll, während sie nach Schwarz (1. c. S. 160ff.) aus Plastin besteht; daß die Stromata der roten Säugerblutkörperchen nach Pascucci so viel Lipoide ent- halten, während ich sie aus einer lininartigen Substanz zusammen- gesetzt fand ') ; daß die Markscheiden der Nervenfäden viel Myelin und gleichzeitig ein mächtiges Neurokeratinnetzwerk bergen* 2); daß sich die Stärkekörner in dem vorwiegend aus Plastin bestehenden Sub- strate der Trophoplasteu befinden; daß, wie Goldschmidt3) gezeigt hat, das Substrat der Glanzkörper des Pelomyxa- Leibes aus Plastin v besteht, während sie nach Stolc4) glykogenhaltig sind usw. Sicherlich kann man sieh bei der Analogisierung des Plastins mit den albuminoidhaltigen Grundsubstanzen auch auf diesen Um- stand berufen. Fasse ich nunmehr alles zusammen, so glaube ich mit Hinblick auf die von mir angeführten vielfachen gemeinsamen Eigenschaften bei der oben geäußerten Vermutung verharren zu dürfen, daß das Plastin als eine zur Gruppe der Albuminoide oder in deren nächste Nähe gehörige Verbindung aufzufassen sei. Wenn wir nun die obigen Darlegungen zur differentiellen Kenn- zeichnung des Caryo- und Cytoplasmas benutzen wollen, so ergibt sich vor allem als logisches Postulat, daß das Plastin. als den beiden 1) Anat. Auz. Bd. XVIII. 1906. 2) Hierbei ist zu beachten, daß, wie Stricker und Unger gezeigt haben, das Keratinnetz früher gebildet wird, als das Myelin. 3) Arch. f. Protistenk. 5. 1905. *j R. c. akaderaie. IX. 24. 1900. Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins. 603 gemeinsam, von den Kriterien der Differentialdiagnose ausgeschlossen werden muß. Ist dies aber einmal geschehen, so unterscheidet sich der Kern von dem Cytoplasma bloß durch die Gegenwart von im Magensafte unlöslichen, Alloxurbasen als Spaltungsprodukte liefernden, basische Farbstoffe substantiv annehmenden Eiweißstoffeu. Das mikrochemi- sche Hauptkriterium des Kerns bleibt somit nach wie vor: die Un- verdaubarkeit durch Pepsinsalzsäure. In mehreren Arbeiten habe ich die Ansicht verteidigt, daß die Bakterien sich wie Kernen analoge Gebilde verhalten. Es ist augen- scheinlich, daß diese Schlußfolgerung von den oben entwickelten Ansichten über die Rolle und Bedeutung des Plastins in keiner Weise berührt wird. Zur Konjugation der Chromosomen. Von K. Fick. (Aus dem Anatomischen Institut der Deutschen Universität Prag.) In den Schriften der norwegischen Wissenschaftlichen Gesell- schaft1) haben A. u. K. E. Schreiner soeben unter dem Titel: »Gibt es eine parallele Konjugation der Chromosomen? Erwiderung an die Herren Fick, Goldschmidt und Meves« in eingehender, sachlicher Weise gegen meine Besprechung ihrer Konjugationsdarstellung in Merkel-Bouuets Ergebnissen für 1906 (1908) Stellung genommen. Da die geehrten Autoren meine Bemerkungen teilweise nicht ganz richtig gedeutet haben, möchte ich meine Anschauungen über diese Punkte an dieser Stelle noch einmal auseinandersetzen, zumal jede Diskussion zur allmählichen Herbeiführung einer Klärung in der schwierigen Koujugationsfrage wünschenswert sein dürfte. Ich sagte in Merkel- Bonnets Ergebnissen 1906 (1908) 2) über K. u. E. Schreiners Arbeiten auf S. 63—65 folgendes: »Wohl unstreitig die gründlichsten neueren Untersuchungen über die »Konjugation der Chromosomen« sind die von A. u. K. E. Schreiner3) und ich habe durch das außerordentlich liebenswürdige Entgegenkommen des geschätzten Autorenpaares die 1) A. u. K. E. Schreiner, »Gibt es eine parallele Konjugation der Chromo- somen? Erwiderung an die Herren Fick, Goldschmidt u. Meves.« Mit drei Tafeln (Videnskabs-Selskabets Skrifter. I. Math. Naturw. Klasse 1908. Nr. 4, Kristiania bei Jacob Dybwald . 2) R. Fick, Vererbungsfragen, Reduktions- und Chromosomenhypothesen, Bastardregeln. In: Merkel-Bonnets Ergebnisse für 1900 (1908;. S. 1 — 140. 3) A. u. K. E. Schreiner, Neue Studien über die Chromatinreifung der Ge- schlechtszellen. I. Die Reifung der männl. Geschlechtszellen von Tomnptcris onisciformis, Eschholtz. II. Die Reifung d. männl. Geschlec-htsz. von Salamandra mcic.y Spin ax niger u. Myxine glutinosa. In: Arch. de Biologie von van Beneden u. van Bambeke XXII. Bd. 1905 (1906). Zur Konjugation der Chromosomen. 605 Gelegenheit gehabt, eine ganze Anzahl ihrer Originalpräparate ein- gehend zu studieren und ihre Vorzüglichkeit zu bewundern. Es ist nun gar nicht zu leugnen, daß die Darstellung der beiden Autoren, namentlich wenn man auf dem Standpunkt der Individualitäts- und Gonomeriehypothese steht, sehr viel Überzeugendes hat. Ähnliche Darstellungen geben neuerdings auch Janssens und Ira Cardiff. Und doch kann selbst ich, der ich schon vor 14 Jahren, wie eben er- wähnt (R. Fick Axolotlbefruchtung, Ztscbr. f. wiss. Zool. 1893), wohl als erster die Konjugation als Mittel zur Zahlenreduktion eingehend erwogen habe, bei streng objektiver Beobachtung die Schlüsse nich t für zwingend, die Auffassung der Autoren nicht für wirklich bewiesen erklären. Diese Vorsicht kann niemand verwundern, der die Schwierig- keiten dieser histologischen Fragen und Objekte aus eigener Be- arbeitung kennt. Zum wirklichen Nachweis einer die Chromosomenzahl halbieren- den Parallelkonjugation gehörte natürlich vor allem der einwandfreie Beweis, daß von den nach Schreiners »konjugierenden« dünnen, körnigen Fädchen vor der Konjugation wirklich gerade 18 in den jungen Spermatocyten von Tomopteris vorhanden sind, aus denen durch die Konjugation neun dicke gespaltene Balken werden. Jedes der dünnen konjugierenden Fädchen der älteren Spermatocyten müßte einem der in Fig. 16, 17 und 18 gezeichneten »18« auf- gelockerteu »Chromatinbügel« der jüngsten Spermatocyten entsprechen. Dieser Beweis ist aber keineswegs erbracht. Im Gegenteil erscheinen schon die »18« Chromatinbügel der Fig. 18 stellenweise zweifädig. Und bei Betrachtung von Präparaten, die der Fig. 16, 17 und 20a bzw. 19 ungefähr entsprechen, hat man entschieden den Eindruck, daß vielleicht ebensoviele Doppelfadenstränge vorhanden sind, als es vorher aufgelockerte Chromatinbalken waren, d. li. also auf frühen »Konjugationsstadien« scheint noch gar keine Zahlenhalbierung, sondern umgekehrt eine Verdoppelung, eine Spaltung der 18 Chromo- somenbalken stattgefunden zu haben. Nach dieser Auffassung läge also keine Zahlenreduktion durch Konjugation, sondern nur eine sehr frühe Längsspaltung, d. h. die Anlage gespaltener Chromosomen vor. Die Doppelfäden dieses Stadiums kennt man, wie aus den Zitaten auf S. 61 hervorgeht, schon lange. Man sprach eine Zeitlang immer direkt von einer der Zahlenreduktion vorangehenden Verdoppelung der Chromosomenzahl (Platner, 0. Hertwig, Rückert u. a.) Neuer- dings sprach auch Bouin noch von einer »Verdoppelung des Kern- uetzes« auf diesem Stadium. Archiv f. Zellforschung. I. 40 606 K. Fick Ein Beweis dafür, daß dem nicht so ist, daß keine »Verdoppe- lung« vorliegt, sondern daß die zarten »konjugierenden Fädclien wirklich je einem der früheren 18 lockeren Chromatinbiigeln ent- sprechen und somit ganze Chroraosomenindividuen in der Normalzahl darstellen, kann aber meines Erachtens an den bisher untersuchten Objekten überhaupt gar nicht erbracht werden, weil die feinen Fäd- chen gewissermaßen nur in statu nascendi aus dem Ruhegerüst (u. zwar an der Polseite des Kernes, s. unten) deutlich zu sehen und bei ihrer »Konjugation« zu verfolgen sind. Bei Spinax und Myxine geben Schreiners selbst an, daß sie weder vor noch während der »Konjugation« die Schlingen zählen konnten, und gerade auch fürlRA Cardiffs Objekt (s. oben) erscheint die sichere Zählung in diesen Stadien ganz unmöglich. Überdies muß davor gewarnt werden zu glauben, die Parallelität der Fäden müsse in den Präparaten sehr leicht, gewissermaßen »auf den ersten Blick«, im Mikroskop festzustellen sein. Das ist ganz und gar nicht der Fall. Sehr oft überzeugt man sich vielmehr bei gewissenhafter Prüfung durch vorsichtigste Drehungen an der Mikrometerschraube, daß die scheinbare Parallelität oder Konfluenz bei manchen Fädchen in Wahrheit nur eine sehr schräge Kreuzung ist, man erkennt, daß das scheinbar parallele Fädchen nach Überkreuzung des andern Fädcheus einen andern Weg einschlägt usw. (Hier und da drängt sich einem beim Studium der betr. Stadien auch der Querschnittsbilder der Gedanke auf, daß manchmal nicht nur zwei, sondern eventuell auch mehr Fädchen zu den Balken »konfluieren« könnten'); in der Mehrzahl der Fälle scheint eine solche Deutung freilich ausgeschlossen). Jedenfalls ist die exakte Analyse der Präparate nicht so leicht, als es vielleicht manchem auf den ersten Anschein nach den Abbildungen und den überzeugten Schilderungen der Autoren dünkt. Der unbefangene Beobachter wird aus den Präparaten und Bildern, glaube ich, nur den Eindruck gewinnen können, »daß sich an der Polseite des Kernes aus dem chromatischen Netzgewirr auf der Grundlage feinster paralleler oder miteinander verflochtener Chroma- tinfädchen »gespaltene«, sich allmählich verdickende Chromatinbalken *) Es freut mich sehr, daß A. u. Iv. E. Schreiner jetzt angeben, daß auch sie dieselbe Beobachtung gemacht haben, indem sie sagen (1908 S. 12 Anm.): »Vor allem schien auch uns lange der Umstand, daß sich manchmal mehr als zwei Fädchen zu einem dickeren Balken zu vereinigen schienen, die Annahme einer parallelen Konjugation direkt auszuschließen.« A. u. K. E. Schreiner halten dieses Vorkommnis neuerdings für eine fehlerhafte Keagentienwirkung. Zur Konjugation der Chromosomen. 607 anlegen«. Freilich ist eine solche Balkenbildnng aus miteinander verschmelzenden Chromatinfibrillen bisher sonst noch nicht beschrieben. Aber diese Darstellung ist eine einfache Beschreibung der unmittel- baren mikroskopischen Beobachtung, während die Darstellung als eine »Konjugation vorher selbständiger Chromosomen nur eine unbewiesene und wohl einstweilen unbeweisbare An- nahme ist. Von diesen Chromatinbalken läßt sich dann später nachweisen, daß sie nur in der halben Normalzahl vorhanden sind. Der eigentliche Mechanismus der Zahlenreduktion ist also auch durch die schönen und mühevollen Beobachtungen von Schreiners und den andern genannten Autoren keineswegs näher fest- gestellt.« Soweit meine Kritik in Merkel-Bonnets Ergebnissen, gegen die sich A. u. K. E. Schreiner wenden. Die Richtigkeit dieser Sätze muß ich aber auch heute trotz Schreiners Einwendungen noch vollinhaltlich aufrechterhalten, denn auch in A. u. K. E. Schreiners neuesten Ausführungen ist keines- wegs der Beweis für die Identität der telophasischen aufgelockerteu 18 »Chromatinbügel« der letzten Spermatogoniengeneration mit den »konjugierenden« dünnen Fädchen der Spermatocyten erbracht, die von Schreiners behauptet wird. Wie ich betonte, (s. oben) ent- wickeln sich die »konjugierenden« Fädchen aus einem richtigen Ruhegerüst, das zwischen die Telophasen der Spennatogonien und die frühesten Konjugationsstadien in den Spermatocyten ein- geschaltet ist. Schreiners halten (s. Tomopteris 190(5 S. 13) diese Ruhestadien, d. h. die Zellen, in denen, wie sie selbst sagen »das Chrornatin durch den ganzen Kern als ein feines Maschen- werk verteilt wird, au dem keine Spur der Grenzen der einzelnen Chromosomen zu erkennen ist«, für »die nächste Spermatogouieu- generation«, eine Behauptung, die ich gleich beim ersten Lesen der Abhandlung durch eine Randbemerkung beanstandete. Und das Studium der schönen Originalpräparate zeigte mir denn in der Tat, daß diese Ruhestadien ebensogut auch zur letzten Spermatogonien- generation gehören können, d. h. daß sich die jüngsten Spermato- cyteukerne aus solchen Ruhekernen ableiten. Dieselbe Meinung hat auch Meves in seiner neuen Arbeit1) ausgesprochen, und auch die neuen, schönen, offenbar sehr naturgetreuen Abbildungen A. u. K. E. Schreiners können natürlich gar nicht das Gegenteil beweisen, ') Meves, Fr., Die Spermatocytenteiluugen bei der Honigbiene nebst Be- merkungen über Chromatinreduktiou. Arch. f. Mikr. Annt. Bd. 70. 1907. 40* 608 R. Fick weil sie nicht ein ganzes Präparat darstellen, sondern nur einige Kerne, bei denen das Chromatin nicht auf ein vollkommen »ruhendes« Gerüst verteilt ist, während dasselbe Präparat gewiß auch wirkliche »Ruhekerne zeigt. Wegen der Einschaltung des »Ruhestadi- ums« ist aber eben eine Identifizierung der 18 telophasischeu Chromatiubalken der Spermatogonien mit den »Konjuganten« der Spermatocyten nicht möglich. A. u. K. E. Schreiner sprechen ihre Verwunderung darüber aus (S. 8), daß ich in den Telophasen der Spermatogonien die aufge- lockerten Balken schon für längsgespalten halte, ohne darauf auf- merksam zu machen, daß diese Meinung bereits von andern widerlegt sei und daß ich diese telophasisehe Längsspaltung fälschlich mit der von Rückert u. a. angenommenen Chromosomenverdoppelung identi- fiziere. Diese Meinung trifft nicht zu. Ich spreche vielmehr (s. oben) ausdrücklich von Andeutungen einer Längsspaltung der Stränge in Eig. 18 (16, 17, 20a, 19 Tomopteris 1906) und ähnlichen Kernen, die keine Telophasen darstellen, sondern mit Ausnahme von Fig. 16 von Schreiners seihst als Spermatocyten im Konjugatiousbeginu bezeichnet werden. (Fig. 16, die Schreiners noch als »Spermato- gonie in Telophase« bezeichnen, halte ich aber nach dem Studium der Originalpräparate, wie oben angedeutet, auch schon für eine Spermatocyte in Vorbereitung zur »Konjugation«). Ich sagte daher ja auch ganz ausdrücklich (s. oben), daß auf »frühen Konjugations- stadien« noch keine Zahlenhalbierung, sondern umgekehrt vielleicht eine Verdoppelung der Chromatinstränge stattfände. Mein Hinweis auf die alten Verdoppelungsangaben »dieses Sta- diums« bezieht sich daher natürlich auch durchaus nicht auf Telo- phasen der Spermatogonien, von denen ich gar nicht gesprochen habe, sondern auf die frühen »Konjugationsstadien« mit den von Rückert, Born und mir selbst gefundenen Zopf- usw. -figureu, wie ja auch aus meinem Hinweis auf S. 61 meiner »Ergebnisse« klar zu ersehen ist. A. u. K. E. Schreiner meinen ferner, ich behaupte, eine Längs- spaltuug der einzelnen »konjugierenden« Fädcheu beobachtet zu haben; auch das beruht auf einem Mißverständnis. Ich behaupte vielmehr nur, wie ich schon ausführlich auseinandersetzte, Andeutungen einer Spaltung, ein »Zweifädig« sein der ganzen Stränge in Fig. 18 (16, 17, 20 a, 19) beobachtet zu haben. Ganz ausdrücklich muß ich mich ferner dagegen verwahren, als ob ich die Abbildungen der geehrten Autoren beanstandete. Davon ist ganz Zur Konjugation der Chromosomen. 609 und gar nicht die Rede. Im Gegenteil nehme ich hier gern Gelegen- heit, ganz besonders die Naturtreue der Abbildungen hervorzuheben, die geradezu bewundernswert ist, so daß der Kenner sich, wie auch Goldschmidt bei seiner Ablehnung der Schlüsse A. u. K. E. Schreiners1) betont hat, schon nach den Abbildungen allein ein gutes Bild der wesentlichen Merkmale, der Präparate machen und über sie urteilen kann. Gerade durch die klaren Abbildungen des schwierigen Ob- jektes und die sichere Sprache der durch die Vertrautheit mit dem Objekt zu einer festen Überzeugung gelangten Autoren muß aber dem Fernerstehenden, der die Objekte nicht kennt, die ganze Frage und ihre Lösung viel einfacher erscheinen, als sie es in Wirklichkeit ist. Denn der Fernerstehende ahnt nicht, welche Schwierigkeiten es bei den einzelnen Kernen macht, zu der von den Autoren in den betreftenden Abbildungen zur Anschauung gebrachten Auffassung zu gelangen. Das ist es, wogegen ich mich wandte und wenden mußte, da ich an verschiedenen Kollegen diese Wirkung wahrnehmen konnte. Auch meinen zusammenfassenden Schlußpassns (s. oben) haben A. u. K. E. Schreiner nicht ganz richtig aufgefaßt. Ich habe durchaus nicht angegeben, daß man im gleichen Kern alle Übergänge von den feinsten Chromatinfädcheu bis zu den dicken Chromosomenbalken sehen müsse. Mein Satz soll vielmehr nur die gröbsten, absolut sicher feststehenden Tatsachen ausdrücken, daß nämlich zuerst parallele oder verflochtene feine Chromatinfädcheu zu sehen sind, auf deren Grundlage sich Chromatinbalken entwickeln, die später allmählich zu dicken Balken (den bekannten »Doppelchromosomen«) werden, von denen sich eben erst später wirklich mit Sicherheit feststellen läßt, daß sie nur in der halben Normalzahl vorhanden sind. — Auch daß ich die charakteristischen Bilder der Parallelisierung der Chromatinfäden in den vorzüglichen Präparaten der beiden ge- ehrten Autoren, Bilder die einem durch ihre Zierlichkeit und Eleganz geradezu einen ästhetischen Genuß verschaffen, »mit keinem Worte« erwähnt habe, trifft durchaus nicht zu. Diese Bilder haben mich vielmehr selbstverständlich im höchsten Maße gefesselt. Das geht schon aus meinen Angaben (s. oben) über die Täuschungen, die einem beim Verfolgen der »konjugierenden« Fädchen unterlaufen J) Goldschmidt, Referat über die Arbeit A. u. K. E. Schreiners im Zool. Cbl. 1907. Vgl. auch Derselbe, Über das Verhalten des Chromatins bei der Ei- reifling und Befruchtung des Dicrococlium lanceat. Stil, et Hass. Arch. f. Zell- forschung. Bd. I. Heft 1. 610 R. Fick können, hervor, und meine Bemerkungen über die anscheinende Zu- sammensetzung- der Balken aus mehr als zwei Konjuganten zeigen, daß mir sogar die subtilsten Details der Bilder nicht entgangen sind, von denen A. u. K. E. Schreiner bisher noch gar nicht gesprochen hatten, die sie erst jetzt auf meine Angaben hin erwähnen (s. Anm. 1 S. 606). Ja, ich bin durch das intensive Studium dieser Kerne sogar dazu verführt worden, in meiner Abhandlung eine besondere Hypothese für die sich allmählich steigernde Parallelisierung aufzustellen. S. 66/7 derselben spreche ich nämlich die Vermutung aus, daß es vielleicht der richtende Einfluß der Centrosomen sei, der es bewirkt, daß die Parallelisierung der Fädchen immer an der Polseite des Kernes eintritt. Wenn die Fädchen sich aber einmal ganz nahe gekommen seien, könnten sie vielleicht durch Kapillar-, elektrische oder Ad- häsionskräfte eine zunehmende Geradstreckung und Parallelisierung erfahren. Ich sagte: »an manchen Stellen der Präparate hat man den Eindruck, daß die beiden Fäden zueinandergezogen werden, wie zwei Schwefelhölzer im Wasser bei dem bekannten Experiment, dem Einbringen eines Stückchens Zucker ins Wasser«. Die Erklärung des Vorganges der Parallelisierung der Fädchen ist aber natürlich eine sekundäre Frage, die Grundfrage bleibt die Feststellung der Beziehungen der diinnfädigen »Konjuganten« zu den (bei Tomopteris 18) telophasischen lockeren Chromatinbalken (z. B. der Fig. 10 bei A. u. K. E. Schreiner 1906), bzw. den zerknitterten Chromatinsträngen der jüngsten Spermatocyten , (deren Zahl bei Tomopteris wohl auch 18 beträgt). Nach den bisher veröffentlichten Bildern war eine direkte Identifizierung der dünnen schlanken »kon- jugierenden« Fädchen (z. B. in Fig. 19 A. u. K. E. Schreiner 1906) mit je einem zerknitterten Chromatinbalken (der Fig. 18, 17, 16), wie bemerkt, höchst unwahrscheinlich, denn es fehlten Stadien, wo etwa schon an den zerknitterten Chromatin strängen selbst Parallelisierung zu sehen gewesen wäre. Ich stehe nicht an hervorzuheben, daß K. u. K. E. Schreiner in ihrer neuesten Veröffentlichung (Fig. 8 u. 9) jetzt Kerne abbilden, die vielleicht in dem von mir geforderten Sinn gedeutet werden dürfen. Gerade dieses Stadium scheint mir ein für die Deutung besonders kritisches, ausschlaggebendes zu sein. Hier ist vielleicht Aussicht vorhanden, die Beziehungen zwischen den Strängen und den »Konjuganten« mit einiger Sicherheit zu ergründen. Freilich ist die Zahlenfeststellung wegen der großen Länge und den Windungen der Chromatinstränge sehr schwierig. Andrerseits ist es nicht zu leugnen, daß bei manchen Zur Konjugation der Chromosomen. 611 Objekten, z. B. Myxine , (A. u. K. E. Schreiner 1906 II. Fig. 90) auf diesem Stadium der Kern auffällig viele Cliromatinfadenstränge ent- hält, so daß man eher zur Annahme einer Verdoppelung gedrängt wird (vgl. oben). Ich möchte es nicht unterlassen, auch an dieser Stelle noch einmal zu betonen, was ich auch in den »Ergebnissen« bereits er- wähnt habe, daß ich das Vorkommen einer Chromosomenkonjugation zum Zweck der Zahlenreduktion, wie vor 14 Jahren (s. oben), auch heute noch durchaus nicht für unmöglich, sondern nur für ^»noch nicht bewiesen« halte, und daß mit dem Nachweis der Parallel- konjugation durchaus noch nicht etwa die väterliche und mütterliche Natur der »Konjuganten« erwiesen wäre. Letztere muß ja nach den in meiner Abhandlung über die Chromosomen1) (1906) und über das »Individualplasma« (1907) 2) angestellten biologischen Betrach- tungen als von vornherein außerordentlich unwahrscheinlich bezeichnet werden. Auch die Chromosomen -Individualitätshypothese erführe übrigens durch einen einwandfreien Nachweis der Chromosomenkon- jugation keineswegs eine Stütze. Bei dieser Gelegenheit sei es mir gestattet zu erwähnen, daß auch die neuesten Veröffentlichungen über Chromosomenfragen (darunter Boveri3), Vejdowsky4) und Stras- bukger5) die Richtigkeit meiner in den »Ergebnissen« auf S. 118 ausgesprochenen Behauptung beweisen, daß die meisten Verteidiger der »Chromosomenindividualität« im Grunde eigentlich nur noch die Hypothese der »Permanenz achromatischer Karyotomen«, wie ich sie genannt habe, verteidigen. Auch Häcker6) sagt, daß mit der Manövrierhypothese »gezeigt worden ist, daß die Individualitäts- lehre in ihrer jetzigen Fassung unhaltbar ist.« — Prag, April 1908. !) R. Fick, Betrachtungen über die Chromosomen, ihre Individualität, Re- duktion u. Vererbung. His-Waldeyers Arch. f. Anat. u. Entwgesch. 1905. Suppl. 2) Über die Vererbungssubstanz. Ebenda 1907. 3) Zellenstudien VI, Jena 1907. 4) Vejdowsky, Neue Untersuchungen über die Reifung und Befruchtung. Böhm. Ges. d. Wiss. Prag 1907. 5) Strasburger, E. , Chromosomenzahlen, Plasmastrukturen, Vererbungs- träger u. Reduktionsteilung. Jahrb. f. wiss. Botanik. Bd. 45. Heft 4. 1908. fi) Häcker, Val., Die Chromosomen als angenommene Vererbungsträger. Erg. u. Fortschr. d. Zool. 1. Bd. 1. Heft. Jena 1907. S. 23. Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen! Antwort an Herrn und Frau Schreiner auf ihren Artikel »Gibt es eine parallele Konjugation der Chromosomen?« Von Friedr. Meves (Kiel). (Hierzu eine Textfigur.) Um die Existenz der scharf bestrittenen »parallelen Konjugation« der Chromosomen zu verteidigen, haben Herr und Frau Schreiner an Fick, Goldschmidt und mich eine Erwiderung1) gerichtet, in deren Einleitung sie mich folgendermaßen einführen: »Auch Meves ist ..entschieden der Meinung“, daß die Dualität der Poleudeu der in Bildung begriffenen dicken Chromatinbügel durch das erste Auftreten der Längsspaltung bedingt wird. Unsere Schilderung des Hervorgehens dieser Bügel durch parallele Vereinigung je zweier dünner Fäden beruht einfach auf „einer irrtümlichen Seriierung“ der Bilder.« Dieser letztere Satz ist geeignet, die falsche Vorstellung zu er- wecken, als wenn ich Herrn und Frau Schreiner ganz allgemein falsche Seriierung vorgeworfen hätte. Aus meiner Bienenabhandlung2) geht aber klar hervor, daß ich diesen Vorwurf ausschließlich gegen die erste Myxine- Arbeit3) von Herrn und Frau Schreiner gerichtet *) A. und K. E. Schreiner: Gibt es eine parallele Konjugation der Chro- mosomen? Erwiderung an die Herren Fick, Goldschmidt und Meves. Vi- denskabs-Selskabets Skrifter. I. Math.-Naturw. Klasse 1908. Nr. 4. 2) Fr. Meves: Die Spermatocytenteilungen bei der Honigbiene, nebst Bemerkungen über Chromatinreduktion. Arch. f. mikr. Anat. u. Entwicklungs- gesetz Bd. 70, 1907. 3) A. und K. E. Schreiner: Über die Entwicklung der männlichen Ge- schlechtszellen von Myxine glutinosa. Arch. de Biologie, t. 21, 1905. Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen! 613 habe. Zur Zeit dieser ersten Arbeit siud Herr und Frau Schreiner in die Kenntnis der Kernstrukturen tatsächlich noch nicht so weit eingedruugen, daß es ihnen gelungen wäre, ihre Bilder richtig zu seriieren. Es ist bekannt, daß die Längsspaltung, wenn sie auch nach Flemming »in den Fäden präformiert« ist, auf den ersten Stadien der Teilung schwer oder überhaupt nicht zu erkennen ist, sondern erst später ganz deutlich wird. Herr und Frau Schreineu haben nun spätere Stadien mit deutlich längsgespaltenen bzw. längs- getrennten Chromosomen vor frühere, welche keine Längsspaltung zeigen, eingereiht. Einzig und allein auf diese Weise sind sie in ihrer ersten Myxine- Arbeit (1. c.) sowie in ihrer vorläufigen Mitteilung1) dazu gelangt, die von v. Winiwarteu2) aufgestellte Hypothese einer parallelen Copulation zu »bestätigen« und mit Entschiedenheit, ohne die Vorsicht und Reserve, die v. Winiwarteu noch für nötig gehalten hat, zu verfechten. In einer weiteren Arbeit (1906), welche von der Reifung der männlichen Geschlechtszellen von Tomopteris handelt,3) haben Herr und Frau Schreiner gelernt, die aufeinanderfolgenden Entwick- lungsstadien der Hodenzellen in richtiger Reihenfolge anzuordnen. Ihr Eintreten für parallele Konjugation beruht von nun an — was ihnen möglicherweise selbst noch nicht klar bewußt geworden ist — auf ganz anderen Bildern, denselben, auf welche sich Janssens4) in einer inzwischen erschienenen Arbeit stützt. Gegen die jANSSENSSche Arbeit und gegen diejenigen von Herrn und Frau Schreiner, welche nach der JANssENSSchen erschienen sind, ist es mir aber niemals eingefallen, den Vorwurf falscher Seriierung zu erheben. Aus keinem Wort meiner Bienenabhandlung können Herr und Frau Schreiner die Berechtigung zu der »offenen Frage« ableiten, die sie auf S. 26 ihrer »Erwiderung« an mich richten. Es ist richtig, daß Herr und Frau Schreiner später (1906) selbst erklärt haben, daß sie »in ihrer ersten J%zme-Arbeit die Verhältnisse nicht erschöpfend und zum Teil nach unvollkommen 1 A. und K. E. Schreiner: Die Reifungsteilungen bei den Wirbeltieren. Anat. Anz. Bd. 24. 1904. 2) H. v. Winiwarter: Recherches sur l'ovogenese et l’organogenese de l’ovaire des mammiferes (Iapin et homme). Arch. de Biologie, t. 17, 1900. 3) A. und K. E. Schreiner: Neue Studien über die Chromatinreifung der Geschlechtszellen. I. Die Reifung der männlichen Geschlechtszellen von To- mopteris onisciformis (Eschholtz). Arch. de Biologie, t. 22, 1906. 4) F. A. Janssens: Evolution des Auxocytes mfdes du Batrachoseps atte- nuatus. La cellule, t. 22, 1905. 614 Friedr. Meves konservierten Präparaten« dargestellt hätten, und daß sie eine ver- besserte Beschreibung geliefert haben.* 2 3 4) Es fehlt aber das Einge- ständnis, vielleicht ja auch die Einsicht dafür, daß die Teilungs- stadien in der ersten Arbeit falsch angeordnet waren. Deshalb habe ich mir erlaubt, meinerseits darauf hinzuweisen; es lag mir daran zu zeigen, welcher Art die Grundlagen sind, die Herr und Frau Schreineu für ihr erstes Eintreten zugunsten einer parallelen Copu- lation der Chromosomen gehabt haben. Im Beginn ihrer an meine Adresse gerichteten Antikritik werfen Herr und Frau Schreiner die Frage auf, ob ich selbst mich »auch wirklich« mit den Chromatinveränderungen in den Spermatocyten von Salamandra »vertraut gemacht« habe. Sie liefern dann eine Be- sprechung meiner Arbeit aus dem Jahre 1896 2), d. h. desjenigen Teils derselben, welcher von dem Verhalten des Chromatins im Beginn der ersten Reifungsteilung handelt, und zeigen, daß Janssens3) im- stande gewesen ist, meine darauf bezügliche Schilderung in mehreren Punkten zu vervollständigen. Dieser Hinweis von Herrn und Frau Schreiner kommt etwas post festum. Denn ich habe die Angaben von Janssens bereits nachgeprüft und selbst die mir notwendig er- scheinenden Ergänzungen in eine neue Beschreibung aufgenommen, welche ich von den Kernstrukturen der jungen Salamanderspermato- cyten in meiner Bienenarbeit4) gegeben habe. Ich betone bei dieser Gelegenheit ausdrücklich, daß ich die Richtigkeit der Bilder, die Janssens liefert, niemals in Zweifel gezogen habe; ich bestreite nur, daß er sie in zutreffender Weise gedeutet hat. An dieser Stelle kann ich ferner folgende Bemerkung nicht unterdrücken. Meine Salamandra- Arbeit aus dem Jahre 1896 bildet zusammen mit derjenigen meines Lehrers Flemming5) die Grundlage unserer Kenntnis von dem Verhalten des Chromatins im Amphibien- 1) A. und K. E. Schreiner: Neue Studien über die Chromatinreifung der Geschlechtszellen. II. Die Reifung der männlichen Geschlechtszellen von Sala- mandra maculosa (Laur.), Spitiax niger (Bonap.) und Myxine glutinosa (L.). Arch. de Biologie, t. 22, 1906. 2) Fr. Meves: Über die Entwicklung der männlichen Geschlechtszellen von Salamandra maculosa. Arch. f. mikr. Anat. u. Entwicklungsgesch., Bd. 48. 1897. 3) F. A. Janssens : La spermatogenese chez les Tritons. La cellule, t. 19, 1901; und 1. c. 1905. 4) 1. c. S. 459-460. 5) W. Flemming: Neue Beiträge zur Kenntnis der Zelle. I. Die Kern- teilung bei den Spermatocyten von Salamandra maculosa. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 29, 1887. Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen ! 615 lioden. Nichtsdestoweniger kann es keinem Leser meiner Abhand- lung verborgen bleiben, daß das Chromatin damals nicht im Mittel- punkt meines Interesses gestanden hat. Vielmehr bin ich in erster Linie auf das Studium der Centriolen, der Centrotheca und der achromatischen Strukturen, welche bei der Mitose auftreten, bedacht gewesen. Wollte ich nun Herrn und Frau Schreiner von dem Ge- sichtspunkt aus kritisieren, wie weit sie die Kenntnis dieser Dinge gefördert haben, so müßte mein Urteil über ihre Arbeiten sehr viel ungünstiger lauten wie dasjenige, welches sie in ihrer »Erwiderung« über meine Salamandra- Arbeit fällen; ich müßte sagen, daß sie den Zelleib in ihren meisten Arbeiten gänzlich vernachlässigt haben. Herr und Frau Schreiner hatten behauptet, daß die Auf- lockerung der Chromosomen nach Ablauf der letzten Spermatogonien- teiluug »bei Salamandra wie bei Tomopteris, nicht so weit als bis zur Bildung eines eigentlichen Kernnetzes geht, das demjenigen der ruhenden Spermatogonienkerne an die Seite gestellt werden kann« ; vielmehr sollen die Chromosomen durch die Wachstumsperiode hin- durch bis zum Beginn der ersten Keifungsteilung, »wenn auch nur schwer«, »erkennbar« bleiben. Diesen Behauptungen habe ich in meiner Bienenarbeit mit Entschiedenheit widersprochen. Herr und Frau Schreiner antworten darauf: »Wenn wir gemeint haben, auch bei Salamandra, ähnlich wie bei Tomopteris, die einzelnen Chromo- somen voii der letzten Spermatogonienteilung an bis zum Anfang der Konjugation verfolgen zu können, so stellt sich Meves einem solchen Gedanken »verständnislos gegenüber«, denn so etwas ist ihm an seinen Präparaten nicht gelungen«. In der Tat, Herr und Frau Schreiner haben liecht: Ihre gegenteilige Behauptung vermag mich »in meiner Sicherheit nicht im geringsten zu erschüttern«. Ich bin des zuversichtlichen Glaubens, daß meine alten Präparate vom Jahre 1896 einen Vergleich mit den neuen von Herrn undTrau Schreiner durchaus aushalten können. Nun finde ich aber, daß zwischen der letzten Spermatogonienteilung und dem Beginn der ersten Reifungs- teilung eine Reihe von Stadien eingeschaltet sind, auf denen eine Unterscheidung von Chromosomen eine Unmöglichkeit ist. Glaubt jemand sie bei Salamandra auf den bezeichneten Stadien dennoch »erkennen« zu können, so kann ich dies nur auf eine beim Mikro- skopieren unangebrachte Betätigung von Phantasie zurückführen. »Man sucht hier«, wie 0. Hertwig1) 1890 geschrieben hat, »in den !) 0. Hektwig: Vergleich der Ei- und Samenbildung bei Nematoden. Eine Grundlage für cellulare Streitfragen. Arcli. f. mikr. Auat. Bd. 36, 1890, S. 107. 616 l'riedr. Meves Kern etwas hineinzudemonstrieren, was kein unbefangener Beobachter in seiner Struktur erkennen wird.« Zur Erklärung, wie Herr und Frau Schreiner zu der von ihnen vertretenen Auffassung gelangt sind, kann vielleicht der Umstand beitragen , daß sie sich noch in gänzlicher Verkennung einzelner Stadien der Übergangszeit zwischen Vermehrungs- und Reifungs- periode des Salamanderhodens befinden. Ein Stadium der Wachs- tumsperiode, mit rekonstituierter Centrotheca, welches von der Ver- mehrungsperiode durch einen langen Zwischenraum getrennt ist, bezeichnen sie als späte Telophase der letzten Spermatogonienteilung! Ich sehe darin einen Beiveis, daß sie sich in die »oft sehr schwie- rigen Bilder« noch nicht genügend vertieft haben. Da es nach dem Gesagten unmöglich ist, die Chromosomen von der letzten Spermatogonienteilung bis zum Beginn der ersten Bei- fungsteilung zu verfolgen, und da andererseits die Chromatinfäden, wTelche zu dem letztgenannten Zeitpunkt auftreten, noch keine Chro- mosomen sind, sondern erst dazu werden sollen, so ist man schon aus diesem Grunde nicht berechtigt, von einer parallelen Konjugation von »Chromosomen« zu reden. Höchstens könnte, wie auch Duesberg1) bemerkt hat, eine parallele Konjugation von Chromatinfäden in Frage kommen. Gegen die Möglichkeit einer solchen habe ich in meiner Bienenarbeit zunächst eingewandt, daß das Kerngerüst der jungen Spermatocyteu viel zu dicht wäre, als daß zwei Fäden sich der Länge nach aneinanderlagern und sich vereinigen könnten; ich habe ferner auf die zahlreichen zwischen den Fäden vorhandenen Querverbin- dungen2) aufmerksam gemacht; »die Fäden«, habe ich gesagt, »be- sitzen auf diesem Stadium überhaupt gar nicht die Möglichkeit freier Bewegung« , wie sie etwa für die fertigen Chromosomen nach Auf- lösung der Kernmembran vorhanden ist. Und was erwidern Herr und Frau Schreiner darauf? Einzig folgendes: »Wir müssen Meves zugeben, daß selbst Götter gegen dieses Argument vergebens kämpfen würden.« Ich konstatiere also, daß Herr und Frau Schreiner gegenüber meinem Einwurf sich absolut nicht zu helfen wissen. Sie haben sich offenbar niemals die mechanischen Schwierigkeiten überlegt gehabt, 1) J. Duesberg: Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. Dieses Archiv, Bd. 1, S. 439, 1908. 2) Diese Querverbindungen haben in den Tomoptcris betreffenden Figuren der Si'HUEiNERsclien »Erwiderung« eine höchst ungenügende Wiedergabe erfahren. Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen! 617 die einer parallelen Aneinanderlagerung vorgebildeter Chromatinfädeu auf dem in Betracht kommenden Stadium entgegenstellen müssen. Der zweite Einwand, den ich gegen die parallele Konjugation der Chromosomen erhoben habe, ist folgender: Die Befunde von v. Wini- warter, Janssens und A. und K. E. Schreiner sind nach meiner Meinung weiter nichts als eine Bestätigung dessen, was Flemming zu- erst für die Teilung von Epithel- und Bindegewebszellen uachgewiesen hat: daß die Längsspaltung schon sehr früh auftritt bzw. (Flemming, schon 1887, 1. c., S. 448) »in den Fäden praeformiert« ist. Herr und Frau Schreiner erwidern darauf: Wir bitten den unbefangenen Leser, einen Blick auf die auf Taf. IV von Janssens (05) oder die in unseren Fig. 12 — 18 wiedergegebenen Bilder, wo die Vereinigung der sich zuweilen weit spreizenden Fädchen dar- gestellt ist, zu werfen, um den Wert dieser Behauptung von Meves zu prüfen. Erinnern diese Bilder auch nur im entferntesten au die von Meves in seinen Fig. c — d nach Flemming reproduzierten? Wenn Meves eine Ähnlichkeit zwischen den betreffenden Bil- dern Flemmings und denen aus der Konjugationsperiode findet, so kann dies nur darauf beruhen, daß er sich mit den letzteren nur in sehr oberflächlicher Weise bekannt gemacht hat«. Daß ich die Bilder aus dem Beginn der Reifungsperiode des Salamanderhodens mindestens ebenso genau wie Herr und Frau Schreiner kenne, dafür habe ich den Beweis erbracht. Ich möchte aber fragen, ob Herr und Frau Schreiner ihrerseits die ein- leitenden Phasen der Mitose bei somatischen Zellen kennen? Die Vorstadien des Spirems der somatischen Mitose sind über- haupt noch nicht mit genügender Genauigkeit beschrieben worden, wie erst 1907 auf der Würzburger Anatomenversammlung in der Diskussion zu zwei von M. Heidenhain uud v. Tellyesniczky ge- haltenen, Chromosomenfragen betreffenden Vorträgen von beiden Vor- tragenden selbst bemerkt worden ist1 2). Ich behaupte nun auf Grund eigener Beschäftigung mit dem Gegen- stand, daß bei somatischen Zellen von Salamandra ganz ähnliche Bilder von Fadeudoppelheit wie bei den Spermatocyten dieses Tieres Vorkommen. Einen Hinweis darauf fand ich schon 1907 in einer Arbeit Flem- mings aus dem Jahre 1891. Flemming -) beschreibt und zeichnet hier 1) Die bezüglichen Bemerkungen haben leider in den Diskussionsbericht keine Aufnahme gefunden. 2) W. Flemming: Neue Beiträge zur Kenntnis der Zelle. II. Teil. Arch. f. mikr. Auat. u. Eutwicklungsgesch., Bd. 37, 1891. 618 Friedr. Meves Längsspaltung bei sehr engen Spiremeu. »Manchmal«, sagt er, »kann ich die Längs- spaltung auch schon in noch frühzeitigeren Formen des Knäuels, als die eben beschriebe- nen sind, erkennen; ich wollte solche hier wegen der Schwierigkeit der Wiedergabe nicht zeichnen, da die dargestellten für das, was ich hier zeigen will, schon völlig ge- nügen. Es ist aber danach gar nicht un- möglich, daß schon in Formen, welche nahe auf Fig. 6 *) folgen , die Längsspaltung be- ginnt«. Der Ausdruck Längsspaltung ist, wie Flemming auseinandersetzt, nicht wörtlich zu nehmen; er soll sich lediglich auf eine Zweireihenanordnung der Chromatinsubstanz beziehen; beide Reihen von Chromatinkörnern werden bis zur Mutter- sternform durch ein achromatisches Lininsubstrat zusammengehalten. Ich habe nun in meiner Bienenarbeit im Anschluß an Flemming behauptet, daß die Dualität der Fäden auch bei deu Spermatocyten des Salamanders anfänglich nur eine anscheinende sei. Damit möchte ich aber durchaus nicht in Abrede genommen haben, daß die Schwestertäden in den Spermatocyten anderer Tiere (ausnahmsweise vielleicht auch in denen des Salamanders) völlig von einander ge- trennt angelegt werden, so daß von vornherein wirkliche Fadenpaare vorhanden sind2). Jedoch vermag ich dieser Erscheinung eine be- sondere Bedeutung ebensowenig zuzuerkennen wie der damit in Zu- sammenhang stehenden, daß die Schwesterfäden sich stellenweise von einander entfernen, sich an den Enden mehr oder weniger weit sprei- zen oder sich um einander herumwickeln können. Als das wesent- liche erscheint mir, daß die sich aulegenden Chromosomen von vorn- herein doppelt sind. Dieses ist sowohl bei der Mitose von Sperma- tocyten und Ovocyten als auch bei derjenigen von somatischen Zellen der Fall. Daraus geht aber hervor, daß die Bilder von Faden- doppelheit, welche bei den Geschlechtszellen auftreten, nicht die theoretische Bedeutung haben können, welche ihnen von verschiede- >) Hier als Textfigur reproduziert. -) Eiue völlige Längstrennung der Schwesterfäden wird auch in den Sper- uiatocyten erster Ordnung des Salamanders bereits sehr früh, noch im »Knäuel- stadium*, vollzogen, wie Flemming schon 1887 beschrieben hat. Beginnendes Spirom (mit einem Teil der Zellsubstanz) von einer Endothel- oder Bindegewehszelle des Peritoneums (Salamander). Nach Flemming. Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen! 619 nen Seiten zugeschrieben worden ist; wenn gleiche oder ähnliche Bilder sich auch bei der Mitose von Epithel- und Bindegewebszellen finden, so können sie nicht für die bei den Geschlechtszellen eintre- tende Reduktion der Chromosomenzahl verantwortlich zu machen sein. — Als erster hat übrigens Goldschmidt schon 1906 bei einer Be- sprechung der SciiREiNERsehen Tomopteris- Arbeit im Zoologischen Centralblatt die Meinung geäußert, daß das, was als parallele Kopu- lation von Chromosomen beschrieben wird, ebensogut »der Ausdruck der Differenzierung von Anfang an längsgespaltener Doppelchromo- somen« sein könne. Nach Goldsciimidt und mir ist auch Fick1) zu einem ähnlichen Resultat gekommen, und zwar auf Grund von Studien, die er an »einigen der besten« ScHREiNER’schen Tomopteris- Präparate ange- stellt hat. Er sagt in einem von der Verfehltheit moderner Chro- mosomentheorien handelnden Referat: »Der unbefangene Beobachter wird aus den Präparaten und Bildern, glaube ich, nur den Eindruck gewinnen können, daß sich aus dem chromatischen Netzgewirr an der Polseite des Kernes auf der Grundlage feinster paralleler oder miteinander verflochtener Chromatinfädcheu gespaltene, sich allmäh- lich verdickende Chromatinbalken anlegen.« J) R. Fick: Vererbungsfragen, Reduktions- und Chromosomenhypothesen, Bastardregeln. Erg. d. Anat. u. Entwicklungsgesch. Bd. 10, 1906, Wiesbaden 1907. ' Ist eine parallele Chromosomenkonjugation bewiesen? Antwort an Herrn und Frau A. und K. E. Schreiner. Vou R. Goldschmidt (München). In ihrem Aufsatz »Gibt es eine parallele Konjugation der Chro- mosomen'? Erwiderung an die Herren Fick, Goldschmidt und Meves« richten Herr und Frau Schreiner an mich einige Fragen, die sieh auf kurze Bemerkungen beziehen, die ich im Zool. Centralbl. über ihre Tomopteris- Arbeit machte. Schreiners sind überrascht und können kaum verstehen, wie ich aus ihren Bildern herauslesen könne, daß eine endweise Konjugation, also Reduktion nach dem Tetraden- typus vorliege. Diese meine Interpretation stützte sich auf mir wohl- bekannte Objekte, bei denen sich bei durchaus übereinstimmenden Bildern eine andre Deutung als notwendig erwies. Damals nannte ich die Objekte nicht, weil die betreffenden Arbeiten noch nicht ver- öffentlicht waren; es waren die Untersuchungen von Popoff1) au Paludina und von Wassilieff2) an Blatta , die ich im Auge hatte. Dem kann ich jetzt noch Dicrocoelium lanceatum nach eigenen Untersuchungen und zahlreiche Orthopteren nach demnächst zu ver- öffentlichenden Befunden eines meiner Schüler zufügen. Bei allen diesen Objekten sind die Bilder ähnliche wie bei Tomopteris , zum Teil sogar genau die gleichen (Orthopteren). Meine Deutung der Befunde, denen sich die betreffenden Autoren anschließeu, wird nun durch folgendes bestimmt. In den Stadien des leptotänen Knäuels tritt an einzelnen Fäden eine Doppellagerung der Körnchen auf, die allmählich die ganzen Fäden ergreift und in Doppelfäden umwaudelt. Bei den von mir bezeichneten Objekten läßt sich Schritt für Schritt i) M. Popoff , Eibildung bei Paludina vivipara usw. Arch. mikr. Anat. V. 70. 1907. -) W. Wassiueff: Die Spermatogenese von Blatta germanica. Ibidem. Ist eine parallele Chromosoinenkonjugation bewiesen? 621 verfolgen, daß dies ein Vorgang der Längsspaltung ist, der genau verläuft wie bei somatischen Zellen. Läge hier eine Konjugation vor, so müßten in diesem Moment Bilder auftreten, die Schreiners Fig. 22 bzw. 12—18 der neuen Arbeit entsprächen. Sie liegen aber erst viel später, beim Übergang ins Pachytaenstadium. Die entscheidenden Bilder bilden Schreiners aber in Fig. 16—18 ab, und diese zeigen dieselbe beginnende Längsspaltung wie sonst. Was die Figuren an- betrifft, auf die Schreiners so viel Wert legen, die das Auseinander- weichen der Fadenhälfteu zeigen, so liegen sie doch nach der Dicke und geringen Dichtigkeit des Fadenknäuels viel später, in einer Zeit, die lange nach der postulierten Konjugation liegen muß, in der bereits die Verkürzung der Fäden begann. (NB. Ich seriiere sonst natürlich die Stadien genau wie Schreiners.) Daß in diesem Stadium die Fadenhälften manchmal auseinanderweichen, beweist doch keine Kon- jugation. Später tun sie es ja auch, und es ist mir sogar wahrschein- lich, daß die Trennung nur eine Folge der bei der Konservierung ent- stehenden Diffusionsströme ist. Denn auch in den getrennten Fäden entsprechen sich merkwürdigerweise die Körnchen ganz genau. (S. auch die diesbezüglichen Bemerkungen Popoffs.) Für meine Auffassung ist nun weiter entscheidend, daß bei jenen von mir ins Auge gefaßten Objekten stets gegen Ende des Leptotaen- stadiums oder auch im Pachytaenstadium in jedem Chromatinelement eine Unterbrechung in der Mitte auftritt, die dem Querspalt der frü- heren Autoren entspricht. In Schreiners Figuren findet sich diese Unterbrechung nicht vor. Da aber die spätere Bügelbildung genau so verläuft wie bei den Objekten, die die Unterbrechung zeigen, so bezweifle ich nicht ihr, vielleicht ja nur kurzes, Vorhandensein. Denn die späteren Bilder der Doppelbügel und fast oder ganz ge- schlossenen Ringe zeigen eben diese Stelle (Fig. 41 ff.), die aber nach Schreiners der Verlötungsstelle der auseinanderklappenden kon- jugierten Chromosomen entspricht. Nun läßt sich aber bei andern Objekten — ob bei Tomopieris weiß ich nicht — an dieser Stelle noch die achromatische Brücke nachweisen und zeigen , daß der Längsspalt dieses Bügels nichts ist als der alte Längsspalt , den Schreiners für die Konjugationsebene halten. Die Chromatinbügel, Ringe usw. sind also echte Tetraden und aus Schreiners Figuren kann ich also immer noch nichts andres herauslesen als dies, beson- ders auch bei Vergleich der Größenverhältnisse der Chromosomen in den verschiedenen Stadien vom Bukett bis zur 1. Reifeteilung. Es sei schließlich noch bemerkt, daß die Bezeichnung conjugation Archiv f. Zellforschung. I. 41 622 R Goldschmidt, Ist eine parallele Chromosomenkonjugation bewiesen? eud to end in meinem Referat etwas irreführend war. Denn natürlich halte ich diese Tetradenbildung nicht für eine Konjugation homolo- ger Chromosomen, sondern, wie ich kürzlich ausführte, auch nur für eine unterdrückte Fadensegmentierung. Wenn ich also kürzlich schrieb, daß ich glaube, daß alle bis- herigen Angaben über Längskonjugation auf falsch interpretierter frühzeitiger Längsspaltung beruhen, so muß ich das auch sämtlichen Angaben Schreiners gegenüber aufrechterhalten. Wenn ich aber trotzdem mich noch nicht entschließen kann, soweit zu gehen wie Meves, so hat das seinen Grund in den Untersuchungen der ame- rikanischen Kollegen an Hemipteren, die ich als die einzigen be- trachten muß, deren Resultate vor der Hand noch nicht ohne weiteres anders gedeutet werden können. Zum Schlüsse noch eines. Auch bei parthenogenetiscben Eiern parthenogenetischer Ge- nerationen findet man genau die gleichen Bilder, die sonst als pa- rallele Konjugation homologer Chromosomen gedeutet werden (s. die Arbeit von Kühn in diesem Heft). Wo bleibt da die Theorie? Druck von Breitkopf &■ Härtel in Leipzig. ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ERSTER BAND ERSTES HEFT MIT 7 TAFELN UND J55 TEXTFIGUREN UND TABELLEN AUSGEGEBEN AM II. FEBRUAR 1908 LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1908 Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. Sämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Privatdozent Dr. R. Goldschmidt, Zoologisches Institut, MUnchei), Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Den Herrn Mitarbeitern werden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. Weitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und druck fertig einzuliefern, so daß Zusätze oder größere sachliche Korrekturen nach erfolgtem Satz vermieden werden. Die Zeichnungen für Tafeln und Textabbildungen (diese mit genauer Angabe, wohin sie im Text gehören) werden auf besondem Blättern erbeten, auch wolle man beachten, daß für eine getreue und saubere Wiedergabe gute Vorlagen unerläßlich sind. Anweisungen für zweckmäßige Herstellung der Zeichnungen mit Proben der verschiedenen Reproduktionsverfahren stellt die Verlagsbuchhand- lung den Herren Mitarbeitern auf Wunsch zur Verfügung. Bei photographisch aufgenommenen Abbildungen wird gebeten, die Negative bei Abseudung des Manuskripts unmittelbar an die Verlagsbuchhandlung zu schicken. Die Veröffentlichung der Arbeiten geschieht in der Reihenfolge, in der sie druckfertig in die Hände der Redaktion gelangen, falls nicht besondere Umstände ein späteres Erscheinen notwendig machen. Die Korrekturbogen werden den Herren Verfassern von der Verlagsbuch- handlung regelmäßig zugeschickt, und es wird dringend um deren sofortige Er- ledigung und Rücksendung (ohne das Manuskript) an die Verlagsbuchhandlung gebeten. Von etwaigen Änderungen des Aufenthalts oder vorübergehender Ab- icesenheit bittet man, die Redaktion oder die Verlagsbuchhandlung sobald als möglich in Kenntnis xu setxen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst xuxuschreiben , wenn seine Arbeit etwa für ein späteres Heft xurückgestellt werden muß. Redaktion und Verlagsbuchhandlung. VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: Vor kurzem ist erschienen : Lehrbuch der mikroskopischen Technik von Prof. Dr. Bernhard Rawitz ■ ■■■■■ Mit 18 Figuren im Text Geheftet J! 12.— , in Leinen gebunden .// 18 20 ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ERSTER BAND ZWEITES UND DRITTES HEFT MIT 8 TAFELN, 22 TEXTFIGUREN, 12 KURVEN UND ZAHLREICHEN TABELLEN AUSGEGEBEN AM 26. MAI 1908 LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1908 Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. Sämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Privatdozent Dr. R. Goldschwidt, Zoologisches Institut, München, Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so -wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Den Herrn Mitarbeitern werden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. Weitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. 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RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ERSTER BAND VIERTES HEFT MIT 6 TAFELN UND 7 TEXTFIGUREN AUSGEGEBEN AM 21. JULI 1908 LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1908 Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. Sämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Privatdozent Dr. R. Goldschmidt, Zoologisches Institut, München, Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Den Herrn Mitarbeitern werden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. W eitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und druckfertig einzuliefern, d. li. so, daß das Lesen der Korrektur in der Ausmerzung von Satzfehlern besteht, nicht in einer stilistischen oder sachlichen Umarbeitung. Jedes Einschieben von "Worten und ähnliche Änderungen sind mit entsprechenden Kosten verknüpft und sie müssen, wenn dadurch die normalen Korrekturkosten wesentlich erhöht werden, den betr. Herren Autoren zur Last gelegt werden. Die Zeichnungen für Tafeln und Textabbildungen (diese mit genauer An- gabe, wohin sie im Text gehören) werden auf besondern Blättern erbeten, auch wolle man beachten, daß für eine getreue und saubere Wiedergabe gute Vorlagen unerläßlich sind. Anweisungen für zweckmäßige Herstellung der Zeichnungen mit Proben der verschiedenen Reproduktionsverfahren stellt die Verlagsbuchhand- lung den Herren Mitarbeitern auf Wunsch zur Verfügung. Bei photographisch aufgenommenen Abbildungen wird gebeten, die Negative bei Absendung des Manuskripts unmittelbar an die Verlagsbuchhandlung zu schicken. Die Veröffentlichung der Arbeiten geschieht in der Reihenfolge, in der sie druckfertig in die Hände der Redaktion gelangen, falls nicht besondere Umstände ein späteres Erscheinen notwendig machen. Die Korrekturbogen werden den Herren Verfassern von der Verlagsbuch- handlung regelmäßig zugeschickt, und es wird dringend um deren sofortige Er- ledigung und Rücksendung (ohne das Manuskript) an die Verlagsbuchhandlung gebeten. Von etwaigen Änderungen des Aufenthalts oder vorübergehender Ab- wesenheit bittet man, die Redaktion oder die Verlagsbuchhandlung sobald als möglich in Kenntnis zu setzen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst zuzuschreiben , wenn seine Arbeit etwa für ein späteres Heft zurückgestellt werden muß. liedaktion und Verlagsbuchhandlung. :: VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: Die geologischen Grundlagen der Abstammungslehre von Gustav Steinmann = Mit 172 Figuren im Text Gr. 8. Geh. Jl 7. — ; in Leinen geb. Jl 8. — . Inhalt des vierten Heftes. Seite M. G. Sykes, Note on the number of the Somatic chromosomes in Funkia. (With plate XVI.) 525 Honore Lams, Les Divisions des Spermatocytes chez la Fourmi, (Camponotus herculeanus L.). (Avec planche XVII.) 528 Alfred kühn, Die Entwicklung der Keimzellen in den parthenogenetischen Generationen der Cladoceren Daphnia pulex De Geer und Polyphe- mus pediculus De Geer. (Mit Taf. XVIII — XXI u. 6 Fig. im Text.) 538 Vladislav Ruzicka , Zur Kenntnis der Natur und Bedeutung des Plastins 587 R. Fick, Zur Konjugation der Chromosomen 604 Friedr. Meves, Es gibt keine parallele Konjugation der Chromosomen! (Mit 1 Fig. im Text ) 612 R. Goldschmidt, Ist eine parallele Chromosomenkonjugation bewiesen? . . 620 :: VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG : Selectionsprinzip und Probleme der Artbildung Ein Handbuch des Darwinismus von Dr. Ludwig Plate Professor der Zoologie an der Landw. Hochschule und an der Universität Berlin ===== Dritte, sehr vermehrte Auflage . Mit 60 Figuren im Text. gr. 8. Geh. Jl 12. — ; in Leinen geb. Jl 13. — Vorträge und Aufsätze über Entwickelungsmechanik der Organismen herausgegeben von Wilhelm Roux Heft 1: Die Entwickelungsmechanik, ein neuer Zweig der bio- logischen Wissenschaft. Eine Ergänzung zu den Lehr- büchern der Entwickelungsgeschichte und Physiologie der Tiere. Nach einem Vortrag, gehalten in der ersten allge- meinen Sitzung der Versammlung deutscher Naturforscher und Arzte zu Breslau am 19. September 1904 von Wilhelm Eoux. Mit 2 Tafeln und 1 Textfigur, gr. 8. Jl 5. — Heft 2: Über den chemischen Charakter des Befruchtungs- vorgangs und seine Bedeutung für die Theorie der Lehens- erscheinungen von Jacques Loeb. gr. 8. Jl — .80 Heft 3: Anwendung elementarer Mathematik auf biologische Probleme. Nach Vorlesungen, gehalten an der Wiener Universität im Sommersemester 1907 von Hans Przibram. Mit 6 Figuren im Text. gr. 8. Jl 2.40 Heft 4: Über umkehrbare Entwickelungsprozesse und ihre Bedeutung für eine Theorie der Vererbung von Dr. Eugen Schultz, Privatdozent der Universität St. Peters- burg. Jl 1.40 Verlag von WILHELM ENGELMANN in LEIPZIG Vor kurzem ist erschienen : Jlivista di jScienza Organo internazionale di sintesi scientifica Revue internationale de Synthese scientifique International Review of Scientific Synthesis Internationale Zeitschrift für wissenschaftliche Synthese Schriftleitung: G. Bruiii — A. Diouisi — F. Enriques A. Giardina — E. Ilignano Band I, Heft 4. V. Volterra, 11 momento scientifico presente e la nuova societä Italiana per il progresso delle Scienze. — Ch. Fabry, La theorie electro-magnetique de l’uni- vers. — P. Waiden, Über das Wesen des Lösungsvorganges und die Rolle des Mediums. — (1. Fauo, Chimica e Fisiologia. — J. Wiesner, Der Lichtbedarf der Pflanze. — TJ. Giu ffrid a- Ruggeri, II Pithecantropus erectus e l’origine della specie umana. — E. Rignano, Qu'est-ce que la conscience? — A. Landry, L’ecole economique Autrichienne : II. Ses theories- Conclusion. — B. Kidd, The two capital I.aws of sociology: lst part. — E. Westermack, The Origin of reli- gious celibacy. — T. Bonnesen, La reforme de l'enseignement des mathematiques Gementaires. — Rassegna di Fisica di T. Leyi-Civita. Dieses neue Organ, an dem hervorragende italienische und ausländische Forscher mitarheiten, stellt sich die Aufgabe, allgemeine, die einzelnen Wissenschaften und ihre gegenseitigen Beziehungen betreffende Fragen zu besprechen. Sie wird daher Aufsätze und Mitteilungen aus den Ge- bieten der Mathematik, Physik, Chemie, Biologie, Psychologie, Soziologie, Volkswirtschaft bringen. Alle Arbeiten werden unter möglichster Vermeidung von Fachaus- drücken verfaßt sein, so daß sie allen Gebildeten ohne Unterschied ver- ständlich sein werden. Die Rivista wird viermal jährlich in Heften zu je 150 — 200 Sei- ten erscheinen, somit jedes Jahr einen G00 — 800 Seiten umfassenden Band bilden. Der Jahresbezugspreis im Weltpostverein beträgt 25 Frank = Mk. 20.—. Die neue Zeitschrift erscheint in einer Internationalen Ausgabe, worin jeder Artikel in seiner Originalsprache, nämlich italienisch, fran- zösisch, deutsch oder englisch abgedruckt wird. Den Vertrieb dieser Ausgabe für Deutschland, Österreich-Ungarn, Holland, Dänemark, deutsche Schweiz, Schweden und Norwegen übernahm die Verlags- buchhandlung von Wilhelm Engelmann in Leipzig. Diesem Heft ist ein Prospekt von Wilhelm Engelmann in Leipzig über Semon, Die Mueme, 2. Aufl. beigelegt. Inhalt des zweiten nnd dritten Heftes. Seite Methodi Popoff, Experimentelle Zellstudien. (Mit 18 Textfig., 12 Kurven u. zahlreichen Tabellen.) . 245 M. G. Sykes, Nuclear Division in Funkia. (With plates VIII — IX and 1 figure in the text.) . 381 J. D lesberg, Les divisions des Spermatocytes chez le Rat. Avec planche X et 1 figure.) 399 Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien. (Mit Taf. XI — XV u. 2 Fig. im Text.) 450 Bücherbesprechung 515 :: VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: REGENERATION von Thomas Hunt Morgan Mit Genehmigung des Verfassers aus dem Englischen übersetzt und in Gemeinschaft mit ihm vollständig neu bearbeitet von Max Moszkowski Deutsche Ausgabe, zugleich zweite Auflage des Originals Mit 77 Figuren im Text — ■ - gr. 8. Geh. Jl 12. — ; in Leinen geh. dl 13.20 ». . . Die Autoren haben in ihrem verdienstvollen Buche, dem wir weite Verbreitung wünschen, eine große Fülle von Stoff dargeboten, gesichtet und bewältigt, wenn auch natürlich nicht alle von ihnen mit weitsichtigem Blick herangezogenen Materialien erschöpfend behandelt sind. Wir müssen ihnen für ihr Werk dankbar sein; das von ihnen Geleistete wird vielfachen Nutzen bringen.« (W. Roux im Archiv f. Entwicklangsmechanik , Bd. XXIII.) Eugenio Rignano Über die Vererbung erworbener Eigenschaften Hypothese einer Zentroepigenese Teilweise Neubearbeitung und Erweiterung der französischen Ausgabe Mit 2 Figuren im Text. gr. 8. Geheftet Jl 5.— Verlag von WILHELM ENGELMANN in LEIPZIG Soeben ist erschienen: iRivista di jScienza Organo internazionale di sintesi scientifica Eevue internationale de Synthese scientifique International Eeview of Scientific Synthesis Internationale Zeitschrift für wissenschaftliche Synthese Schriftleitung: G. Bruiii — A. Dionisi — F. Enriques A. Giardina — E. Riguano Heft 4. Y. Volterra, 11 momento scientifico presente e la nuova societä Italiana per il progresso delle Scienze. — Cli. Fabry, La theorie electro-magnetique de l’uni- vers. — P. Wahlen, Uber das Wesen des Lösungsvorganges und die Rolle des Mediums. — G. Fauo, Chimica e Fisiologia. — J. Wiesner, Der Lichtbedarf der Pflanze. — LT. Giuffrida-Rnggeri, II Pithecantropus erectus e l'origine della specie umana. — E. Riguano, Qu'est-ce que la conscience? — A. Lamlry, L’ecole economique Autricliienne : II. Ses theories- Conclusion. — B. Kidd, The two capital Laws of sociologv: lst part. — E. Westermack, The Origiu of reli- gious celibacy. — T. Bonnesen, La refonne de l’enseignement des mathematiques elementaires. — Rassegna di Fisica di T. Levi-Civita. Dieses neue Organ, an dem hervorragende italienische und ausländische Forscher mitarbeiten, stellt sich die Aufgabe, allgemeine, die einzelnen Wissenschaften und ihre gegenseitigen Beziehungen betreffende Fragen zu besprechen. Sie wird daher Aufsätze und Mitteilungen aus den Ge- bieten der Mathematik, Physik, Chemie, Biologie, Psychologie, Soziologie, Volkswirtschaft bringen. Alle Arbeiten werden unter möglichster Vermeidung von Fachaus- drücken verfaßt sein, so daß sie allen Gebildeten ohne Unterschied ver- ständlich sein werden. Die Rivista wird Tiermal jährlich in Heften zu je 150—200 Sei- ten erscheinen, somit jedes Jahr einen 600 — 800 Seiten umfassenden Band bilden. Der Jahresbezugspreis im Weltpostverein beträgt 25 Frank = Mk. 20. — . Die neue Zeitschrift erscheint in einer Iutematioualen Ausgabe, worin jeder Artikel in seiner Originalsprache, nämlich italienisch, fran- zösisch, deutsch oder englisch abgedruckt wird. Den Vertrieb dieser Ausgabe für Deutschland, Österreich-Ungarn, Holland, Dänemark, deutsche Schweiz, Schweden und Norwegen übernahm die Verlags- buchhandlung von Wilhelm Engelmann in Leipzig. Druck von Breitkopf & Härtel in Leipzig. Inhalt des ersten Heftes. Richard Hertwig, Über neue Probleme der Zellenlehre. (Mit 9 Fig. und Tabellen im Text.) 1 G. Tischler, Zellstudien an sterilen BastardpflanzeD. (Mit 120 Fig. im Text.) 33 A. und K. E. Schreiner, Zur Spermienbildung der Myxinoiden. (Über die Entwicklung der männlichen Geschlechtszellen von Myxine glutinosa L. III.) (Mit Taf. I — VI u. 26 Fig. im Text.) 152 Richard Goldschmidt, Über das Verhalten des Chromatins bei der Ei- reifung und Befruchtung des Dicrocoelium lanceatum Stil, et Hass. (Distomum lanceolatum). (Mit Taf. VII.) 232 :: VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: Karl Braeunig, Mechanismus und Vitalisnms in der Biologie des neunzehnten Jahrhunderts. Ein geschichtlicher Versuch. 7 Bogen, gr. 8. Geheftet Jl 2.40. Rudolf HÖber, Physikalische Chemie der Zelle und der Gewebe. Zweite, neubearheitete Auflage. Mit 38 Abbildungen im Text. 8. Gebunden .M 14. — . Thomas Hunt Morgan, Regeneration. Mit Genehmigung des Verfassers aus dem Englischen übersetzt und in Gemeinschaft mit ihm vollständig neu bearbeitet von Max Moszkowski. Deutsche Ausgabe, zugleich zweite Auflage des Originals. Mit 77 Figuren im Text. gr. 8. Geheftet Jl 12. — ; in Leinen gebunden Jl 13.20. Carl Rabl, Über „Organbildende Substanzen“ und ihre Be- deutung für die Vererbung. Nach seiner am 21. Juni 1906 in der Aula der Universität Leipzig gehaltenen Antrittsvorlesung, gr. 8. Jl. 1.20. Alfred Schaper, Über die Zelle. Nachgelassene Schrift. Nach dem Tode des Verfassers herausgegeben von Wilhelm RoUX. Mit 3 Textfiguren, gr. 8. Jl — .60. Friedr. Strecker, Das Kausalitätsprinzip der Biologie. VIII und 153 Seiten, gr. 8. Geheftet Jl 3. — . :: VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: Schriften von Wilhelm Roux Der Kampf der Theile im Organismus Ein Beitrag zur Vervollständigung der mechanischen Zweckmäßigkeitslehre gr. 8. Jl 4. — . t jl Über die Bedeutung der Kerntheilungsfigyren Eine hypothetische Erörterung gr. 8. Jl — .60. Gesammelte Abhandlungen über Entwicklungsmechanik der Organismen Zwei Bünde, gr. 8. Geheftet Jl 48. — ; in Halbfranz gebunden Jl 53. — . Erster Band: Abhandlung I— XII, vorwiegend über funktion eile An passung. Mit 3 Tafeln und 26 Textfiguren. Zweiter Band: Abhandlung XIII — XXXIII, über Entwicklungsmechanik des Embryo. Mit 7 Tafeln und 7 Textfiguren. Vorträge und Aufsätze über Entwickiungsmechanik der Organismen herausgegeben von Wilhelm Roux Heft II: Über den chemischen Charakter des BefruchtungsTor ganges und seine Bedeutung für die Theorie der Lebenserscheinungen von Jacques Loeh 2 Bogen gr. 8. Jl —.80 Druck von Breitkopf k Härtel in Leipzig. THE BOUND TO PLEASE JAN. 65 N. MANCHESTER.