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ARCHIV

FÜR

ZELLFORSCHUNG

HERAUSGEGEBEN

VON

DR. RICHARD GOLDSCHMIDT

PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN

DREIZEHNTER BAND

MIT 59 TEXTFIGUREN UND 40 TAFELN

LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN

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Inhalt des dreizehnten Bandes

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Erstes Heft . .um *

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Ausgegeben am 30. Juni 191i

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Hermann von Neuenstein, Über den Bau des Zellkerns bei den Algen kijtaps

und seine Bedeutung für ihre Systematik. Mit 20 Figuren im Text 1

KiYOSHi Katsuki, Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins in den Geschlechtszellen von Ascaris. Mit Tafel I— III 92

Alberto Ziveri, Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema

nervoßo centrale dopo l'autolisi 119

Henrik Lundegardh, Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. Mit

Tafel IV 145

Zweites Heft

Ausgegeben am 4. August 1914

J. Seiler, Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. Nebst einem Beitrag zur Kenntnis der Eireifuug, Samenreifung und Befruchtung. Mit 14 Figuren im Text und Tafel V— VII 159

Andreas von Szüts, Studien über die feinere Beschaffenheit des Nerven- systems des Kegen Wurmes , nebst Bemerkungen über die Organi- sierung des Nervensystems. Mit Tafel VIII— IX 270

Drittes Heft

Ausgegeben am 2. März 1915

A. A. Sapehin, Untersuchungen über die Individualität der Plastide. Mit

Tafel X-XXVI 319

SiDNEY I. Kornhauser, A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis (Phil.}, with Some General Considerations of Cope- pod Chromosomes. With 9 Textfigures and Plates XXVII— XXIX . 399

Leonardo Martinotti, Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide umaua normale in rapporto alla sua funzione eleidocheratinica. Nota II. Lo Strato granulöse e la funzione cheratojalinica. Con tavola XXX 446

Referate. Boveri, Th., Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren.

(Nachtsheim) 469

Kite, G. L. and Chambers, Robert, Ir., Vital staining of Chromosomes and the Function and Structure of the Nucleus. (v. Kemmix) . . . 462

IV

Seite

KiTE, G. L., Studies on the physical properties of protoplasma. I. (v. Kemnitx' 463

Schulze, Paul, Studien über tierische Körper der Carotingruppe. I. (v. Kemnitx) 463

Federley, Harry, Ein Beitrag zur Kenntnis der Spermatogenese bei Mischlingen zwischen Eltern verschiedener systematischer Verwandt- schaft, (v. Kemnitx,) 463

CowDRY, C. V., The Development of the cytoplasmic constituents of the Nervecella of the Chick. (v. Eemnitx) 465

Oppenheimer, C, Handbuch der Biochemie des Menschen und der Tiere. (v. Kemnitx) 465

RuBNER, Max, Die Ernährungsphysiologie der Hefezelle bei alkoholischer Gärung, (v. Konnitx) 466

Brächet, A., Action inhibitrice du sperme d'Annelide (Sabellaria alveolata) sur la formation de le membrane de fecondation de l'ceuf d'Oursin (Paraceniroius lividus). (v. Kemnitx) 467

Faure-Fremiet, E., Le cycle germinatif chez VAscaris megaJoeephala. (v. Kemnitx! 467

Viertes Heft Ausgegeben am 13. April 1915.

Giuseppe Levi, II comportaraento dei condriosomi durante i piii precoci periodi dello sviluppo dei Mammiferi. Con 7 figure nel testo e tavole XXXI— XXXIV 471

Kaltenbach, Beitrag zur Kenntnis der Centrosomenbildung bei Thysano-

zoon Brocchii. Mit 6 Figuren im Text 525

Bruno Monterosso, Su l'origine el la costituzione dei materiali deutoplas- mici nell'oocite in accrescimento dei Mammiferi. Con 2 figure nel testo e tavole XXXV e XXXVI 530

Leonardo Martinotti, Ricerche sulla fine struttura delP epidermide umana normale in rapporto alla sua funzione eleidocheratinica. Nota III. Lo Strato lucido e la produzione eleidinica. Con tavola XXXVII . 563

Bruno Geinitz, Über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. Mit

1 Figur im Text und Tafel XXXVIII-L 688

ARCHIV

FÜR

ZELLFORSCHUNG

HERAUSGEGEBEN

VON

DR. RICHARD GOLDSCHMIDT

PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN

DREIZEHNTER BAND ERSTES HEFT

MIT 20 TEXTFIGUREN UND 4 TAFELN

AUSGEGEBEN AM 30. JUNI J9H

LEIPZIG UND BERLIN VERLAG VON WILHELM ENGELMANN

J9J4

Preis: M. J4*

Mitteilung an die Herren Mitarbeiter.

iSämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Professor Dr. R. Goldscliniidt, Zoologisches In- stitut, 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. Dissertationen sind von der Honorierung ausgeschlossen.

Den Herren 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 druckfertig einzuliefern, d. h. so, daß das Lesen der Korrektur in der Ausmerznng 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 Äufetithalts oder vorübergehender Ab- wesenheit bittet man, die Redaktion oder die Verlagsbuchhandlung sobald als möglich in Kennttiis 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.

Bedaktiou und Yerlagsbachhandlung.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik.

Von

Hermann von Neuenstein

Heidelberg.

Mit 20 Textfiguren.

LIBRARY

NEW YORK 80TANJCAI

Inhaltsübersicht.

Seite

Einleitung 2

I. Conjugatae 3

a) Kerne in vegetativen Zellen 3

1. Zygnemaceen 3

Spirogyra 3

Zygnema 14

Andre Zygnemaceen 16

2. Desmidiaceen 17

b) Verhalten der Kerne beim Gesclilechtsprozeß 18

c) Systematische Bedeutung des Kerns 22

IL Diatomeen 24

III. Peridineen 28

IV. Heterocontae ^ 33

V. Ulothrichales 34

1. Ulothrichaceen 34

Microspora 34

Zusammenfassung der eignen Beobachtungen über Kernbau,

Kern- und Zellteilung von Microspora aynoena 45

Oedogonium 46

2. Chätophoraceen 48

Draparnaldia 48

Coleochaete 48

3. Allgemeines 50

VI. Siphonocladiales 50

1. Cladophora 50

2. Sphaeroplea 54

3. Allgemeines 55

Archiv f. Zellforschung. XIII. 1

2 Hermann von Neuenstein

Seite

VII. Siphonales 56

Taucheria 56

Allgemeines 58

VIII. Charales 59

IX. Phaeophyceae 62

a) Bau des Kerns 62

b) Verhalten der Kerne beim Sexualakt 65

c) Generationswechsel 68

d) Systematische Bedeutimg des Kerns 69

X. Rhodophyceen 70

a) Bau des Kerns 70

b) Cytologie der Befiuchtimg und Keimung 7S

c) Generationswechsel 75

d) Systematische Bedeutung des Kerns 76

Schlußwort und Zusammenfassimg der Resultate 78

Methoden 80

Literaturverzeichnis 84

i Einleitung.

Die Algen waren von jeher beliebte Objekte für cytologische Stu- dien. Das beweist die umfangreiche Literatur, die wir über Algenkerne haben. Die Zellkerne einzebier grüner Fadenalgen erreichen eine be- trächthche Größe in der sonst durchsichtigen Zelle und boten deshalb besonders für die ersten Beobachter ein geeignetes Material für Kern- studien, zumal die Kerne sehr oft auch im Leben gut zu sehen sind.

Für den Bau der Kerne kommt vor allen Dingen deren morpholo- gische Zusammensetzung in Betracht. Zweifellos wird aber heute die Chemie des Zellkerns und damit seine Physiologie mehr gewürdigt denn je. Die Chemie des Zellkerns wird uns auch noch Aufschluß zu geben haben über manchen dunkeln Punkt, in den die Morphologie kein Licht zu bringen vermag.

Daß gerade die Teilung der Zellkerne für die Erkenntnis des Baues der Zellkerne eine wichtige Rolle spielt, ist begreifhch. Bei der Teilung — und hier handelt es sich fast ausschheßhch um die Karyokinese — löst sich der Kern gleichsam in seine Elementarbestandteile auf und ermög- licht uns dadurch einen viel besseren Einblick in seine Zusammensetzung, als uns das glückt beim Studium des ruhenden Kerns.

Tiefgreifende Veränderungen eines Organismus, die zur Entstehung- neuer Arten führen, müssen auch an dem für die Vererbung so wichtigen Zellkern einschneidende Veränderungen nach sich ziehen, sodaß es wohl

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 3

möglich wäre, aus der Anordnung und Beschaffenheit seiner Elemente, sowie vor allen Dingen seinem Verhalten bei der Teilung auf verwandt- schaftliche Beziehungen zu schließen. Selbstredend wird man keine Systematik ausschließlich auf der Beschaffenheit der Kerne aufbauen, sondern man vnrd den Bau der Kerne unter vielen andern Merkmalen zur Feststellung von verwandtschaftlichen Beziehungen verwerten.

Meine Aufgabe soll es sein, auf Grund der vorhandenen Literatur und gestützt auf eigene Beobachtungen, speziell den Bau des Zellkerns bei den Algen zu untersuchen und zu prüfen, ob systeinatisch sich nahe- stehende Gruppen der Algen auch in ihren Kernverhältnissen überein- stimmen, oder ob der Bau der Kerne neue verwandtschaftUche Bezie- hungen aufdeckt.

Die vorhegende Arbeit wurde im botanischen Institut der Universität Heidelberg ausgeführt. Meinen hochverehrten Lehrern Herrn Geh. Rat Prof. Dr. G. Klebs und Herrn Prof. Dr. G. Tischler fühle ich mich zu tiefem Danke verpflichtet für die wertvolle wissenschaftliche Unter- stützung, die sie mir zuteil werden ließen.

I. Conjugatae.

a) Kerne in vegetativen Zellen.

1. Zygnemaceen.

Spirogyra.

So weit meine Erfahrung reicht, weichen die Kerne der verschiedenen Spirogyren im Ruhestand nicht von einander ab. Ich beschäftigte mich hauptsächlich mit drei Spccies, einer schmalen, langzelligen mit linsen- förmigem Kern, einer derben breiten Species mit rechteckigem Kern und einer mittleren Form. Da mir Zygoten fehlten, konnte ich sie nicht mit Sicherheit bestimmen.

Der Kern von Spirogyra liegt in der Mitte der Zelle eingebettet in eine Plasmamasse, die ihrerseits wieder an Plasmafäden in der ZeUe, und zwar an den Pyi-enoiden aufgehängt ist. Die Längsachse des Kerns fällt bei den großkernigen Formen mit der Querachse der Zelle zusammen.

Der Kern der Spirogyra ist umgeben von einer derben, zuweilen fast meßbar dicken Membran. Im lebenden Zustand sieht er völlig homogen aus. Von einer körnigen oder fädigen Struktur, wie etwa bei Peridineen ist im Leben nichts zu sehen. An fixiertem und gefärbtem Material da- gegen (Flemming-Heidenhain) ist ein deutliches Gerüstwerk im Kern

1*

4 Hermann von Neuenstein

ZU sehen. Man hat den Eindruck eines mit Flüssigkeit erfüllten, von Fäden durchzogenen Bläschens. In den Knotenpunkten des Netzwerkes liegen Chromatinkörner, die nicht mit derselben Begier Farbstoff aufnehmen wie der Nucleus. Ich lasse es dahin gestellt, ob die geringere Affinität zu Farbestoffen die Folge einer lockereren Zusammensetzung der Chro- matinkörnchen ist, oder ob die Chromatinkörnchen chemisch vom Nucleus verschieden sind. Ich könnte nicht behaupten, daß die Körnchen scharf umschrieben wären oder eine konstante Form besäßen. Sie treten be- sonders scharf in älteren Präparaten hervor, wo das übrige Netzwerk ganz farblos geworden ist. Aber auch da zeigen sie sich nicht so deutlich und nicht so reichüch wie sie in normal gebauten Kernen von Oedogonium zum Beispiel oder CladopJiora zu sehen sind.

Der »Nucleolus« ist allem Anschein nach von einer Membran um- geben. Eine solche glaubte ich zu sehen bei Behandlung der gefärbten Kerne mit Chloralhydrat oder Jodjodkalium. Der Nucleolus nimmt sehr begierig Farbstoffe auf und sieht noch völlig homogen gefärbt aus, wenn das Netzwerk durch das Differenzieren bereits ganz entfärbt ist. Nicht selten konnte ich im Nucleolus eine deutliche Vacuole wahrnehmen (Fig. 1 a), die schon in lebenden Exemplaren sichtbar war. Solche Va- cuolen wurden schon von andern Autoren beschrieben und zum Teil als die richtigen Nucleolen aufgefaßt.

Klumpen im Nucleolus, wie sie Fig. 1 a—e veranschaulicht, dürften wohl durch die Fixierungsflüssigkeiten hervorgerufene Gerinnungs- erscheinungen sein, denn sie zeigten zu ungleiche Ausbildung an Gestalt wie an Zahl, als daß man sie für besondere Strukturen des Nucleolus halten könnte. Bald nahmen sie annähernd den ganzen Raum des Nu- cleolus ein, bald waren sie nur als kleine unregelmäßig gestaltete Körner sichtbar. Der helle Hof um sie ist wohl durch die Eingriffe der Reagen- zien entstanden, die ein Zusammenklumpen einzelner Teile bewirkten und dadurch eine Kontraktion hervorriefen, vielleicht auch andere Be- standteile, vor allem Eiweiße (Degagny, 93) herauslösten.

Im Leben zerckückte Zellen zeigten am Nucleolus eine eigenartige Struktur, die ich mit der von Karsten (09) beschriebenen in Beziehung bringen möchte. Der Nucleolus wurde nänüich körnig. Diese Körnelung war deutlich zu sehen, da der Nucleolus in dem Wasser ein wenig verquoll. Ich zählte sogar des öfteren 12—14 solcher Körner, die also auch der Zahl nach den Chromosomen entsprächen. Übrigens war mir die Arbeit von Karsten zur Zeit, als ich diese Beobachtungen machte, noch nicht be- kannt.

Über den Verlauf der Kernteilung bei Spirogyra war man sich lange

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 5

Zeit im unklaren. Die Beobachtungen förderten so verschiedene Re- sultate zutage, daß es gerade kein Genuß ist, sich in die Literatur über S'pirogyra einzuarbeiten. Ein Blick auf die am Schlüsse dieses Kapitels beigefügte Tabelle genügt, um das zu demonstrieren.

Einer der ersten und zugleich sorgfältigsten Beobachter, Strasburger, hatte den Verlauf der Kernteilung bei Spirogyra bereits so geschildert,

Textfig. 1.

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Spirogyra. Nucleolen nacli dem Fixieren, a mit centraler Vacuole.

wie er nach den neuesten Forschungen wirklich vor sich zu gehen scheint. Deshalb soll die Arbeit von Strasburger (80), die auch die Anregung gab, zu den zahlreichen folgenden Studien über den Kern von Spiro- gyra hier als Basis dienen für die Besprechung der Kernteilung von Spirogyra.

Strasburger (80) konnte im Außenkern fast gar kein Chromatin sehen, dagegen enthielt der Nucleolus sehr viel Chromatin. Bei beginnen- der Teilung ninnnt der Kern bedeutend an Volumen zu. An seinen End- flächen, den Polen, sammelt sich feinkörniges Protoplasma an, das die

6 Hermann von Neuenstein

Neigung hat, sich in Fäden senkrecht zu den Endflächen des Kerns an- zuordnen. Das Kernkörperchen zerfällt in eine Anzahl unregelmäßig gestalteter Körner.. Diese Körner wandern nach der Äquatorialebene und bilden dort die Kernplatte. Zur selben Zeit sieht man die Kernwand schwhiden, zuerst an den Polen. Von dort dringen die Protoplasmafäden nach der Äquatorialebene vor und bilden cÜe Spindelfasern. Diese ver- laufen parallel zueinander.

Die Stäbchen der Kernplatte, die selbst wieder aus kleinen Körnchen bestehen, teilen sich nun der Länge nach. Die dadurch gebildeten Kern- plattenhälften rücken auseinander; zwischen ihnen verbleiben Spindel- fasern als Verbindungsstücke zurück, die sich alsbald zu einzelnen Gruppen vereinigen und nach außen biegen. Nun werden die Kernplattenhälften dicker und verschmelzen unter einander zu einem Chromatinklumpen. Dadurch, daß dieser Chromatinballen sich ausdehnt, entsteht che Kern- höhle, der Außenkern. Es erscheint die Kernmembran wieder. Der In- halt der Tochterkerne wii'd balkenförmig, schheßlich körnig. Auf Kosten des reichhch an den Polen angesammelten Protoplasmas wachsen die Tochter- kerne. In ihrem Innern werden zwei bis vier stark lichtbrechende Bläs- chen sichtbar, von denen eines auf Kosten der andern an Größe zunimmt. Das ist die Wiedergeburt des Nucleolus. Bleiben mehrere Bläschen er- halten, so entstehen Nucleolen in Mehrzahl.

Strasburger läßt also die Chromosomen einzig und aUein aus dem Nucleolus entstehen. Es wäre nun anzunehmen, daß sie dann später beim Verklumpen auch wieder den Nucleolus bilden. Das konnte aber Stras- burger nicht beobachten; im Gegenteil, er sah aus den Chromosomen den Außenkern entstehen, während die Nucleolen neu gebildet wurden. Dieser Widerspruch wurde von Strasburger selbst beseitigt in einer folgenden Arbeit aus dem Jahre 1882. Dort konnte er tatsächüch das Verklumpen der Chi'omosomen zu einem nucleolusartigen Körper beob- achten. Strasburger unterscheidet jetzt zwei Bestandteile des Kerns: Hyaloplasma (Gerüstwerk) und Mikrosomen (färbbare Teile des Kerns). In der Hauptsache ist Strasbugrer auch jetzt noch für einen nucleolaren Ursprung der Chi'omosomen, doch soll in geringem Maße auch der Außenkern an ihrer Bildung beteiligt sein. Die Chi'omosomen zeigten sich Strasburger nicht mehr in Form von Körnern oder Stäb- chen, sondern als dünne Fäden, zusammengesetzt aus abwechselnd stark und schwach färbbaren Scheiben. In den in Bildung begriffenen Tochter- kernen sieht man zuerst noch relativ dicke Fäden. Diese Fäden sind nichts andres als die an iliren Enden vereinigten Cliromosomen. Die Fäden verschmelzen zu einem Clu'omatinklumpen, dem Nucleolus. In dem

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 7

Maße, wie der Nucleolus durch diesen Verdichtungsprozeß neu entsteht, wird der Außenkern blasser und enthält schließlich nur noch Hyaloplasma mit ganz wenig eingelagerten Mkrosomen.

Nach Strasburger hätte also Spirogyra einen Karyosomkern in dem Sinne, daß der Nucleolus die Substanz zur Bildung der Chromosomen enthält, w^älu-end das Chromatin des Netzwerks nicht oder nur in ver- schwindendem Maße an ihrer Bildung beteiligt ist. Zu diesem Resultat kam auch eine Reihe andrer Forscher: Macfarlane (81), Tangl (82), Carnoy (84), Meunier (87), Moll (93), Mitzkewitsch (98), Berghs (06), Karsten (09) und Tröndle (11).

Da Meunier (87) außerdem am Nucleolus eine Membran nach- weisen konnte, faßte er ihn als den eigenthchen Kern auf, der nur seiner Lage nach im Nucleus als Nucleolus angesehen werden kann. Dem- entsprechend will Meunier den Ausdruck »nucleole-noyau« von Carnoy (84) beibehalten wissen. Meunier war allerdings nicht der erste, der eine Membran um den Nucleolus beobachtete. Das soll bereits Mac- farlane (81) gesehen haben. Leider war mir dessen Arbeit nicht zu- gängüch. Ich entnehme der Literaturübersicht von Berghs (06) den Namen »Nucleolonucleus«, den Macfarlane für den Nucleolus von S'pirogijra prägte. Berghs selbst bestreitet dagegen das Vorhandensein einer Membran um den Nucleolus, während Mitzkewitsch (98) und van Wisselingh (98, 00) eine solche auch beobachteten. Ich selbst zweifle nicht an deren Existenz bei Spirogyra, nachdem ich eine solche mit ziem- licher Sicherheit nach Behandlung des Kerns mit Chloralhydrat und Jod- jodkalium gesehen habe.

Natürüch wird das Vorhandensein einer Membran um den Nucleolus ganz energisch bestritten von den Forschern, die dem Nucleolus über- haupt nicht die Bedeutung eines Karyosoms zuerkennen. Das ist vor allen Dingen Zacharias, der in einer Reihe von Arbeiten durch mikro- chemische Reaktionen nachzuweisen versuchte, daß im Nucleolus ab- solut kein Nuclein zu finden sei. Der Nucleolus enthielte im Gegenteil nur Plastin (Strasburgers Hyaloplasma). Es schien sogar eine Zeit lang, als sollten die Anhänger des »normalen« Baues des Spirogyra-KQxn?, die Oberhand gewinnen über die Vertreter des »nucleole-noyau«, als auch Strasburger (88) seine frühere Ansicht vöUig verwarf. Immer und immer wieder beschäftigte sich Strasburger mit der Karyokinese von Spirogyra, jedesmal fand er etwas zu berichtigen. Ganz entschieden hat sich hier Strasburger beeinflussen lassen durch die Untersuchungen von Zacharias. Das ist aber sehr begreifUch. Die mikrochemischen Methoden von Zacharias erweckten viel mehr den Anschein der Zuver-

8 Hermann von Neuenstein

lässigkeit als die reinen Färbemethoden der meisten früheren Cytologen. Zacharias war aber noch bei jeder Nachprüiung zu demselben Resultat gekommen: daß nur der Nuclus die Chromosomen bilden könne und nicht der Nucleolus. Nachdem allerdings Tröndle (12) ebenfalls auf Grund mikrochemischer Reaktionen zu der Überzeugung kam, daß der Nucleolus von Spirogyra Nuclein enthält, und zwar in Form von Nucleoproteiden, daß also die Chromosomen unzweifelhaft aus dem Nu- cleolus hervorgehen können, dürfen wir die Angaben von Zacharias als widerlegt betrachten.

Die Art und Weise, wie die Chromosomen aus dem Nucleolus ent- stehen, ist aber noch lange nicht klargestellt. Eine Reihe von Forschern konnte schon im Ruhezustand das Nuclein in Form von Fäden im Nu- cleolus beobachten: Tangl (82) und vor allen Dingen Meunier (87). Karsten (09) sah im ruhenden Nucleolus Klumpen, die bei der Teilung als kurze Chromosomenstäbchen in Erscheinung traten. Ihre Zahl stimmte mit der der Chi'omosomen überein, sodaß es ziemlich walu*- scheinlich ist, daß die Chromosomen wirklich in genetischem Zusammen- hang stehen mit den 14 Chromatinklumpen des ruhenden Nucleolus. Karsten sah diese 14 Klumpen im ruhenden Nucleolus allerdings nur in einigen Fällen. Dagegen konnte van Wisselingh (98) mit Sicherheit wenigstens zwei Fäden im ruhenden Nucleolus nachweisen, indem er den Kern mit 50% Chromsäure behandelte. Dadurch lösten sich nacheinander das Zellplasma, die Kernwand, das Kernplasma, schließlich der Nucleolus, während die beiden Fäden im Nucleolus und zehn anch'e im Nucleus der Chromsäure am längsten Widerstand leisteten. Daß diese beiden Fäden auch wirklich Chromosomen sind, das konnte Wisselingh bei der Tei- lung beobachten. Jeder Faden war in einen Schlauch eingeschlossen, dessen Wände vor dem Austreten der Fäden als Chromosomen an den Enden durchbrochen werden mußten. Ich selbst konnte aber, trotz vielen Suchens, die beiden Fäden im Nucleolus nie beobachten. Bei Behand- lung mit 50% Chromsäure war der Nucleolus noch zu sehen, wenn der ganze übrige Kern bereits verschwunden war. Bei weiterer Einwirkung wurde das Aussehen des Nucleolus körnig. Ob die Körner dann aber in konstanter Zahl auftraten, das lasse ich dahingestellt. Jedenfalls waren es mehr als zwei.

Eine Reihe von Forschern, die die Chromosomen aus den Chromatin- körnern des Netzwerks entstehen lassen, bringen diese insofern mit dem Nucleolus in Beziehung, als sie annehmen, daß die Chromosomen vor ihrer definitiven Ausbildung sich auf den Nucleolus zurückziehen und Chromatin, färbbare Substanz, von ihm aufnehmen (Moll [93], Degagny

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 9

[90]). Durch dieses Einwandern der Chromosomen hat es den Anschein, als stammten die Chromosomen ganz aus dem Nucleolus. So erklärt sich wenigstens Degagny (90) die Angaben der Autoren, die für Spirogyra einen Karyosomkern beschrieben.

Die Chromosomensubstanz ist nicht der einzige Bestandteil des Spirogyra-'^uckoliis. Karsten (09) beschriel) das Auswandern von blassen Kugeln aus dem Nucleolus während der Teilung. Da auch De- gagny (93) solche Kugeln beobachtete, die schon bei der Berührung mit dem Kernsaft an ihrer Oberfläche koaguMerten, ist es wohl sicher, daß es sich dabei um eiweißartige Körper handelt. Vielleicht stehen sie in Be- ziehung zur Bildung der Tochternucleolen. Van Wisselingh (00) sieht in diesen ausgestoßenen Ballen auch die eigentlichen Nucleolen. Ein Teil von ihnen löst sich im Plasma auf, ein andrer Teil sanmielt sich an den Kernpolen an und nimmt die Tochterchromosomen in sich auf. Wahr- scheinUch ist die polare »Scheibe« aus körnigem Plasma, die Degagny (93) beschrieb, und die nach ihm aus Cytoplasma und Karyoplasma, das bei der Kernteilung keine Verwendung fand, bestehen soll, nichts andres als das, was van Wisselingh als die Reste der eigentlichen Nu- cleolen betrachtet.

Gerade so umstritten wie die Funktion des Nucleolus bei der Kern- teilung ist die Frage nach der Entstehung der Kernspindel. Besonders der Umstand, daß die Spindel bei Spirogyra bereits in Erscheinung tritt, wenn die Kernmembran noch erhalten ist, gab schon Flemming (82) Anlaß, sich über den Ursprung der Spindel mit Strasburger, dem eifrig- sten Verfechter des cytoplasmatischen Ursprungs der Spindel, auseinander- zusetzen. Flemming bestreitet ein aktives Hineinwandern von Cyto- plasma in die Kernteilungsfigur zu einer Zeit, da die Membran noch er- halten ist. Wohl wächst später der Kern auf Kosten des Cytoplasmas, aber die Kernspindel soll noch innerhalb der Membran angelegt werden. An ihrer Bildung könnte somit nur der achromatische Teil des Netzwerks beteiligt sein, allenfalls noch als Umgrenzung die Kernmembran. Dieser Auffassung schUeßt sich auch Zacharias (85, 88, 09) an und sucht sie zu begründen, wieder mit Hilfe mikrochemischer Reaktionen. Er weist besonders auf Verschiedenheiten hin im chemischen Verhalten des Cyto- plasmas und der Kernspindel. Den Hauptbestandteil des Cytoplasmas bildet das Plastin. Sollte die Spindel aus Cytoplasma entstehen, dann müßte auch bei ihr Plastin nachzuweisen sein. Diesen Nachweis konnte aber Zacharias nicht erbringen. Dagegen gaben die Kernspindel und die Grundsubstanz des Kerns dieselben Reaktionen. Deshalb und w^eil er die ganze Kernteilungsfigur durch ein feines Häutchen gegen das Cyto-

10 Hermann von Neuenstein

plasma abgegrenzt sali, kommt Zacharias zu dem Schluß, die Kernspindel entstellt aus dem Kernplasma. Anhänger dieser Auffassung ist auch Degagny (90).

Dem gegenüber stehen aber die Beobachtungen der meisten andern Forscher. Manche wollten gesehen haben, daß die Kernmembran an den Polen vor ilii'er vollständigen Auflösung durchlöchert erscheint. Durch diese Löcher sollte das schon zu Beginn der Kernteilung faserig differen- zierte Cytoplasma in die Teilungsfigur einckingen und dort zu Spindel- fasern werden. Wahrscheinlicher ist, daß sich die Kernmembran an den Polen ganz auflöst und nun dem Cytoplasma freien Eintritt in die Kernteilimgsfigur gestattet. Das dürfte der Vorstellung entsprechen, die die meisten Forscher über den Ursprung der Spindel ])ei Spirogyra haben. Ich erwähne neben Strasburger (80, 82, 84, 88) noch Tangl (82), Mitz- KEWiTzcH (98), VAN WissEiLNGH (02) uud die neueren Autoren, von denen aber Berghs (06) sich ^Nieder der alten Auffassung anschließt, wonach die Kernmembran von den vordringenden Spindelfasern zuerst einge- buchtet und daim durchbrochen wird. Jedenfalls ist soviel sicher, daß l3ald nach der Fertigstellung der Kernspindel die Kernmembran an den beiden Kernpolen aufgelöst wird. Als richtigen Faktor der Mitose — gege- über der Amitose — betrachtet man eine völlige Auflösung der Kern- membran wälii'end der Teilung. Man bringt das Verschwinden der Kern- membran in Zusammenhang mit dem Austausch von Cytoplasma und Karyoplasma. Doch ist es fraglich, ob bei Spirogyra die ganze Kern- membran der Auflösung anheimfällt.

Schon Tangl (82) beschrieb ein Verbindungsstück der auseinander- weichenden Kernplattenhälften. Er gab ihm den Namen » Verbindungs- schlau cli« und nahm an, daß es gebildet würde aus der Kernmembran einerseits und der Hüllhaut des Nucleolus anderseits. Diese bildeten zwei Schichten des Verbindungssclilauchs, von denen natürlich die Kern- membran die äußere Begrenzungsschicht darstellte.

So ein Verbindungsschlauch wurde noch — wenn auch nicht in Be- ziehung mit der Kernmembran — von Strasburger (88) und von Beh- rens (90) beschrieben. Strasburger glaubte ihn entstanden durch Aus- biegung imd Zusammenlegen der zwischen den Kernhälften zurückblei- benden Verbindungsfasern, denen sich nach außen ein Cytoplasmamantel anlegte, während Behrens in ihm die Wände von Vacuolen sah, welche während der Teilung, angefüllt mit Zellsaft, in die Teilungsfigur ein- drangen.

Ob Amitosen, wie sie von Gerassimoff und Nathanson (00, 04) geschildert werden, wirklich bei Spirogyra vorkommen, das ist zum min-

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 11

desten fraglich — van Wisselingh (03, 04) bezweifelt es. Er hält auch solche Teilimgen, bei denen die Membran fast vollständig erhalten bleibt und Spindelfasern nicht mehr sichtbar sind, nur für stark veränderte Mitosen, hervorgerufen durch den Einfluß der Narcotica, welche Gerassi- MOFF und Nathanson anwendeten, um »Amitosen« zu erzeugen.

Das wäre in kurzen Zügen das, was wir über den Kern von Spirogyra wissen.

Unumstritten steht nur die eine Tatsache fest, daß der Spirogyra- Kern gegen das Cytoplasma durch eine Membran abgegrenzt ist und daß diese Membran zum wenigsten in der Hauptsache aus Cytoplasma besteht. Alles andre, insbesondre die Daten über die Kernteilung, vor allem die Entstehung der Clu-omosomen, ihre Gestalt, ihre Zahl (siehe Tabelle), die Eegeneration der Tochterkerne, die Entstehung der Spindel und ihr Schicksal sowie das der Kernmembran sind Gegenstand des lebhaftesten Streites und zum Teil heute noch nicht entschieden. Für unser Thema sind sie auch nicht von der Wichtigkeit, daß sie alle hier einer eingehen- den Würdigung unterworfen werden müßten. Es interessiert uns haupt- sächlich die eine Frage: Hat Spirogyra einen Karyosomkern oder nicht? Diese Frage muß aber ohne Zweifel mit «ja« beantwortet werden. Denn alle neueren Autoren sprechen sich übereinstimmend dahin aus, Zacharias (09) ist der einzige, der nach wie vor seiner Überzeugung treu bleibt und dem Nucleolus von Spirogyra nicht die Funktion eines Karyosoms zuerkennt. Zacharias ist aber der Forscher, der seine An- schauung ledigiich auf Grund chemischer Reaktionen erhielt. Allerdings wurde von manchen Seiten schon in Frage gestellt, ob seine chemischen Reaktionen auch wirklich eindeutig sind. Die Resultate von Zacharias über die Zusammensetzung des Spirogyra-Kems wurden noch von Zimmer- mann (96) bestätigt, verlieren aber deshalb sehr an Wert, weil neuer- dings Tröndle (12) seine früher durch morphologische Studien gewon- nenen Kenntnisse durch chemische Reaktionen bestätigt fand. Er prüfte hauptsächlich das Verhalten der Chromatinkörner und des Nucleolus von Spirogyra gegenüber starken und schwachen Säuren und verdünnten Alkalien und verglich seine Resiütate mit denen, die er erhielt, wenn er die Chromosomen mit denselben Reagenzien behandelte. Da kam er zu der Überzeugung, daß der Kern von Spirogyra wirkUch ein Karoysom- kern ist, daß also den Chromosomen im Ruhezustand der Nucleolus ent- spricht.

Die ausführlichste Untersuchung aus neuerer Zeit über Spirogyra ist immer noch die Arbeit von Berghs (06). Da ihr auch Karsten (09) und Tröndle (11) beipflichten, soll sie mir als Grundlage dienen bei einer

12 Hermann von Neuenstein

kurzen Zusammenfassung des heutigen Standes der Kernforschung bei Spirogyra.

Das spärlich vorhandene Chromatin des Netzwerks ist bei der Kern- teihmg offenljar nicht an der BikUmg der Chromosomen beteihgt. Es versch\Yindet zu Beginn der Teihmg fast vollständig. Der Kernfaden, aus dem die Chromosomen hervorgehen, hat seinen Ursprung einzig und allein im Nucleolus. Die Chromosomen sind zur Zeit ihrer typischen Aus- bildung kurze, homogene Stäbchen. Sie werden bereits in der Prophase längsgespalten, machen sich aber nicht frei vom Nucleolus, sondern blei- ben auch später noch mit einer Restsubstanz desselben in Berührung. Diese Restsubstanz bildet nach Berghs ihrerseits wieder chromosomen- ähnUche Gebilde, welchen die Aufgabe obliegt, die richtigen Chromo- somen den cytoplasmatischen Spindelfasern entlang nach den beiden Kernpolen hinzubringen. Sie unterscheiden sich von den richtigen Chro- mosomen durch ihre körnige Beschaffenheit und ihr Auftreten in der Zahl sechs. Die richtigen Chromosomen sind 12 an Zahl und liegen zu je zwei an einem Ende der sechs längsgespaltenen Chromosomen aus der Restsubstanz. Die in der Telophase zu einem Ivlumpen konzentrierte Chromosomenmasse macht eine Vacuolisation durch, verdichtet sich aber nachher wieder und bildet den Nucleolus. Der Außenkern hat das Aus- sehen einer Vacuole, in die von der jungen cytoplasmatischen Kern- wand aus allmählich kleine Körnchen vordringen und damit das Bild eines ruhenden Kerns vervollständigen.

Im großen und ganzen schließen sich auch Karsten und Tröndle dieser Schilderung an. Allerdings erwähnt IL\.rsten nichts von den Chromosomen aus der Restsubstanz. Vielmehr beobachtete er eine Aus- stoßung der Restsubstanz des Nucleolus. Auf die Arbeiten von Karsten und Tröndle komme ich bei der Besprechung der Reduktionsteilung bei Spirogyra zurück.

Vielleicht wäre der durch die beigefügte Tabelle S. 13 übersicht- lich dargestellte Wirrwarr der Meinungen über den Bau des Spirogyra- Kerns nicht aufgetreten, wenn die Forscher sich von vornherein über den Begriff » Chromatin <( klar gewesen wären. Ein Teil der Gelehrten identifiziert Chromatin direkt mit Nuclein, während andre darunter nur den Farbstoff verstehen, den die Chromosomen bei ihrer Bildung auf- nehmen. Da wir aber auch heute noch nicht wissen, ob das Nuclein der Chromosomen als solches im ruhenden Kern vorkommt, so sind die Akten darüber noch lange nicht geschlossen. Nach der kürzlich erschienenen Arbeit von Nemec (09) scheinen wir über die chemischen Vorgänge bei der Bildung der Chromosomen noch manches umlernen zu müssen.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 13

Die Verschiedenheiten in der Zahl der Chromosomen der einzelnen Spirogyra-S])eQiGS dürfen wir nicht ohne weiteres in das Gebiet der Un- sicherheiten verweisen. Es wurde ja schon mehrfach für ganz nahe ver- wandte Pflanzen, ja für Species ein und derselben Art, sowohl bei höheren als bei niederen Pflanzen große Unterschiede festgestellt in der Zahl der Chromosomen. Es ist deshalb sehr wahrscheinlich, daß die verschiedenen Angaben über die Zahl der Chromosomen auf Verschiedenheiten der untersuchten Species zurückzuführen sind. Tröndle (11) zählt z. B. bei Spirogyra calospom 8—10 Chromosomen, bei Spirogyra longata und negleda 10—12; van Wisselingh bei Spirogyra crassa 12, bei setiformis nur 6.

Autor

Membran

Nucleolus

Chromo- somen aus

Zahl der Chrom.

Species

Spindel aus

Strasburger (80, . Macfarlane (81) .

Strasburger (82) .

Flemming (82) . .

Tangl (82) .... Strasburger (84) .

Carnoy (84) .... Zacharias (85) . .

Meunier (87) . . .

Strasburger (88) . Zacharias (88) . . Degagny (90, 93) .

Moll (93)

Zimmermann (96) .

MiTZKEWITSCH (98)

v. Wisselingh (98, 02)

Berghs (06) .... Zacharias (09) . . Karsten (09) . . . Tröndle (11) . . .

Cytoplasma

Cytoplasma

Cytoplasma

Cytoplasma

Cytoplasma (+ Karyopl.) Cytoplasma

Cytoplasma

Kaiyosom »	Nucleolus
7>	Nucleolus
_	(+ Kern)
Karyosom	Nucleolus
»	Nucleolus
	(+ Kern)
»	Nucleolus
normal	Kern
Karyosom	Nucleolus
normal	Kern
>	Kern
	(+Nucl.)
normal	Kern
Karyosom	Nucleolus
enthält	Kern 10
2 Chrom.	Nucleol. 2
Karyosom	Nucleolus
normal	Kern
Karyosom	Nucleolus
>	»

12

24

12

2

12

14

8-10

10—12

crassa

subaequa

crassa triformis

jugalis

calospora

longaia

neglecta

Cytoplasma

Aufhängefäden

des Kerns

Cytoplasma

Karyoplasma

(+ Kernmembran)

Cytoplasma

Karyoplasma (+ Nucleolus)

Cytoplasma (+ Karyoplasma)

Cytoplasma

Karyoplasma

Karyoi^lasma

+ Cytoplasma

Cytoplasma

14 Hermann von Neuenstein

Zygnema,

Der ZeUkern von Zygnema wurde bereits 1858 von de Bary gesehen und folgendermaßen beschrieben: »In der Mitte lebhaft vegetierender Zellen liegt ein ohngefähr kugliger Cytoblast, zart konturiert, mit cen- tralem Is'ucleolus, eingebettet in einer dünnen Schicht körnigen Plasmas, die ihn sogar häufig gänzlich verdeckt« (S. 8). Die Teilung des Kerns beobachtete de Bary nicht. Entsprechend der zu seiner Zeit herrschen- den Meinung nahm er an, daß der Kern bei der Teilung verschwindet und erst nach der Zellwandbildung wieder neu auftritt.

1906 erschien eine Ai'beit von Mss Mabel L. Merrijl\n über den Zellkern von Zygnema. Merriman stellte fest, daß der Kern von einer cytoplasmatischen Membran umgeben ist. Desgleichen besitzt das Kern- körperchen eine Membran. Nach Merriman entspräche der Nucleolus von Zygnema nicht dem gleichnamigen Gebilde höherer Pflanzen, son- dern ähnle dem Kernkörperchen von Spirogyra. Denn aus ihm gingen zum größten Teil die Chromosomen hervor. Nur wenig sei an ihrer Bil- dung der Nucleolus beteiligt.

Zuerst sollen nach Merriman f?0— 30 Körner entstehen, und zwar durch Zerfall des Nucleolus ohne Spirembildung. Das sind die Chro- mosomen der Prophase. Von diesen legen sich je vier zusammen und bil- den 6—8 Vierergruppen, die Chi'omosomen der Metaphase. In der Äqua- torialebene trennen sich je zwei der ursprünghchen Chromosomen von den beiden andern einer Vierergruppe und bilden 15—20 Chromosomen der Telophase. (Die Zahlen sind nicht ganz in Einklang zu bringen.) Nach Merrevian findet also keine Längsspaltung der Chromosomen statt, über- haupt keine Teilung, sondern einfach eine Trennung von je zwei Körnern von den beiden andern eines Chromosoms. Vielleicht kann man sich diese abweichenden Befunde so erklären, daß man etwas ähnliches annimmt, wie Lauterborn 1896 für Surirella. Dort waren die Chromosomen U-förmig gebogen und längsgespalten. Dadurch glich jedes Chromosom auf Querschnitten und in der Aufsicht einer Vierergruppe, das Aus- einanderweichen der Kernplattenhälften einer Trennung von je zwei Punkten von den beiden andern.

Bei der Ankunft der Chromosomen an den Polen, welche sich direkt an die Chromatophoren anschließen, sind wieder die ursprünghchen Kör- ner, wie sie sich aus dem Nucleolus und teilweise auch aus dem Nucleus herausbildeten, zu erkennen. Beim Ausbilden der Tochterkerne werden die Körner zum Teil auf das Kernkörperchen, zum Teil auf den Kern verteilt. Das ist nach ihrer Entstehungsweise auch zu erwarten. Doch

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 15

beobachtete Merriman auch andere Fälle: "or rarely all the chromatic material may be diffused in the nuclear plasm, forming numerous more or less tetrahedral granules" (S. 49). Gelegentlich soll es auch vorkommen, daß sie einfach verklumpen und den Nucleolus bilden: "in some cases all the chromosomes may cohere to form the central body" (S. 49). Mit andern Worten, es wäre überhaupt alles möglich.

Trotz all dieser Abweichungen — auch Spindelfasern konnte Merri- man nicht sehen, wohl aber Plasma, das in Form von Fasern in die Kern- teilungsfigur hineindrang — betrachtet Merriman die Kernteilung von Zygnema als eine Mitose. Denn die Kernmembran wird während der Teilung aufgelöst und dadurch ein Austausch von Zellplasma und Kern- plasma ermöglicht. Dieses Auflösen der Kernmembran sei aber der haupt- sächlichste Faktor der indirekten Kernteilung.

Die Angaben von Merriman klingen zum mindesten etwas unwahr- scheinlich. Es folgte denn l)ald auch eine ^Nachprüfung, die ebenso wie spätere Arbeiten, ganz andres Tatsachenmaterial zutage förderte. Es- COYEZ (07), Dangeard (09), Kurssanow (11) stimmen darin überein, daß die Chromosomen bei Zygnema ganz normal aus dem Netzwerk des Kerns gebildet werden und zwar nach Escoyez durch Zusammenlegen der chromatischen Elemente desselben. Er zählte 30—40, also annähernd so viel, wie Merriman als ursprünghche Chromosomenzahl angibt. Dan- geard und Kurssanow zählten allerdings nur 12 bzw. 14 Chromo- somen. Escoyez konnte auch eine regelrechte Längsspaltung der Seg- mente beobachten ohne vorherige Verschmelzung einzelner zu Gruppen. Die Wiederherstellung der Tochterkerne geschieht nach demselben Autor dadurch, daß der beim Auseinanderweichen der Chromosomen entste- hende Klumpen sich lockert, Anastomosen zwischen den einzelnen Ele- menten bildet und auf diese Weise allmähUch zum Netzwerk wird. Cytoplasmatische Spindelfasern teeobachteten sowohl Escoyez als Kurs- sanow.

Zygnema, an deren Verwandtschaft mit Spirogyra nicht zu zwei- feln ist, wäre also in cytologischer Hinsicht nicht mit Spirogyra in Ein- klang zu bringen. Nach Merriman soll zwar der Nucleolus an der Bildung der Chromosomen beteiligt sein, doch scheinen mir ihre Be- funde nach den neueren Arbeiten von Escoyez und Kurssanow un- sicher zu sein.

Auch der Bau des ruhenden Kerns von Zygnema ist mit Ausnahme der Gestalt und Form nicht verschieden von dem der höheren Pflanzen, wie ich mich des öfteren überzeugen konnte. Der Nucleolus ist bei Zyg- nema erhebUch kleiner und unbedeutender als bei Spirogyra. Dagegen

16 Hermann von Xeuenstein

treten die Chromatinkörnclien im Netzwerk hier viel deutlicher hervor als bei Sjnrogyra und fallen durch ihre Größe und scharfen Umrisse auf. Der Kern von Zygnema ist bedeutend länger als breit. Seine Längsachse fällt mit der Längsachse der ZeUe zusammen. Er ist ausgespannt zwischen den beiden Chromatophoren und läßt keine Aufhängefäden erkennen. Er erreicht durchschnittlich eine Größe von 78 ju, in der Länge und 26 ii in der Breite, wälirend der Nucleolus nur 3 ii im Durchschnitt groß ist. Sein Volum nimmt den 211. Teil des Zellvolumens ein. Wie schon de Bary bemerkte, ist der Kern oft ganz überdeckt von Plasma und Mikro- somen, sodaß man vor lauter kleinen Körnchen bisweilen den Kern nicht sieht.

Andre Zygnemaceen.

Recht spärlich sind unsre Kenntnisse vom Bau der Kerne andrer Zygnemaceen.

De Bary erwähnt in seinem Konjugatenwerk 1858 Zellkerne von Craterospermwn {Mougeotia laeievirens) und Mesocarpus parvulus {Mougeo- tia parvula).

Bei Craterospermum ist der Kern ein »zarter, homogen-trüber, farb- loser Körper«, in welchem ein Nucleolus deuthch zu sehen ist. Auch konnte de Bary feine Schleimfäden wahrnehmen, welche vom Kern zu der Zellwand verliefen. Li jungen Zellen von Mesocarpus parvulus war für DE Bary der Kern seilest mit Hilfe von Reagenzien nicht nachweis- bar. Erst in älteren Exemplaren wm'de er sichtbar und war dann der Chlorophyllplatte aufgelagert.

Oft beobachtete de Bary, daß ein Zellkern durch drei Teilungen in acht Tochterkerne zerlegt wurde. Die betreffende Zelle bildete gleich- zeitig vier Scheidewände, also fünf Tochterzellen aus. Von diesen be- kamen die drei mittleren Zellen je zwei Kerne, die jeweihge äußere Zelle war einkernig. Berthold (86) bestätigte diese Beobachtung. Er ver- folgte die Teilung dieser zweikernigen Zellen und sah, daß so viele Scheide- wände angelegt werden als Kerne, bzw. Chlorophyllplatten vorhanden sind. Die beiden einkernigen Zellen teilen sich normal, die zweikernigen durch zwei Scheidewände in ch-ei Zellen, während che Kerne sich bei jeder Teilung ganz normal in zwei zerlegen. Li den zweikernigen Zellen ent- stehen also vier Kerne, wälu^end dazu nur drei ZeUen gebildet werden. Von diesen drei Tochterzellen bekommen dann die beiden äußeren je einen, die innere Zelle wieder zwei Kerne. Auf chese Weise bleibt die Zweikernigkeit gewahrt.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 17

2. Desmidiaceen.

Bei den Desmidiaceen liegt der Kern in der Mitte der Zelle, und zwar bei den eingeschnürten Formen an der Stelle der Einschnürung. Er bildet, wie de Bary (58) sagt, gleichsam eine Brücke zwischen den Chro- matophoren. Klebahn (91) sah eine körnige oder stäbchenförmige An- ordnung des Chromatins im Kern.

Bei vielen Closterien, die ich nicht aUe näher bestimmte, sah ich im Kern gleichmäßig verteilte Chromatinkörnchen. Das Netzwerk war leidlich sichtbar. Der Nucleolus erreichte relativ fast die Größe des Nu- cleolus von Spirogym. Er war intensiv färbbar.

Der Nucleoliis von Closterium monüiferum unterscheidet sich aber nach LuTMAN (10) von dem homogenen Nwcleolus von Spirogyra durch seine unregelmäßige Umgren- zung. Er besteht nämUch °' aus einzelnen Körnern, welche nicht gleichmäßig angeordnet sind, sondern allenthalben über die Umgrenzung der Ku- gel hervorragen.

-»y , 1 .. y • , Kern von Closterium Ehrenhergii (Menegh.). Nucleolus

INOCn merKWUrÜlger ist aus einzelnen Komem zusammengesetzt. Vergr. 526.

der Nucleolus von Closierimn

Ehrenbergii. Er bildet, wie auch ich mich überzeugen konnte, keine zusammenhängende Masse, sondern besteht aus einzelnen Klumpen, die sich meist gar nicht zu einem nucleolusähnlichen Körper zusammen- schließen, sondern in unregelmäßiger Anordnung und Dichte oft fast die ganze Länge des Kerns einnehmen (Fig. 2). Van Wisselingh (10) betrachtet jedes dieser Körner als Homologon eines Nucleolus.

Bei der Teilung verhalten sich die Kerne der Closterien nach van Wisselingh (10) wie die höherer Pflanzen. Aus dem Netzwerk {Closte- rium Ehrenbergii) bilden sich die Chromosomen zuerst als Fäden heraus. Diese Fäden kontrahieren sich und werden zu kurzen, dicken Chromo- somen. Ihre Zahl ist ziemlich groß, wohl über 60. Sie haben nicht alle gleiche Länge und Dicke. Besonders an den Seiten der ganz flachen, scheibenförmigen Kernplatte (Ähnhchkeit mit Cosmarium\) ragen ein- zelne längere Chromosomen in Form von Fäden heraus. Nach erfolgter Längsspaltung verklumpen die Teilhälften, stellen aber nachher durch Ausbildung von Anastomosen das Netzwerk her. Die Tochterkerne rücken nicht weit auseinander, sondern bleiben auch in fertigem Zustand noch in der Nähe der jungen Scheidewand. Erst mit zunehmender Erstarkung

Archiv f. Zellforschung. XIII. 2

18 Hermann von Neuenstein

der Zellen rücken sie langsam der Zellwand entlang auseinander, jeder in die Mitte der zugehörigen Zelle.

Die Kernspindel ist cytoplasmatischen Ursprungs, hier aber des- halb nicht gut ausgebildet, weil die Tochterkerne ja ganz nahe zusanimen- üegen. Ihre Fasern sind sehr fein und dünn.

Die einzelnen Nucleolen verteilen sich während der Kernteilung über die ganze Kernfläche. Manche verklumpen miteinander. Sie wer- den im Verlaufe der Teilung alle aus dem Kern hinausbefördert und lösen sich langsam im Plasma auf. In den Tochterkernen erscheinen die Nu- cleolen einzeln wieder.

Die große und formenreiche Gruppe der Konjugaten ist in cytolo- gischer Hinsicht viel zu wenig erforscht, als daß unsre Kenntnisse vom Bau der ruhenden Kerne oder dem Modus ihrer Teilung einen Schluß auf etwaige verwandtschaftliche Verhältnisse zuließe. Die ganze Gruppe hat wohl vollständig «normal« gebaute Kerne wie die höheren Pflanzen. Nur Spirogyra macht eine große Ausnahme. Aber trotz dieser Abweichungen im Bau der Kerne finden wir wieder große Übereinstimmungen bei dem Verhalten der Kerne in den Zygoten. Und das ist meines Erachtens für die verwandtschaftlichen Beziehungen der FamiÜenglieder untereinander viel wichtiger als der vegetative Kernbau. Denn die Konjugation (eigent- lich handelt es sich hier um eine Kopulation) ist das systematisch wich- tigste Erkennungsmerkmal für die Konjugaten. Bei der Konjugation zeigen aber die Kerne aller unter obigem Namen zusammengefaßten Glie- der weitgehende Übereinstimmungen, weshalb ich das Verhalten der Kerne beim Geschlechtsprozeß für sich betrachten will.

b) Verhalten der Kerne beim Geschlechtsprozeß.

Auch hier war es wieder Spirogijra, an der die ersten Untersuchun- gen gemacht wurden. Bereits Schmitz (79) stellte fest, daß mit dem Zell- inhalt sich auch die beiden Kerne vereinigen bei der Konjugation. Die Vereinigung geht so vonstatten, daß die Kerne mit fortschreitender Kei- fung der Zygote einander näher rücken, bis sie zusammentreffen. Das kann oft erst nach Wochen geschehen (Klebahn, 88). Sie platten sich dann gegenseitig ab und verschmelzen zu einem Kern mit einem ein- zigen Nucleolus (Overton, 88). Vor der Verschmelzung lösen beide Kopu- lationskerne ihre Membran auf (Chemielewski, 98). Nach einer Ruhe- periode beginnt der Zygotenkern sich zu teilen; und zwar findet, wie übereinstimmend in allen neueren Arbeiten festgestellt wurde, eine Re- duktionsteilung statt. Den Prozeß der Tetradenteilung hat bereits Che- mielewski (90) beobachtet. Doch wußte man zu seiner Zeit noch nichts

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung füi- ihre Systematik. 19

von Rediiktionsteilung. Seine Angaben fanden daher nicht viel Glauben, zumal Tröndle (07) immer nur einen Kern in der Zygote von Spirogyra sehen konnte. Und doch hat Chemielewski bereits ganz richtig die Ent- stehung von vier Kernen in der Zygote beobachtet. Allerdings blieb ihm deren Bedeutung noch rätselhaft, zumal er eine folgende Verschmelzung von je zweien der Kerne oder aller miteinander zu einem einzigen zu sehen glaubte. Er deutete das als einen zweiten Befruchtungsvorgang und sagt wörtlich: »Bei den Ai'ten von Spirogijra sehen wir daher, daß die Befruchtung quasi zweimal sich vollzieht, erstens bei der Kernverschmel- zung der primären Kerne und zweitens bei Verschmelzung der sekun- dären. Die Verschmelzung der Kernelemente des mütterlichen und väterlichen Organismus vollzieht sich bei Verschmelzung der primären Kerne. Diese Verschmelzung müßte man für eine geschlechtliche halten, wenn nicht gleich nachher eine Vermehrung des verschmolzenen Kernes beginnen würde zwecks Hervorbringung zweier wieder verschmelzender sekundärer Kerne und zweier Richtungskerne. Die sekundären Kerne muß man gemäß einiger Hypothesen hauptsächhch für geschlechtliche halten, da ihre Entstehung durch Bildung von Richtungskörpern be- gleitet wird. Kurz und gut, in den Zygoten von Spirogyra stoßen wir auf Erscheinungen, welche unsre Vorstellungen von der Befruchtung verwirren. Und in der Tat, welche von den Kernverschmelzungen muß man für die geschlechtliche halten, die erste oder che zweite?« (angeführt nach Tröndle [11], S. 596). Wahrscheinlich infolge des ver- schiedenen Verhaltens -der einzelnen Species kam Tröndle (07) zu ab- weichenden Resultaten. Er deutete den einzigen Kern im jungen Keim- ling als den durch den Kopulationsprozeß entstandenen Zygotenkern. Denn eine Teilung des Verschmelzungskerns hatte er nie beobachtet. Später hat freilich Tröndle (11) diese Angaben selbst berichtigt. Er konnte dann ebenso wie Karsten (09) die CnEMiELEWSKische Angabe über die Entstehung von vier Kernen in der Zygote von Spirogyra be- stätigen. Die Tetradenteilung des Kerns verläuft nach ICarsten (09) in folgender Weise: Bei beginnender Teilung quillt der Nucleolus stark auf und entläßt helle Ballen in das Plasma, die sich oft an den Kernpolen ansammeln, aber nichts mit Centrosomen zu tun haben. Die übrige Masse des Nucleolus verdichtet sich zu einem Band, das sich in einem typischen Synapsisstadium in die Chromosomen zerlegt. Den Übergang zur nächst- folgenden Phase der Teilung konnte Karsten nicht beobachten. Er sah nur als Resultat die Bildung von 14 über den ganzen Kernraum verteilten Vierergruppen, die wohl nichts andi-es sind als 28 längsgespaltene, paar- weise zusammenliegende Chromosomen. Dieses Stadium entspricht der

9*

20 Hermann von Neuenstein

Diakinese. Die Längsspaltung der Chromosomen wird wieder rückgängig gemacht. Die Doppelchromosomen dringen nach der Mitte der Kern- teihmgsfigur vor und bilden dort die Kernplatte, während gleichzeitig die Spindel erscheint. Sie ist ursprünglich mehrpolig, ^\ird aber bald durch parallele Verlagerung ihrer Fasern zweipolig. Charakteristisch ist die außerordentliche Länge der Spindelfasern. Sie erstrecken sich oft über den ganzen Zygotenraum, sodaß auch die Chromosomen nicht in einer Platte oder einem Ring auseinanderweichen, sondern in langen Zügen hintereinander. Jeder Tochterkern bekommt die HäKte der ur- sprünghch vorhandenen Chromosomenzahl, also 14. An ihnen wird nun wieder die Längsspaltung sichtbar. Während sie beginnen sich zusammen- zuballen, und während noch Reste der alten Spindel vorhanden sind, er- scheinen zwei neue Spindeln in einem Winkel von 90° zur alten. Bei der nun folgenden homöotypischen Teilung trennen sich die Längshälften der Chi'omosomen voneinander. Dadurch ist der vegetative Zustand wieder hergestellt. Wir haben als Resultat der zwei Teilungen vier Kerne mit je 14 Chromosomen in der Zygote. Was aus diesen vier Kernen weiter wird, das verfolgte Tröndle (11). Er sah drei von ihnen degenerieren, während der vierte allein erhalten blieb und zum Kern des Keimlings wurde.

Damit ist der Verlauf der Reduktionsteilung in den Zygoten von Spirogyra einwandfrei festgestellt. Ich möchte aber noch einen abwei- chenden Modus der Reduktionsteilung erwähnen, den Tröndle (11) bei Spirogym longata und calosjjora sah. Da soU nämlich die eigenthche numerische Reduktion der Chromosomen nicht in der ersten Teilung er- folgen, sondern m der zweiten, der sonst homöotypischen.

Bei Zygnema findet sofort nach erfolgter Kopulation auch eine Kern- verschmelzung statt. Dabei sah Ikeno (94) die beiden Kerne Anasto- mosen und Verbindungsfäden imtereinander herstellen, während Kurs- SANow (11) nichts davon sehen konnte. Vielmehr sollen sich auch hier die Kerne gegenseitig abplatten me bei Spirogyra und ihre Membran zuerst an der Stelle auflösen, wo die beiden Kerne sich berühren.

Entsprechend dem früher Gesagten gehen die Chromosomen aus dem Netzwerk hervor, Synapsis und Diakinese, zwei für die Reduktions- teilung charakteristische Phasen, konnte Kurssanow beobachten. Nur sah er keine Längsteilung des Kernfadens im Stadium der Synapsis. Ebenso wenig gelang es ihm, eine Vereinigung von je zwei Chromosomen (die numerische Reduktion) direkt zu beobachten. Er zweifelt aber nicht daran, daß eine solche stattfindet. Denn von den ursprünghch vorhandenen 25 bis 28 Chromosomen rücken nur 12 oder 14 in die Äquatorialebene,

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 21

Nach erfolgter homöotypischer Teihmg erzeugen die Chi'omosomen Anasto- mosen untereinander und biklen sich so zum Netzwerk des Kerns um, entsprechend ihrer Entstehungsweise.

Von den vorhandenen vier Kernen nimmt einer an Größe und Um- fang zu, die drei andern degenerieren. Sie werden zu den Ivleinkernen im Sinne von Klebahn (siehe Desmidiaceen). Nicht selten verschwin- den nur zwei Kerne und zwei bleiben als Großkerne zurück. Aus solchen Zygoten entsteht dann ein zweikerniger Keimling. Zweikernigkeit findet sich selbst in älteren Zygne7na-F äden nur selten und dann meistens als pathologischer Zustand, sodaß es interessant gewesen wäre, über das Schicksal der zweikernigen Keimünge etw^as zu erfahren.

Über das Verhalten der Zygotenkerne von Mougeotia wissen wir so gut wie nichts. Kleb ahn (88) sah zwei Kerne nach der Kopulation, konnte aber deren Schicksal nicht verfolgen.

Noch viel spärhcher lauten die Angaben über die Mesotäniaceen. Auch hier war es Klebahn (88), der in den jungen Sporen von Cylin- drocystis Brebissonii einen einzigen Kern sah mit zwei Nucleolen. Daraus schloß er, daß es sich hier um das Verschmelzungsprodukt zweier Kerne handelte.

Aus der Zygote der Mesotäniaceen gehen vier KeiniHnge hervor. Folglich muß man annehmen, daß der Verschmelzungskern ebenfalls eine Tetradenteilung durchmacht, die — nach Analogie mit Zygnemaceen und Desmidiaceen — eine Reduktionsteilung sein wird.

Dagegen gibt Klebahn (91) ausführlicher Bericht über die Kerne in den Zygoten der Desmidiaceen.

Hier findet die Vereinigung der Zygotenkerne ganz kurz vor der Kei- mung statt, sodaß Klebahn (88) mit der Möghchkeit rechnete, daß die Kerne überhaupt nicht miteinander verschmelzen. Er konnte selbst in reifen Zygoten noch zwei getrennte Kerne sehen.

Bereits de Bary hatte aber bei Staurastrum festgestellt, daß die Kerne beim Verschmelzen der beiden Zellen mehrmals in Berührung traten. 1891 sah dann Klebahn die Verschmelzung der Kerne in der Zygote von Closterium.

Nach der Vereinigung beginnt der Kern sofort sich auf karyoki- netischem Wege zu teilen. Die Kernspindel zeichnet sich dabei aber nicht wie bei Spirogyra und Zygnema durch besondere Länge aus, sondern sie- wird im Gegenteil durch die beiden in der Mtte der Zygote zusammen- schließenden Chromatophoren von den Spindelpolen her fast zu einer Scheibe zusammengedrückt und in die Breite gequetscht, sodaß sie ringsum die Zygotenwand berührt. Auf die erste Mitose folgt eine

22. Hermann von Neuenstein

zweite. Als Resultat haben ^Tir vier Kerne, in jeder Halbkugel zwei. Der eine ist jeweils größer als der andre. Klebahx bezeichnet ihn als Großkern, den andern als Kleinkern. Die Ivleinkerne verschwinden gleich nach dem Ausschlüpfen der KeimÜnge. Ob sie mit den Groß- kernen verschmelzen oder im Plasma aufgelöst werden, läßt Klebahn dahingestellt. Das erstere hält er für walu-scheinlicher. Denn bei Cosmarium, wo der Vorgang in der Zygote ziemlich der gleiche ist wie bei Clostenu7n, sah er den Kleinkern sich dem Großkern nähern. Bald darauf enthielt der Großkern einen viel größeren IS^ucleolus, was Klebahn als die Folge der Verschmelzung ansah. Bei Parthenosporen, die natürhch nur einen Keimhng haben, beobachtete Klebahn auch eine doppelte Mitose. Das Resultat waren dann vier Kerne, darunter aber nur ein Großkern. Er vermutete, daß auch hi?r die drei Kleinkerne mit dem Großkern verschmolzen seien. Dadurch bekäme der Kern des Keim- hngs — hier nur ein Keimling, nicht wie unter normalen Verhältnissen zwei — das Vierfache der normalen Chromosomenzahl. Die numerische Reduktion soll dann dadurch zustande kommen, daß einzelne Kern- segmente mit einander verschmelzen. Nach allem, was wir über die Be- fruchtung wissen, ist aber anzunehmen, daß keine Verschmelzung der vier Kerne stattfindet, sondern daß die überschüssigen Kerne, zu denen keine Zellen gebildet werden, die Ivleinkerne, degenerieren. Diese An- nahme ist umso mehr berechtigt, als die Degeneration der Ivleinkerne bei Sjnrogyra und Zygnema bereits beobachtet wurde.

c) Systematisclie Bedeutung des Kerns.

Überschauen wir die Resultate der cytologischen Forschungen über Konjugatenzygoten, so finden wir für diese Familie ein selir charakte- ristisches Verhalten der Kerne, das allerdings in Einzelheiten variiert, aber gerade dadurch eine Stufenleiter von einer Gruppe zur andern darstellt.

Ganz verschieden verhalten sich che einzelnen Glieder der Konjugaten in bezug auf die Verschmelzung der Kerne. ]\Iit der Konjugation zweier Zellen ist eine Vereinigung ilu-er Kerne verbunden. Bei Zygnema folgen diese beiden Vorgänge unmittelbar aufeinander, wähi'end bei Spirogyra erst 3—4 Wochen — bei manchen noch später — nach erfolgter Kopu- lation auch die Kerne verschmelzen. Koch weiter gehen die D es midi a- ceen. Hier findet erst unmittelbar vor der Keimung die Kern Verschmel- zung statt. Wir haben mit andern Worten bei Zygyiema und Spirogyra eine Zygote mit einem cUploiden Kern, bei Des midi aceen ein Zygote mit zwei haploiden Kernen.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 23

Der junge Keimling, der nach einer Euheperiode aus der Zygote ausschlüpft, ist überall haploid. Es muß aber zwischen der Kernver- schmelzung und der Keimung einer Reduktionsteilung stattfinden. Wie die Erfahrung lehrt, vollzieht diese sich innerhalb der Zygote kurz vor der Keimung, und zwar bei allen Konjugaten mit einziger Ausnahme von Spirogyra in gleicher Weise. Zu den entstehenden vier Kernen werden bei den Mesotäniaceen auch vier Zellen gebildet, wir haben vier Keim- linge. Bei Desmidiaceen l)ildet die Zelle nur eine Querwand, es entstehen zwei Zellen, zwei Keinüinge. Jede dieser Zellen bekommt einen Kern, den Klebahn Großkern nannte. Die beiden andern Kerne, die Klein- kerne, degenerieren und lösen sich im Plasma auf. Bei Zygnemaceen endlich bleibt nur ein Kern von den vier durch die Reduktionsteilung entstehenden erhalten, die andern chei degenerieren. Aus der Zygote kommt nur ein Keimung hervor. Wie die Morphologie beweist, steht es außer allem Zweifel, daß die Mesotäniaceen auf einer primitiven Ent- wicklungsstufe stehen geblieben sind, während sich die Desmidiaceen und Zygnemaceen ungemein vielfältig und formenreich weiter entwickelten. Da aber auch die Zygnemaceen noch vier Kerne in der Zygote ausbilden, während jegliche Zellteilung dazu unterbleibt, wollte Kurs- SANOW das Entstehen dieser vier Kerne als Atavismus auffassen, als einen Rückschlag zum Mesotäniaceentypus. Das ist natürüch nicht angängig. Die Bildung von vier Kernen ist vielmehr einzig und allein eine Folge der durch den Geschlechtsprozeß notwendig gewor- denen Reduktionsteilung. Mit zunehmender Organisationshöhe wurde dann die Zahl der zu den vier Kernen abgeschnürten Zellen immer geringer, bis bei den Zygnemaceen die Teilung der Zygote überhaupt ganz unterblieb.

Das Verhalten der Kerne bei der für die Konjugaten so sehr charakteristischen Kopulation zeigt also bei den drei Untergruppen der Konjugaten weitgehende, gesetzmäßige Übereinstimmungen. Cha- rakteristisch ist vor allem der Zeitpunkt, an dem die Reduktions- teilung einsetzt, nämlich unmittelbar vor der Keimung — das ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal gegenüber den Diatomeen — , die stark verlängerte Form der Kernspindel und das Degenerieren der über- flüssigen Kerne bei den Desmidiaceen und Zygnemaceen. Wir können somit nicht umhin, die unter dem Namen Conjugatae zusammengefaßten Organismen auch in cytologischer Hinsicht als nahe Verwandte zu be- trachten.

Es ist deshalb kein Grund vorhanden, die Desmidiaceen aus dem ziemlich einheitlichen Gebäude der »Acontae« im Sinne von Oltmanns

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(Diatomeen freilich außer Betrachtung) herauszureißen und ihnen ganz isoUert ein Plätzchen am Schlüsse der verschiedenen )>Kontae(( anzu- weisen, wie es Lotsy in seiner botanischen Stammesgeschichte tut.

II. Diatomeen.

Wie schon die ersten Beobachter (Lüders [62], Schaarschmidt [83]) sahen, liegt der Kern der Diatomeen inmitten einer Plasmabrücke^ welche von einer Schalenmitte zur andern zieht. Er ist umgeben von einer deutlich sichtbaren Membran. Sein Chromatin ist in Form von Ivlümpchen im Netzwerk verteilt.

BüTSCHLi (91) beschrieb für den ruhenden Kern von Surirella zum erstenmal ein Centrosom. Er fand es als Mittelpunkt einer Plasmastrah- lung in der Einbuchtung des nierenförmigen Kerns. Lauterborn (96) weist auf enge Beziehungen zwischen Kern und Centrosom hin. Beide bleiben beim Isolieren des Kerns durch Druck oder Zerzupfen der Zelle beisammen. Im ruhenden Zustand konnte er ebensowenig wie Karsten (00) Plasmastrahlungen sehen. Lalterborn deutet das Centrosom als »kinetisches Centrum, von dem beim Beginn der Kernteilung Wirkungen auf Kern und Plasma ausgehen, die morphologisch als Strahlungserschei- nungen um das Centrosom in Erscheinung treten« (S. 75).

Die Kernteilung verläuft — soweit bis jetzt bekannt — bei fast allen Diatomeen gleich, und zwar in sehr charakteristischer und eigen- tümlicher Weise, die hier näher für SurireUa (Lauterborn, 96) geschil- dert werden soll. Eigentümhch ist sie deshalb, weil die Spindel außerhalb des Kerns angelegt wird und in fast fertigem Zustand durch die Membran in den Kern eindringt. Eigentümlich auch darum, weil die Kernspindel nicht, wie wir sonst annehmen, aus Cytoplasma gebildet wird, sondern nach Lauterborn durch Knospung aus dem Centrosom entsteht, nach I^^RSTEN (00), (12) durch Umbildung des Centrosoms selbst. Lauter- born hat ihr hier den Namen Centralspindel gegeben. Das ist umso mehr berechtigt, als sie auch in ihrer Form (garbenförmig) von einer ge- wöhnlichen Kernspindel abweicht. Das Centrosom verschwindet, bevor die Spindel ganz in den Kernraum eindringt. Lauterborn beobachtete aber an den beiden Polen der Spindel ein dunkles Kügelchen, welches seiner Ansicht nach später zu je einem neuen Centrosom wird. Karsten (00) dagegen läßt die neuen Centrosonien aus den Resten der Central- Spindel entstehen.

Während der Teilung befindet sich der Kern nicht mehr in der Mitte der Zelle, sondern wird durch Plasmaströmungen an das breitere Zell-

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ende geführt. Er zeigt oft dreieckige Form. Eine Ecke ist nach dem Centrosom hin gerichtet. Das betrachtet Lauterborn ebenfalls als eine Folge der vom Centrosom ausgehenden Ziigmrkung.

Die Bildung der Chromosomen geht so vor sich, daß die Chro- matinkörner des Netzwerks sich zu perlschnurförmigen Fäden hinter- einanderreihen. Diese Fäden segmentieren sich in mehr oder weniger lange, schleifenförmige Abschnitte. Kurz vor ihrer Längsspaltung in der Äquatorialebene haben die Chromosomen U- oder C-förmige Gestalt und sind bedeutend dicker als ursprünglich. Die längsgeteilten Schenkel eines Chromosoms stellen im Querschnitt Vierergruppen dar. Das Aus- einanderweichen der Chromosomenhälften geschieht in ringförmiger An- ordnung um die Centralspindel. Nach dem Auseinanderweichen schnürt jeder Chromosomenring den zu ihm gehörigen Spindelpol von dem mitt- leren Teil der Centralspindel ab, und zwar dadurch, daß der Chromosomen- ring sich zu einer Scheibe vergrößert. Vermutüch werden dann die Fa- sern des mittleren Spindelteils in die polaren Spindelkörper einbezogen.

Um diese Zeit liegen die Kerne wieder in der Mitte der Zelle. Sie kehren ihre größte Oberfläche, die Seite mit der Einbuchtung, in der sich auch das Centrosom befindet, der neuen Schale zu. Nachdem dann die Chromosomen sich aufgelöst haljen in ein Geflecht von Strängen und Chromatinkörnern, erfolgt eine weitere Drehung des Kerns um 90°, dieses- mal in entgegengesetzter Richtung. Dann ist der Ruhezustand wieder erreicht, der Kern kehrt seine größere Außenfläche der Breitseite der Zelle zu. Die Centralspindekeste werden wahrscheinlich in die beiden neuen Centrosomen aufgenommen, falls sie sich nicht überhaupt zu diesen umbilden.

Die Vorgänge bei der Auxosporenbildung der Diatomeen hatte schon sehr früh die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gelenkt. Kle- bahn (96) verfolgte das Verhalten der Kerne bei Rhopalodia gihha. Er beschreibt eine zweifache Kernteilung in jedem der beiden kopulierenden Individuen. Die dadurch entstandenen vier Kerne w^erden verteilt auf zwei durch eine Zellteilung aus jedem Individuum gebildete Gameten. Jeder enthält einen «Groß-« und einen »Kleinkern« (im selben Sinne wie bei den Konjugaten). In diesem Zustand verschmelzen die beiden Ga- meten mit den beiden andern. Die Großkerne vereinigen sich, die Klein- kerne degenerieren. Wir halben als Resultat zwei Zygoten mit je einem diploiden Kern.

Bei Surirella saxonica entsteht nach Karsten (00) nur eine Zygote. In jedem Gameten wird nur ein Großkern, dagegen drei Kleinkerne ge- bildet.

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Die eigentliche Reduktionsteilung, welche mit der Gametenlnldung verknüpft ist, wurde erst 1912 von Karsten in einwandfreier Weise nach- gewiesen. Er sah die für die Reduktionsteilung charakteristischen Sta- dien der Synapsis und der Diakinese. Bei der Synapsis liegen die Kern- fäden auf der dem Centrosom abgekehrten Seite. Karstex glaubt das auf eine vom Centrosom ausgehende Ki-aft zurückführen zu müssen. Er zählte bei Surirella saxonica etwa 120 Chromosomen, die sich paarweise zusammenlegen und dadurch die numerische Reduktion bewii'ken. Denn er konnte nachher nur noch 64 bis 65 Doppelstäbchen wahrnehmen. Diese Stäbchen bilden, wie das auch Lauterborn beschrieb, einen Ring um die Centralspindel und stehen senkrecht auf der Oberfläche der Spindel.

Auf diese erste Teilung folgt bald die homöotypische, deren Central- spindel nach Ivarsten (00) aus den Resten der ersten Spindel hervor- geht. Von den vier entstandenen Kernen mit haploider Chromosomen- zahl degenerieren bei Surirella di'ei. Nur einer bleuet zurück als Groß- kern und verschmilzt mit dem Großkern der kopulierenden Zelle, sodaß nach ganz kurzem Haploidstadium gleich wieder die 2 x Generation her- gestellt ist.

Da wäre denn die notwendige Folge, daß wir unsere Auffassung über die Verwandtschaft der Diatomeen und Konjugalen, die Oltmanns zu begründen suchte, aufgeben. Den Diatomeen wäre auf Grund der di- ploiden Ts'atur ihrer Kerne eine höhere Stellung im System der Algen ein- zuräumen als den Konjugaten. Lotsy hat das schon durchgeführt. Er trennte die Diatomeen von den Konjugaten und stellte sie in die Nähe der Phäophyceen.

Die auf den ersten Anbhck so viel Gemeinsames zeigende Kopulation bei den Konjugaten und Diatomeen ist im Grunde genommen bei beiden doch recht verschieden. Bei den Diatomeen wird die Gametenbildung durch eine Reduktionsteilung eingeleitet, wälu-end bei den Konjugaten einfach zwei Zellen im Zustand der Ruhe verschmelzen.

Die Bildung von Groß- und Kleinkernen darf l)ei den beiden Fa- niiUen nicht als Zeichen einer Verwandtschaft gedeutet werden. Sie ist einzig und allein eine Folge der Reduktionsteilung, welche hier nur mit einer oder gar keiner Zellteilung verknüpft ist. Dadurch werden zwei oder drei Kerne überflüssig und müssen degenerieren. Da aber die Re- duktionsteilung bei beiden FamiUen auf ganz verschiedenen Entwick- lungsstufen eintritt, spricht das eher »gegen« als »für« eine Verwandt- schaft von Konjugaten und Diatomeen, ganz abgesehen von den vielen sonstigen Unterschieden.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ilu-e Systematik. 27

Allerdings haben wir auch Spirogyren kennen gelernt (calospora und longata), bei denen die numerische Reduktion der Chromosomnen erst in der zweiten Teilung, der sonst honiöotypischen, auftritt. Hier bestünde also der diploide Zustand schon etwas länger. Doch sind das nur Variationen innerhalb ein und derselben Gruppe, die man nicht etwa als Rückbildung des Diatomeentypus oder eine fortschreitende Entmcklung des Konjugatentypus betrachten darf. Wir halten also an unsrer Überzeugung fest, daß die Konjugation der Diatomeen und Konjugaten außer einer äußeren ÄhnUchkeit cytologisch kaum etwas Gemeinsames hat.

Ebensowenig kann man Parallele ziehen zwischen den Konjugaten und Diatomeen auf Grund des Baues der Kerne in vegetativen Zellen. Man denke nur an das Centrosom und die sonderbare Centralspindel der Dia- tomeen und deren Einfluß auf die ganze Kernteilung; anderseits an die normal gebauten und normal sich teilenden Kerne der Desmidiaceen. Der Bau der Kerne in vegetativen Diatomeenzellen zeigt eher Anklänge an manche niedere Organismen (Centralspindel, Centrosom mit Plasma- strahlung).

Wir wissen heute weniger denn je, wo wir die Diatomeen im System unterbringen sollen. Die Cytologie bedingt ihre Trennung von den Kon- jugaten. Vielleicht ist es doch nicht so ganz von der Hand zu weisen, wenn wir die Diatomeen mit Lotsy den Phäophyceen näher bringen. Das Vorhandensein des Centrosoms bei beiden Gruppen spräche dafür neben dem braunen Farbstoff. Doch scheinen die Centrosomen bei Phäo- phyceen und Diatomeen ganz verschiedene Funktionen zu haben. Bei den Phäophyceen sind sie ledigHch kinetische Centren, die nur indirekt die Spindelbildung beeinflussen, während bei den Diatomeen die Spindel direkt in genetischem Zusammenhang steht mit dem Centrosom, mag man nun annehmen, daß das Centrosom selbst sich in die Centralspindel umbildet, oder daß die Spindel durch Teilung aus dem Centrosom ent- steht. Immerhin reichen die Analogien in beiden Familien doch nicht so weit, daß man ernstlich an einen Zusammenschluß der Phäophyceen und Diatomeen denken könnte. Die morphologischen Unterschiede sind zu groß. Näheres darüber gebe ich bei der Besprechung der Phäo- phyceen (IX).

Mit einer Familie, welche nach den neuesten Untersuchungen von Klebs (12) als Übergang zwischen Flagellaten und Algen in Betracht kommt, werden die Diatomeen auch vielfach in Beziehung gebracht, mit den Peridineen. Besonders Schutt begründet diese Zusammengehörig- keit mit der bei beiden Famihen vorkonmienden Zweischaligkeit.

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Eine Zeitlang glaubte man noch andere tiefgreifende Ähnlichkeiten entdeckt zu haben, als Zederbauer (04) und Entz (07) Kopulationsvor- o-äno-e bei Peridineen beobachtet haben wollten. Doch betrachtet man heute den Nachweis einer Sexualität bei Peridineen als noch nicht erbracht.

Eine Form mit Kieselskelett, Monaster, könnte eventuell als Über- gang zwischen Peridineen und Diatomeen in Betracht kommen. Es wäre vielleicht nicht aussichtslos, auch einmal die Cytologie der beiden Gruppen einer vergleichenden Betrachtung zu unterziehen. Dieser Betrachtung will ich zur Orientierung eine Literaturübersicht über die Peridineenkerne vorausschicken.

III. Peridineen.

Über die Peridineen, die wie die Diatomeen Schmerzenskinder der Systematiker sind, liegen besonders aus neuerer Zeit eingehende cyto- logische Untersuchungen vor.

»Der Zellkern der Peridineen stellt ein sehr charakteristisches Ge- bilde vor, das sich von dem gleichen Organ andrer niederer Organismen- gruppen deutlich unterscheidet. Allerdings bestehen auch heute noch große Gegensätze in der Auffassung über den eigentlichen Bau des Zell- kerns«. Diese Worte stellt Klebs (12) S. 416 dem Kapitel über Kerne voran.

Die Kerne der allermeisten Peridineen sind aus parallel verlaufen- den Fäden zusammengesetzt. So wurden sie schon von den ersten Be- obachtern beschrieben: Allmann (55) und Pouchet (83). Klebs (83, 84) sah noch eine feine Querrunzelung der Kernfäden. Bei Behandlung mit Wasser zerfielen sie in bakterienähnliche Stäbchen. Bütschli (84), Lau- terborn (95) und Borgert (10) nahmen Anastomosen zwischen den ein- zelnen Fäden wahr. Die Kerne hatten dadurch das Aussehen eines Netz- werks. Bütschli und Lauterborn deuten die Fäden und die Anasto- mosen als Wände eines Wabenwerks. Ihnen schließen sich Jollos (10) und Entz (07) an.

Schutt (96) dagegen und Dogiel (06) fassen die parallelen Kern- fäden als Köhren auf. Bisweilen sahen sie zwei dieser Fäden ineinander- geschachtelt.

Klebs (12) beschreibt Formen mit fädigem und solche mit körnigem Kernbau. Die Fäden sind bereits im Leben zu erkennen, noch besser natürlich an fixiertem Material. Zumeist sind sie zu einem dichten Knäuel verschlungen. Die Kerne, die sich Klebs als körnig gebaut zeigten, sieht er nur als Modifikationen des Fadentypus an: »Alle diese Variationen würden sich am einfachsten verstehen lassen, wenn man von der An-

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schauung ausgeht, daß überall die Chromatinmasse fadenförmig ist, daß aber die Fäden bald dicker, bald dünner, bald lockerer, bald enger mit- einander verschlungen sind« (S. 421).

Weder Klebs (12) noch die meisten früheren Forscher konnten an Peridineenkernen eine Membran sehen. Jollos (10) wollte zwar an Gym- nodinium fucorum im Leben ein Häutchen um den Kern bemerkt haben, doch war ein solches nach der Fixierung und Färbung, wo es doch schärfer hervortreten sollte, nicht zu sehen. Dagegen beschreibt Dogiel (06) für zwei Formen eine Membran um den Kern; für Gijmnodinium spimle und Pouchetia armata.

Nucleolen kommen ebenfalls nicht bei allen Peridineen vor. Den fädig gebauten Kernen sollen sie nach Klebs (12) zumeist abgehen. Die feinkörnig gebauten Kerne weisen dagegen fast immer Nucleolen in Ein- oder Mehrzahl auf. Diese können oft buckelartig über die Peripherie des Kerns hervorragen, wie von Lauterborn (95), Borgert (10) und Klebs (12) beschrieben wurde. Solche Nucleolen liegen dann ))in besondern Taschen, die nach außen nicht von Kernsubstanz bedeckt sind« (Klebs [12], S. 420). Durch Druck kann man die Nucleolen aus dem Kern heraus- pressen. All ihrer Stelle bleibt dann ein scharf umschriebener, heller Fleck im Kern zurück. ^

Jollos (10) mißt den Nucleolen einiger Peridineen ganz besondre Bedeutung bei. So soll nach ihm der Nucleolus von Gymnodinium die Funktion eines Karyosoms besitzen. Das Wort Karyosom wird hier allerdings in etwas freier Weise gebraucht. Hartmann (10) versteht unter Karyosom eine homogene Kugel, in der alle Kernsubstanz: Chro- matin und Plastin (Nucleolarsubstanz) vereinigt ist. So ein Karyosom ist nach demselben Autor gegen das Plasma durch einen hellen Ring, die Kernsaftzone (Außenkern) abgegrenzt. Schlechthin spricht man von einem bläschenförmigen Kern. Was aber Jollos bei Gymnodinium unter einem Karyosom versteht, deckt sich keineswegs mit dieser Definition. Denn der Außenkern von Gymnodinium enthält das Chromatin in Form eines feinen Wabenwerks mit zahlreichen Chromatinkörnchen. Der Nu- cleolus ist sogar im Gegensatz zu Karyosomen chromatinarm, unterscheidet sich aber von einem normalen Nucleolus durch das Vorhandensein einer Membran und eines Centriols. Letzteres konnte Jollos allerdings zu- meist nur während der Teilung beobachten. Da sich der Nucleolus bei der Teilung nicht auflöst, sich vielmehr nach der Art der Nucleolen der Siphonocladiales und Siphonales teilt, und weil Jollos in ihm ein Centriol gesehen haben wollte, deshalb taufte er ihn «Karyosom«, ob- wohl man darunter, wie ich eben zeigte, etwas ganz andres versteht.

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Für einen typischen Karyosomkern ist charakteristisch, daß sich das cigenthchc Karyosom (sonst Nucleolus) zuerst teilt. Auch das trifft bei Gijmnodiniuni nicht zu. Vielmehr schnürt sich nach vorhergegangener Teilung des Centriols zuerst der Außenkern durch, wobei die aus ihm hervorgegangenen Clii'omosomen quergeteilt werden. Dann erst teilt sich der Nucleolus und bildet noch lange die Verbindung zwischen den beiden Kernhälften. Die Hälften des Centriols bleiben ebenfalls verbunden durch eine sogenannte Centrodesmose. Senn(II) beschreibt auch für Oxyrrhis marina einen Karyosomkern, aber ohne Centriole. Er mißt allerdings dem Karoysom lange nicht die Bedeutung bei, die ihm Jollos zu- spricht. Denn auch bei Oxyrrhis teilt sich der (hier chromatinarme) Außenkern zuerst und nachher erst das Karyosom. Man kann demnach dem Karyosom keineswegs eine kinetische Rolle bei der Kernteilung zuschreiben.

Spindelbildung konnte weder Jollos noch sonst einer der Peri- dineenforscher beobachten. Allerdings sah Jollos an »kleinen Schwär- mern«, die er für eine Entwicklungsstufe von Oymnodinium hielt, eine Spindel, die aber nur kurzen Bestand hatte und aus dem Karyosom her- vorgegangen sein sollte. Es ist aber mehr als fraglich, ob diese kleinen Schwärmer wirklich Entwicklungsstufen von Gymnodinium waren und nicht Bodo ähnUche Flagellaten.

Jollos faßt die Peridineen auf Grund ihrer Cytologie systematisch zusammen. Wegen des »Karyosomkerns « betrachtet er Oymnodinium als am niedrigsten stehend unter den Peridineen. Ihm folgte nach oben Ceratium. Dort sind die Kernkörperchen bereits echte Nucleolen. Da- neben soll jedoch im Kern immer noch ein Centriol vorhanden sein, das Jollos aber nur schwer und selten nachweisen konnte. Wie bei Gymno- dinium werden aber auch hier noch keine eigentlichen Chromosomen ausgebildet, sondern die bereits im ruhenden Zustand sichtbaren Fäden, die nicht einmal in konstanter Zahl auftreten sollen, werden einfach quer- geteilt. Als am höchsten entwickelte Peridinee faßt Jollos Gonyaulax auf. Dort werden regelrechte Chromosomen ausgebildet und diese längs- gespalten. Zweifellos stimmt diese Reihenfolge, Wenn man auch über das »Karyosom« von Gymnodiniimi streiten kann, so ist doch so viel sicher, daß Gymnodinium den primitivsten Kernbau von den uns be- kannten Peridineen aufweist. Von ihm führen alle möglichen Übergänge bis zu dem »normal« gebauten Kern von Gonyaulax. Die in bezug auf den Kernbau festgestellte progressive Entwicklung äußert sich aber auch in morphologischer Hinsicht, sodaß hier die Cytologie einen für syste- matische Zwecke nicht zu unterschätzenden Faktor bedeutet.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutiuig für ihi-e Systematik. 31

Im allgemeinen gilt als Kegel bei den Peridineen, daß die Chromo- somen quer gespalten werden (Lauterborn [95], Borgert [10], Jollos [10]). Deshalb spricht auch Lauterborn nicht von einer Mitose, sondern von einer Art Übergang zwischen Mitose und Amitose. Borgert (10) beobachtete aber neben der Querteilung der Chromosomen noch eine Längsspaltung. Jollos (10) konnte davon an demselben Objekte nichts wahrnehmen.

Die Längsspaltung wird nach Borgert (12) bei Cer. tripos bereits im Knäuelstadium sichtbar und bleibt während der Querteilung der Chro- mosomen in der Äquatorialplatte erhalten. Erst beim Auseinanderweichen der Chromosomen trennen sich auch deren Längshälften von einander. Wir haben also die doppelte Chromosomenzahl in den Tochterkernen. Es müßte auf jede indirekte Kernteilung auch wieder eine Reduktion folgen. Diese soll nach Borgert durch direkte Teilungen bewerksteUigt werden. Die direkten Teilungen unterscheiden sich von den Mitosen dadurch, daß keine Spaltung der Chromosomen eintritt. Die Chromo- somenmasse wird bei der Durchschnürung des Kerns gleichsam in zwei Portionen zerlegt, von denen je eine einem Tochterkern zufällt. Jeder Tochterkern bekommt darnach nur noch die hallte Anzahl der mütter- lichen Clu'omosomen.

Nach dieser Auffassung von Borgert wäre eigentlich das notwen- dige Postulat, daß auf jede Karyokinese unmittelbar eine Amitose folgte, die den haploiden Zustand wiederherstellte. Amitosen sind aber nach Borgerts eigenen Angaben ungleich spärlicher zu beobachten, als indi- rekte Kernteilungen. Sie w^urden in diesem Sinne bisher überhaupt nur bei Cer. tipos beobachtet. Nun gibt aber neben Borgert auch Jollos eine ganz bedeutende Schwankung in der Chromosomenzahl der Peri- dineenkerne an. Demnach wäre es schon möglich, daß gelegentlich In- dividuen mit diploiden Kernen neben solchen mit haploiden Kernen vor- kommen. Deshalb kann man Borgert (12) nicht widersprechen, wenn er die direkte Kernteilung als ein »regulatorisches Mittel« betrachtet, das dem übermäßigen Anwachsen der Chi'omosomenzahl entgegenwirkt. Immerhin hätten wir, wenn die Beobachtungen von Borgert sich be- stätigten, bei den Peridineen ein eigentünüiches Verhalten der Chromo- somen, das im Hinblick auf die sonst geltende Zahlenkonstanz der Chro- mosomen etwas unwahrscheinlich khngt. Borgert vergleicht die Chro- mosomen von Cer. tripos mit denen gewisser tripylen Radiolarien, bei denen er ähnliche Verhältnisse gefunden hatte.

Wenn Borgert nicht ausdrücklich betonte und in einer weiteren Arbeit (12) bestätigte, er habe eine Längsspaltung der Chromosomen

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neben der Querspaltimg gesehen, könnte man annehmen, daß nur eine Vereinigung von je zwei Cliromosomen in der Prophase stattgefunden habe. Tatsächhch sind auch die Gründe, die Borgert (10) gegen ein Zu- sammenlegen von Chromosomen anführt, nicht stichhaltig. Er meint, man müßte dann eine Auflockerung der Kernmasse wahi'nehmen können. Ob das aber so gut zu sehen wäre, wie es Borgert wünscht, glaube ich nicht. Wo etwa 200 Chromosomen auf einen relativ kleinen Raum zu- sammengedrängt sind, wird kaum eine Auflockerung zu sehen sein, wenn nur ihre Zahl, nicht aber ihre Masse auf die Hälfte reduziert wird.

Wie schon erwähnt, konnte aber Jollos weder von einer Längs- spaltung, noch von einer Vereinigung von Chromosomen bei Ceratium fusus etwas sehen. Doch heße sich für die BoRGERTSche Auffassung noch das anführen, daß vielleicht die Chromosomen nicht längsspalten oder einzelne Chromosomen sich zusammenlegen, sondern daß jedes Chromo- som aus zwei Stäbchen zusammengesetzt ist. Um die Chromosomen- masse dann gleichmäßig auf die Tochterkerne zu verteilen, werden die Stäbchen nicht auseinandergerissen, sondern jedes Cliromosom quer- geteilt. Abgesehen von diesem, uns noch nicht klaren Verhalten der Chromosomen, bleiben noch genug EigentümHchkeiten, die gerade die Pericüneen ])ei ihrer Teilung zeigen. Die Kernteilung ist so charakte- ristisch für diese Famihe, daß Senn (11) auf Grund ähnhchen Ver- haltens von Oxyrrhis bei der Teilung, diese von den Flagellaten trennte und zu den Peridineen stellte.

Jeder Peridineenkern fällt selbst in der Ruhe durch seinen Reichtum an Chi'omatin, durch die fadenförmige Anordnung des Chromatins und das Fehlen einer Membran auf. Die Querteilung der Chromosomen und das Fehlen einer Kernspindel bei der Teilung sind ebenfalls so bezeich- nend, daß es schwer wird, die Peridineen mit einer andern Gruppe, seien das nun niedriger oder höher stehende Organismen, cytologisch in Be- ziehung zu bringen.

Zweifelsohne haben sie viele Anklänge an niedere Organismen, Fla- gellaten hauptsächhch. Klebs (12) sucht ihren Ursprung in den Crypto- monadinen, eventuell auch Chiysomonaden. Hier ist die Arbeit von Jollos insofern von Interesse, als ja Jollos ein Karyosom zu sehen glaubte mit Centriol, was eine Verwandtschaft der Peridineen mit Flagellaten wahr- scheinlicher machte als mit Algen. Allerdings sind diese Angaben von Jollos noch keineswegs bestätigt.

Inwiefern die Cytologie die Annahme von Klebs (12) rechtfertigt, die Phyto diniaceen, eine bereits algenähnhche Famihe, an Peridineen, und zwar Hyynodinium, anzuschheßen, ist jetzt noch nicht zu entscheiden.

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Am meisten werden die Peridineen noch mit den Diatomeen in Pa- rallele gestellt. Es ist aber ein Ding der Unmöglichkeit, auf Grund der Cytologie irgend welche Analogien nachzuweisen. Leider sind mir keine cytologischen Untersuchungen über Monaster bekannt. AVie ich aber schon bei Besprechung der Diatomeen erwähnte, wäre Monaster wegen seiner Kieselschale vielleicht geeignet, einen Übergang zwischen den bei- den Gruppen zu bilden. Für die Diatomeen ist das Centrosom und die Centralspindel ungemein charakteristisch. Von beiden scheint bei Peri- dineen nichts vorhanden zu sein. Das von Jollos beschriebene Centriol hat natürlich — schon seiner Lage im Kern nach — mit dem Centrosom der Diatomeen nichts gemeinsam.

Jedenfalls steht der Vorgang der Kernteilung bei den Peridineen ein- zig da und ist keineswegs mit dem der Diatomeen in Beziehung zu brin- gen. Das möge auch die Querteilung der Chromosomen und das Fehlen der Kernmembran bei den Peridineen illustrieren.

IV. Heterocontae.

Aus der großen Gruppe der Grünalgen schält Oltmanns eine Fa- miUe heraus, deren Schwärmsporen zwei ungleich lange Cilien haben, die Heterocontae. Oft kommt nur eine Cilie vor, niemals aber zwei gleich lange.

Unter »Heterocontae« fassen wir in bezug auf Kerne sehr hetero- gene Arten zusammen. Conferva, der Hauptvertreter der Gattung, ist einkernig. Eine Reihe ancher Vertreter weist mehrere Kerne in einer Zelle auf. Das gilt insbesondre für Opliiocytium und Botrydium. OpMo- cytium stellt Oltmanns wegen des Membranbaues, Botrydium wegen der Ähnlichkeit der Schwärmsporen zu Conferva. Zweifellos haben Ophio- eytiuni und Conferva in ihrem vegetativen Aufbau große Ähnlichkeiten. Die Vielkernigkeit von Ophiocytium ist allein kein Grund, es von Con- ferva zu trennen. Beide stammen nach Lotsy wahrscheinlich von einer einkernigen Form ab, der CMoramoela. Folgt auf jede Kernteilung dieser Flagellate eine Zellteilung und bleiljen die einzelnen Zellen in fadenför- migen Verljänden beisammen, so entstehen Conferva ähnliche Gebilde. Unterbleibt die Zellteilung, so entstehen vielkernige Lidividuen wie Ophio- cytium. Da für Conferven auch Formen mit zwei Kernen beschrieben werden, z. B. Binuclearia, wäre diese Annahme Lotsys nicht von der Hand zu weisen. Jedenfalls ist die Zahl der Zellkerne hier für die Syste- matik nicht allein maßgebend. Ophiocijtiiim stellt kein Mensch zu den Siphoneen, sondern man betrachtet es als eine Verw^andte von Conferva,

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obwohl nicht emmal Schwärnisporen, sondern nur Aplanosporen be- kannt sind. Dagegen ist die Zugehörigkeit von Botrydmm zu den Con- fervales mehr als zweifelhaft, Boinjäium ist bei den Siphonales immer noch besser untergebracht als bei den Confervales. Unsere cytologischen Kenntnisse von Heteroconten sind zu gering, als daß wir an sie Betrach- tungen über Verwandtschaften anschließen könnten. Schmitz (79) und Wille (87) begnügten sich damit, die Zellkerne überhaupt nachzuweisen. Auch ich bescliränkte mich darauf, meine Färbe- und Fixierungs- methoden an Conferva zu erproben. Ich habe den Einckuck, daß es sich hier um einen primitiven, bläschenförmigen Kern handelt. Es ist gar nicht einfach, in den mit Cliromatophoren und fetten Ölen vollgepfropften Zellen der meist kleinzelligen Conferven überhaupt einen Kern zu sehen. Größere Formen von Conferva, die sich allein für cytologische Untersuchun- gen eigneten, standen mir nicht zur Verfügung. Auch Teilungen sah ich nicht, und nur an diesen könnte man eventuell Einblick bekommen in die Zusammensetzung des Kerns. Dagegen beobachtete ich des öfteren Conferva-Zelhii mit zwei Kernen. Diese traten aber nur in besonders großen Zellen auf, die w^ohl auch an Alter die andern Zellen übertroffen haben. Das ist aber keine besondere Erscheinung, daß ältere Zellen zwei- kernig sind. Wir kennen noch mehr solche Fälle unter den Algen: Chroo- lepus, Calliiliamnion.

Für rasche Orientierungen kann ich die Chloralhych'atmethode empfehlen. Man legt die Fäden nach erfolgter Färbung (Heidenhain) in eine Lö- sung von fünf Teilen Chloral in einem Teil Wasser. Dadurch verquillt der Zellinhalt und auch die Chromatophoren zerfließen, sodaß man den Kern in der Mitte der Zelle verhältnismäßig recht klar zu sehen bekommt.

V. Ulothrichales.

1. Ulothrichaceen.

Über den Bau der Kerne bei den Ulothrichaceen wissen wir wenig. Strasburger (76, 78) und Schmitz (79) erwähnen wohl das Vorkommen eines Zellkerns in jeder Zelle von Ulothrix und Ulva, machen aber keinerlei Angaben über dessen Bau. Nach einer kurzen Mitteilung von Haase (10) hat die Kernteilungsfigur von Ulothrix suUilis hanteiförmige Ge- stalt, ähnlich der, wie sie uns später noch begegnen wird bei den Siphono- cladiales und Siphonales.

Microspora. Oltmanns bespricht mit Ulothrix noch einige unsichere Gattungen wie Microspora und Hormidium. In bezug auf deren Cytologie finde ich

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nur eine Angabe bei Wille (87) über nConferva amoena^( {Microspora anioena). »In der Mitte der Zelle fand sich, an einem Protoplasmafaden hängend, ein ziemlich großer, linsenförmiger, zuweilen beinahe runder Zellkern, dessen Längsachse wie bei Spirogyra lotrecht gegen die des Fadens gestellt war« (S. 439). Ein Kernkörperchen war sichtbar.

Das Kernkörperchen spielt nach Wille bei der Teilung eine wichtige Rolle. Es nimmt bedeutend an Größe zu und schnürt sich dann in der Mitte durch. Haben die beiden Hälften den nötigen Abstand voneinander, so sammeln sie die übrige Kernsubstanz um sich und bilden mit ihr zu- sammen die Tochterkerne. Wille spricht ihnen also die Bedeutung von «Attraktionscentra« zu. Die Tochterkerne hängen schließlich noch an einem Faden zusammen, der aus dem Plasma besteht, das die Kerne ursprünglich umgab.

Die durch Einschnürung gebildeten neuen Kerne »liegen nicht mehr in der Richtung der Längsachse des Fadens, sondern zuweilen in einer schiefen Stellung zu derselben« (S. 441).

In verschiedenen Ortschaften der Umgebung von Heidelberg tritt die Microspora amoena ziemlich häufig in Brunnentrögen mit ständig fheßendem Wasser auf. Sie erscheint in größeren Mengen erst Mitte Juli und bleibt dann bis zum Eintritt von Frösten. Man erkennt sie schon makroskopisch an ihrer schmutzig braungrünen Farbe. Nur in der Jugend sind die Fäden frischgrün.

In ihrer Gesellschaft finden sich zumeist Diatomeen, die 1)isweilen so reichlich auf den Fäden selbst wachsen, daß these gänzlich braun er- schienen. Daneben kommt TJlothrix, Spirogyra und besonders Conferva (und Hormidium) vor, je nach dem Standort des Brunnens.

Zum Fixieren der Microspora benutzte ich mit Vorliebe 2% Clirom- säure. Meist wurde das Material direkt an Ort und Stelle fixiert, und zwar zu allen Tages- und Nachtzeiten. Chromsäure eignet sich für diese Alge deswegen sehr gut, weil durch sie der Chromatophor ganz entfärbt wird und nachher bei der Betrachtung der Kerne nicht mehr so sehr stört, als wenn er durch die Osmiumsäure der FLEMMiNGschen Fixierungs- flüssigkeit noch dunkler wird, als er schon im Leihen war. Meistens unter- suchte ich fixiertes Material, versäumte aber auch nicht, zum Vergleich lebende Zellen heranzuziehen.

Die Zellen der mir vorliegenden Fäden von Microspora amoena maßen im Durchschnitt in der Länge 31/<, in der Breite 24 /<; die Kerne 37|«.

Das Volumen der Kernmasse nimmt also -rz7 der o-anzen Zellmasse ein

45 ^

(ZeUe als CyHnder nach der Formel: ZV = Tcr'^h, Kern als Kugel nach:

3*

36

Hermann von Neuenstein

j^ 7 =_7f>-3 berechnet). Ich muß aber bemerken, daß die Zahlen auch

ö

von solchen Zellen genommen wurden, welche kurz vor dei- Teilung standen und l)ereits beträchtlich größer waren als ihre ruhenden Schwester- zellen. Im Verhältnis ändert das aber nichts, da vor der Teilung auch der Kern entsprechend größer wird. Jedenfalls woUen wir hier im An- schluß an die Zahlen schon feststellen, daß der Kern von Microspora amoena einen ganz bedeutenden Bruchteil des Zellvolumens einnimmt. Der Kern von Microspora liegt in der Mitte der Zelle in einer Plasma- masse, welche sich bandförmig zwischen den beiden Längswänden der Zelle ausbreitet und in zarte Fäden ausgesponnen ist, welche den Kern im Zellraum befestigen. Der Kern zeigt sich meist in rechteckiger Ge- stalt. Daneben beobachtete ich Textfig. 3. aber auch oft eine etwas zartere

Form mit hnsenförmigem Zell- kern. Die Längsachse des Kerns fällt mit der Querachse der Zelle zusammen.

Der Kern ist umgeben von einer ziemlich derben Membran. In seinem Innern findet sich ein im Leben stark lichtbrechender, im fixierten Zustand energisch Farbstoffe aufnehmender Nucleo- Auf einen im Durchschnitt 7,3 ji langen Kern kam ein Nucleolus von 2,3 /.i Durchmesser. Das Netzwerk des Kerns besteht aus einem Geflecht sehr zarter Fäden, in deren Knotenpunkten Chromatinkörnchen hegen von nicht konstanter Größe, aber scharf umrissener Form (Fig. 3).

Vor der Teilung nimmt der Kern bedeutend an Größe zu und wd kugelrund. Noch schärfer als vorher heben sich die Chromatinkörnchen von dem zarten Netzwerk ab. Die einzehien Körner sind bedeutend größer als vorher, dafür weniger zahkeich. Daraus schließe ich, daß von den kleineren Körnchen sich jeweils einige zusammenlegen und ein größe- res bilden. Da ich nie einen Kernfaden beobachten konnte, werde ich nicht fehlgehen, wenn ich annehme, daß die Chromosomen direkt durch Verschmelzung von einzelnen Chromatinkörnchen gebildet werden. Diese Chromosomen in Körnerform wandern nach der Mitte der ZeUe auf den Nucleolus zu. Eines nach dem andern dringt vermutUch in den Nucleolus ein, sodaß nach diesem Prozeß der Nucleolus intensiv gefärbt, das Netz-

Microspora amoena. Kern und Zelle kurz vor der Teilung. Vergr. 1532.

lus von relativ bedeutender Größe.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 37

werk des Kerns dagegen nur noch wie ein heller Hof um den Nucleolus erscheint (Fig. 4 und 5). Nach Analogie mit andern Objekten muß ich annehmen, daß die Chromosomen den Nucleolus wieder verlassen, nach- dem sie Substanzen, vermutlich Chromatin, aus ihm aufgenommen haben. Tatsächlich zeigt auch der Nucleolus nicht mehr seine fridierc Färbbar- keit, sieht vielmehr aus wie ein mit Flüssigkeit angefülltes Bläschen. Was dann aus ihm wird, weiß ich nicht anzugeben. Ich habe ihn einmal

Textfig. 4.

Textfig. 5.

Microspora amoena. Die Chromosomen ziehen sich auf den Nucleolus zurück. Veigr. 1532.

am Eande des Kerns beobachtet, schon halb ins Zellplasma hinausragend (Fig. 6), sodaß die Vermutung nahe liegt, er würde ausgestoßen. Ander- seits könnte man ihn in Zusammenhang bringen mit der Spindelbildung. Denn diese tritt gerade dann auf, wenn der Nucleolus verschwindet.

Um diese Zeit beginnt die Kernwand dünner zu werden. Sie löst sich aber vorerst nur an den Polen auf und bleibt zu beiden Seiten noch deut- lich erhalten. Dann erscheint die Kernspindel, die in der Mehrzahl der Fälle nur sehr schwer zu sehen ist (Fig. 7 und 8). Alle diese Stadien ver- laufen überhaupt sehr rasch. Denn von den vielen Hunderten von Kern- teilungen, die ich bei Microspora sah, fand ich kaum 10 Spindelstadien,

38

Hermann von Neuenstein

Textfig. 6.

sodaß auch die Frage nach der Herkunft der Spindel unentschieden bleiben muß.

Die Chromosomen werden in der Äquatorialebene geteilt. Ob Längs- oder Querspaltung erfolgt, ist hier gleichgültig. Denn die Chromosomen

haben nicht Stäbchenform, son- dern sind würfelförmige, kleine, meist isocüametrische Klötzchen. Ich zählte deren 8—10. Keines- ^ -s— 1^ wegs sind es mehr als 12.

'^^j 1^1 Zur Zeit des Auseinander-

^Yeichens der Clu'omosomen ist die Kernspindel am schönsten zu sehen (Fig. 8). Sie ist tonnen- förmig. Die seitlichen Begren- zungsfasern sind sehr stark aus- gebildet; vielleicht sind das sogar noch die alten Membranreste. Die Bilder erinnerten mich immer an den »Verbindungsschlauch«, den Strasburger 1888 für Spirogyra be- schrieb.

Die Chromosomen verklumpen in der Telophase; zunächst nur ein- zelne, dann diese wieder zu größeren Körnern (Fig. 9, 10, 11), sodaß ich

Microspora umoeiia. Äquatorialplattenstadium. An

der Peripherie des Kerns ein nucleolusartiger

Körper. Vergr. 1532.

Textfig. 7.

Microspora umoena. Spindelstadium. Chromosomen kurz nach der Teilung in der Äquatorialplatte.

Vergr. 1532.

ursprünglich geneigt war, anzunehmen, der Nucleolus verdanke diesem Prozeß seine Entstehung. Da jedoch die Chromosomen sicher aus dem Netzwerk des Kerns stammten, so war es miwahrscheinhch, daß aus ihnen der Nucleolus hervorgehen sollte. Der Nucleolus erscheint bereits auf einem sehr frühen Stadium, wenn die Kernwand erst als äußerst feines,

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 39

Textfig. 8.

Microspora amoena. Spindelstadium. Beaclitenswert ist die Richtung der Kernspindel. Yergr. 1532.

eben sichtbares Häutchen angelegt wird. Niemals sah ich einen Nucleolus auftreten, so lange noch mehrere Chromosomenpäckchen da waren. Ich

Textfig. 9.

Microspora amoena. Wiederherstellung der Tochterkerne. Die Kernmembran erscheint. Erste Anfänge

der Zellwandbildung. Vergr. 1532.

Textfig. 10.

kann mir das alles nur so erklären, daß die Chromosomen verklumpen, um an den jungen Nucleolus, den man in dem stark gefärbten Cliromosomen- haufen nicht sehen kann, ihr Chromatin abzugeben und nachher sich wieder auflösen in einzelne Körnchen, die Chro- matinkörnchen des Netzwerks. Sobald der Nucleolus als solcher in Erscheinung tritt, ist er be- reits kräftig färbbar und von einem deutüchen hellen Hof

umgeben. Der Außenkern unter- 3IUrospora amoena. Kern in der Telophase. Die Chro- 1 • 1 , • 1 n , mrsomen verklumpen zu größeren Körnern. Kernmem-

scheidet sich anfangs kaum von ,,^^ ,^, .„^^t, ausgebildet, vergr. 1532.

40

Hermann von Neuenstein

Textfiff. 11.

dem umgebenden Zellplasma. Die Chromatinkörnchen sind aber deut- lich zu sehen, speichern allerdings nicht in dem Maße Farbstoffe, wie in fertigem Zustand. Das alles spricht für meine Annahme, daß die Chro- mosomen von ihrem Farbstoff an den Nucleolus abgeben.

Was aus der Kernmembran während der Teilung wird, entzieht sich meiner Beobachtung. Zur Zeit, da die Kernspindel vöhig ausgebildet ist und die Chromosomen bereits in zwei Gruppen gespalten sind, scheint

sie an den Seiten noch vöUig erhalten zu sein. Der Verlauf der Teilung geht aber so rasch, daß mir Zwischenstadien nicht zu Gesicht kamen. Jedenfalls erscheint die neue Membran zuerst an den einander abge- wendeten Seiten der Tochter- kerne (Fig. 9). Nach innen zu sind die Tochterkerne noch lange unbegrenzt. Da sie von einer sehr dichten Cytoplasma- masse umgeben sind, liegt der Schluß nahe, daß die Kerne auf Kosten dieser Plasmamasse wachsen. Denn die Größenzu- nahme der Kerne findet jetzt sehr rasch statt.

Textfig. 12.

Dagegen wei-

Microspora aiiioena. Nach der Teilung. Die Tocliter- kerne liegen dicht zusammen. Sie platten sich gegen- seitig ab und sind nur getrennt durch die anfangs sehr dünne Zellscheidewand. Hier hat man den Eiudruclc eines amitotisch geteilten Kerns. Vergr. 15:)2.

chen sie nicht auseinander, Sie liegen vielmehr sehr eng an- einandergepreßt , oft so eng, daß sie sich gegenseitig ab- platten und ausbuchten. Selbst wenn die Zelle bereits vollständig ge- teilt ist, liegen die beiden Kerne noch ganz eng zusammen, nur getrennt durch die Zcllwand (Fig. 10, 11, 12). Dann beginnen sie ganz langsam auseinanderzurücken (Fig. 10, 13) und die Mitte der zugehörigen Zelle einzunehmen.

Sehr merkwürdig für Microspom ist die Stellung der jungen Tochter- kerne zu einander. In den allermeisten Fällen hegen sie, wie die Fig. 13 zeigt, und wie es auch schon Wille beschrieb, nicht nebeneinan- der, sondern schräg übereinander. Das kommt daher, daß die Kern- spindel nicht in der Richtung der Längsachse der Zelle ausgebildet wird, sondern ähnhch wie bei gewissen Zellen der Characeen, schräg zur Längs-

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 41

richtung. Nur einmal sah ich eine Spindel ganz in der Richtung der Längs- achse der Zelle, dagegen nie parallel der Querachse. Wohl aber wird die Äquatorialplatte oft so angelegt, daß die Spindel in der Richtung der kürzesten Zellachse verlaufen müßte. Aber das ist nur eine vorübergehende Lage. Denn gleich darauf findet eine Drehung der ganzen Kernteilungs- figur statt, sodaß die Spindel zur Zeit ihrer Ausbildung sehen wieder in der Richtung einer Diagonale der Zelle verläuft. Die Tochterkerne rutschen ganz allmählich aneinander vorbei, bis jeder der Mitte der neugebildeten Zellwand anliegt (Fig. 11, 12). Oder aber sie bleiben in der schrägen Lage in der Zelle und rücken so auseinander. Das ist sogar der (Fig. 13).

Die schräg

häufigere Fall

Textfig. 13.

Microsfora amoena. I>ie Zellscheidewand ist bereits }:ut

ausgebildet. Die Keine liegen immer noch dicht an der

Zellscheidewand. Vergr. 1510.

Übereinander liegenden Tochterkerne sind sehr charakteristisch für Micro- spora. Die Tatsache, daß sie kurz nach der Teilung lange Zeit so eng aneinander gepreßt sind und die eigentliche Tei- lung sehr rasch vor sich geht, so daß man Spindel- und Kern- plattenstadien schon suchen muß, während frisch geteilte

Kerne sehr häufig sind, gab wohl Wille Grund zur Annahme einer Amitose bei Microspora. Ich glaube nun aber gezeigt zu haben, daß von einer Amitose unter normalen Verhältnissen bei Microspora nicht die Rede sein kann.

Frisch geteilte Kerne von Microspora findet man zu allen Tages- und Nachtzeiten. Spindel und Kernplattenstadien dagegen wird man mit dem meisten Erfolg früh am Morgen suchen. Die Ausbildung der Tochterkerne geht dann so langsam vor sich — im Gegensatz zur eigent- lichen Teilung — , daß der endgültige Ruhezustand erst nach Verlauf von etwa 15—20 Stunden erreicht ist. Die Kernteilung verläuft also, was den Ursprung der Chromosomen und die sonstigen charakteristischen Bilder betrifft, ganz wie bei höheren Pflanzen.

Die Zellteilung geschieht succedan. Der Bau der Zellwand ist schon lange bekannt durch die Untersuchungen von Bertold (86), Wille (87) und andrer. Bei Behandlung der Fäden von Microspora mit 20% Chromsäure kann man die Membran sehr schön in ihre einzelnen I förmigen Stücke zerlegen ; oder man läßt die ganze Zelle in Chloral-

42 Hermann von Neuenstein

hydrat oder Kalilauge aufquellen, um den Bau ihrer Membran sichtbar zu machen. Nach K. Meyer (13) wird die Struktur der Membran auch sehr schön sichtbar bei der Verschleimung der Membran anläßhch der Zoosporenbildung.

Die I förmigen Stücke berühren sich mit ihren Spitzen, greifen sogar ein wenig übereinander. Sie werden zusammengehalten durch ein sehr feines, aber äußerst widerstandsfähiges Häutchen, das auf ihrer Außenseite ununterbrochen über den ganzen Zellfaden verläuft. Es färbt sich nicht mit den gewöhnlichen Membranfarbstoffen, konnte aber auch bei vorsichtiger Behandlung der Zellen mit Schwefelsäure nicht als solches erhalten werden wie etwa eine Cuticula. Dagegen kann man es sichtbar machen, wenn man die Fäden mit Chromsäure behandelt. Durch die ent-

Textfig. 14.

Microspora amoena. Bau der Zellmenibran. (Nach Behandlung der Zelle mit 50% Chromsäure.)

stehenden Druckdifferenzen werden die Fäden in Stücke zerrissen. Nicht selten hängen dann zwei Spitzen der X Stücke einer Zelle zusammen eben an diesem feinen Häutchen auf ihrer Außenseite (Fig. 14). Auch im Leben tritt es bisweilen in Erscheinung als heUer Streifen auf der Außen- seite der Membran. Doch ist dort schwer zu sagen, ob es nicht eine op- tische Erscheinung ist.

Dieses Häutchen allein aber wäre nicht imstande, die Membranstücke zusammenzuhalten. Dazu dienen noch andre Membranteile, welche so den iStücken nach innen angelagert sind, daß ihre dickere, mittlere Partie unter den zugespitzten Enden der I Stücke liegt, K. Meyer (13) nennt diesen Membranteil »Zellulosecyhnder«. Da er bei der Zellteilung, wie wir gleich sehen werden, eine bedeutende Rolle spielt, gab ihm Wille den Namen »Verlängerungsschicht«. Bei Behandlung mit Chromsäure oder bei Druckveränderungen reißt die Membran an der Stelle, wo die älteren Stücke, die äußeren, übereinandergreifen. Das Auseinander- weichen geschieht sogar mit ziemlicher I^raft, sodaß man annehmen muß,

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 43

daß die inneren Membranteile einen großen Druck auf die äußeren aus- üben, d. h. nur passiv, indem sie selbst von dem Protoplasten angepreßt werden.

Diese Einlage auf der Innenseite der X Stücke, die «Verlängerungs- schicht«, ist es, welche die Zelle bei der Teilung durchs chnürt. Annähernd in ihi'er Mitte bildet sie (im Längsschnitt gesehen) einen zuerst sehr kleinen, zarten Zapfen nach innen, der natürlich in Wirklichkeit eine ringförmige

Textfig. 15.

Microspora amoena. Zellteilung. Bildung der Querwand von dem inneren Membranstück aus.

Leiste ist (Fig. 15). Diese Leiste dringt von allen Seiten als ganz dünnes Häutchen nach innen vor, schiebt sich zwischen die noch zusammenliegen- den Tochterkerne und schnürt die Zelle durch (Fig. 10, 11, 12, 15). Erst mit fortschreitender Entwicklung der Tochterkerne nimmt die Zellscheide- wand an Dicke zu. Das ist vielleicht der Grund, weshalb die Kerne so

Textfig. 16.

Microspora amoena.

lange zusammenbleiben. Auf Beziehungen zwischen Kern- und Zellwand- bildung wurde ja schon oft aufmerksam gemacht. Hier handelt es sich um eine sehr derbe Membran. Da scheinen mir diese Beziehungen be- sonders in die Augen zu springen.

Sobald die Zelle ganz durchschnürt ist, nimmt die Innenschicht der Membran (welche die Zellscheidewand gebildet hat) an Dicke zu und übt einen Druck aus auf das alte, äußere X förmige Stück der Membran. Durch diesen Druck reißen die beiden übereinandergreifenden Enden aus- einander — vermutlich dadurch, daß das äußere Schutzhäutchen springt

44: Hermann von Neuenstein

— und gleiten dann ganz allmählich auf der Rückseite des nunmehr neu gebildeten I förmigen Stückes auseinander. In dem Maße, wie die äußeren Teile auseinanderweichen, wd zwischen ihnen Kittsubstanz abgeschieden, welche das Ganze zusammenhält. Man kann diese Kittsubstanz sichtbar machen durch Färbung mit Kongorot in alkalischer Lösung. Die ältesten Membranteile (in der Fig. 16 ganz schwarz gehalten) färben sich nur schwach rosa. Etwas intensiver die neu gebildeten I Stücke (schraffiert). Das Zwischenband dagegen, das die auseinanderweichenden Membranstücke

Textfig. 17.

Textfig. 18. Textfig. 19.

Microspora amoena. Zellen im Begriff Zoosporen zu liilden. 2, 4 und 8 Kerne in einer centralen

Plasmaanhäufung.

zusammenhält, ist intensiver rot gefärbt. (In der Figur durch die beiden Begrenzungslinien angedeutet.) Seinem Verhalten auch andern Reagen- zien wie Chlorzinkjod und Schwefelsäure -|- Jod gegenüber, sowie wegen seiner LösUchkeit in Kupferoxydammoniak, könnte es aus Zellulose be- stehen. Die übrigen Membranteile waren mit obigen Reagenzien eben- falls ein wenig färbbar (Chlorzinkjod intensiv), zeigten aber eine bedeu- tende Resistenz gegenüber Kupferoxydammoniak.

Sehr merkwürdig waren einzelne Zellen, die mehr als einen Kern hatten. Ich sah solche mit 2, 4, sogar mit 8 Kernen. Wie ich aus der Schrift von K. Meyer (13) erfahre, handelt es sich hier um den Beginn der Zoosporenbildung. Die Zellen mit mehreren Kernen, die mir zu Gesicht kamen, stammten aus an Ort und Stelle fixiertem Material, an dem ich

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 45

natürlich den weiteren Verlauf der Zoosporenbildung nicht beobachten konnte.

Die Kerne liegen durchweg in der Mitte der Zelle, meist paarweise zusammen in einer dichten Plasmamasse, die aber keine Aufhängefäden erkennen läßt (Fig. 17, 18, 19). Solche mehrkernige Zellen finden sich stets in großer Anzahl in einem Faden. Die Zoosporenbildung geht auch hier von einem Punkte aus und pflanzt sich von dort über den ganzen Faden fort. K. Meyer (13) gibt Abliildungen von dem Verlauf der Zoo- sporenbildung und den Zoosporen selbst.

Zusammenfassung der eigenen Beobachtungen über Kernbau, Kern- und Zellteilung bei Microspora amoena.

Fassen wir kurz die Resultate unsrer Beobachtung zusammen, so können wir den Kern von Microspora amoena dem gleichnamigen Zell- organ höherer Pflanzen vollständig gleichstellen. Sein Chromatin ist in Form von gut sichtbaren Körnern auf das Netzwerk verteilt. Der Nu- cleolus ist stark färbbar und erreicht eine ziemliche Größe. Eine Mem- bran grenzt den Kern gegen das Cytoplasma ab. Die Längsrichtung des Kerns fällt mit der Querachse der Zelle zusammen. Ein Plasmaband, das nach allen Seiten hin durch Fäden mit der Zellwand oder dem Chro- matophor zusammenhängt, befestigt den Kern in der ZeUe. Der Kern erreicht eine ganz bedeutende Größe. Seine Masse nimmt ungefähr den 45. Teil des Zellvolumens ein.

Was die Teilung betrifft, können wir die Angabe von Wille (87) dahin berichtigen, daß die Kernteilung der Microspora unter normalen Verhältnissen nicht amitotisch verläuft, sondern auf indirektem Wege. Die Karyokinese selbst stimmt im wesentlichen mit dem Modus über- ein, den wir für die indirekte Kernteilung von höheren Pflanzen kennen. Allerdings gehen bei Microspora die Chromosomen nicht in Form von Fäden aus dem Nuclein des Netzwerks hervor, sondern die »Chromatin- körnchen« des Kerns verschmelzen direkt zu homogenen, polyedrischen Chromosomen. Diese (etwa 8—10 an Zahl) ziehen sich vor ihrer end- gültigen Ausbildung auf den Nucleolus zurück und geben bei der Wieder- herstellung der Tochterkerne anscheinend wieder Substanzen an den jungen Nucleolus ab.

Die Richtung der Teilungsfigur wechselt bei einzelnen Zellen ganz bedeutend. In den allermeisten Fällen liegt die Spindel annähernd in der Richtung einer Diagonale der Zelle. Dadurch wird uns auch die charak-

4:6 Hermann von Neuenstein

tcristische Lage frisch geteilter Kerne zu einander, wie sie Fig. 13 veran- schaulicht, verständUch.

Die beiden Tochterkerne hegen nach der Teilung noch lange cUcht beisammen. Sie weichen erst nach vollständiger Ausbildung der hier sehr derben Zellscheide\Yand auseinander. Die Zellscheidewand entsteht succedan von dem Membranteil aus, welcher zwischen je zwei I för- migen Stücken eingelagert ist.

Die einzelnen Stücke der Zellmembran werden durch ein sehr feines, ununterbrochen — nach Ai't einer Cuticula — über den ganzen Algen- faden verlaufendes Häutchen zusammengehalten.

Der bei der Zellteilung vorübergehend durch Sprengung des äußeren Häutchens gelöste Verband der einzelnen Membranstücke wird durch eine Kittsubstanz ersetzt, deren chemische Konstitution mir nicht genau bekannt ist.

Oedogonümi.

Wie bei Microspora sind auch die Kerne andrer Glieder der Ulo- thrichaceenreihe »normal« gebaut.

Da ist vor allem Oedogonium noch genauer erforscht, das ich mit Oltmanns an dieser Stelle besprechen möchte. (Lotsy reißt Oedogonium aus der Gruppe der Ulothrichaceen heraus und stellt es wegen des Wimperki-anzes der Schwämier ganz isoliert mit Derhesia zusammen als »Stephanocontae« ins System.)

Der Zellkern von Oedogonium liegt der Zellwand an und ist infolge- dessen manchmal einseitig abgeplattet. Er ist rings umgeben von Proto- plasma. In jüngeren Zellen ist er häufig verdeckt von einem großen Pp'e- noid. Seine Größe schwankt bei verschiedenen Species. Ich hatte Keim- Unge aus Zoosporen, deren Zellen durchs chnittUch 21 /.i lang und 12 /i breit waren, mit Kernen von 4,2 ^t Durchmesser, während die Kerne einer ausgewachsenen, sehr langzelhgen Form (141 /i lang, 24 /t breit) 10 i-i im Durchmesser hatten. Bei beiden war aber das Verhältnis von Zellvolumen

zu Kernvolumen annähernd gleich : Für die erste Form = 7^ , für che

d2

langzeUige ^ . Die Kerne sind also verhältnismäßig sehr groß. In jun- gen ZeUen nehmen sie oft die ganze Zellbreite ein.

Eine Kernmembran ist in den meisten Fällen sehr gut zu sehen. Das Gerüst des Kerns besteht aus distinkten Chromatinkörnchen, die bisweilen eine ganz beträchthche Größe erreichen. Sie weisen deutÜch und Verbindungsfäden untereinander auf. Bisweilen hatte ich den

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 47

Eindruck, als nähmen die Chromatinkörnchen eine konstante An- ordnung in Spiralen oder konzentrischen Ivreisen um den Nucleolus ein. Der Nucleolus ist hier nicht so groß wie hei Spirogyra. Im Mittel verhält sich die Kerngröße bei Spirogyra zur Nucleolusgröße wie 11 : 6, bei Oeäogoniimi: 12,6 : 4,4.

Nach Strasburger (80) verläuft auch die Teilung ganz wie bei hö- heren Pflanzen. Die Chromosomen entstehen aus den Chromatinkörnchen des Netzwerks, indem diese sich zu Fasern oder Stäbchen, den Chromo- somen zusammenlegen. Diese Fasern sehen nach van Wisselingh (08) wie perlschnurförmige Fäden aus, aus denen erst wieder die Chromosomen durch Verkürzung hervorgehen, van Wisselingh zählte deren 19. Die ungerade Zahl ist merkwürdig.

Die Spindel entsteht nach Strasburger aus dem Cytoplasma, wäh- rend MiTZKEWiTSCH (99) sich für einen intranuclearen Ursprung derselben ausspricht. Sie erreicht eine zienüiche Größe und zeigt scharf zugespitzte Pole. An ihr weichen die längsgespaltonen Chromosomen auseinander. Die ganze Teilungsfigur ist sehr in die Länge gezogen. Bei einigen Kern- teilungsstadien, die ich bei Oedogonium sah, hatten die Chromosomen — entsprechend der ganzen Teilungsfigur — in der Anaphase die Form von ziemlich langen Fäden, von denen die äußeren im Sinne der Tonnenform der Spindel gebogen waren. Sie hatten nicht alle dieselbe Länge, wie das auch van Wisselingh hervorhebt. Vielmehr ragten die Enden einzelner Chromosomenfäden weit nach der Mitte zu vor. Diese waren gewöhnUch auch am meisten gebogen. In der Telophase lösen sich nach Strasburger die Chromosomenstäbchen wieder in einzelne Körner auf und werden so zu den Chromatinkörnern des Netzwerks. Die Tochterkerne wachsen auf Kosten des zwischen ihnen angesammelten Protoplasmas. Ob sie auch die Spindelfasern, wie Strasburger meint, »verschlucken«, das bezweifelt van Wisselingh. Er hält eine Auflösung der Spindelfasern im Cytoplasma für walu-scheinUcher.

Klebahn (92) macht auf Unterschiede im Bau der Kerne von Sexualzellen aufmerksam. Die männlichen und weiblichen Kerne von Oedogonium sind verschieden an Clu-omatingehalt und Größe, und zwar sind die männlichen Kerne kleiner, im Verhältnis zur Zelle aber größer, als die weiblichen und haben bedeutend mehr Chromatin. Da- gegen fehlt ihnen der Nucleolus. Etwas ähnhches beschreibt auch Behrens (86) für die Gresclilechtskerne bei Fucus, Klebahn (99) für SpJiaeropIea usw.

Von dieser letzten Gruppe der Ulothrixi-eihe, den Ödogoniaceen, führt BulhocJiaete, eine durch die Art der geschlechthchen Fortpflanzung

48 Hermann von Neuenstein

(Zwergmämiclien) nahe Verwandte von Oedogonium durch Ausbildung von Haaren und Verzweigung über zu den Chätophoraceen, deren Be- sprechung wir uns nun zuwenden wollen.

2. Chätophoraceen Draparnaldia.

Leider ist auch hier nur wenig Cytologisches bekannt. Neben Coleo- chaete finde ich nur noch etwas über den Zellkern von Draparnaldia, und das ist weiter nichts, als eine Abbildung des Kerns in Josts Pflanzen- physiologie (08). Dort ist eine Z)ra2-)amß?flm-Stammzelle als Schema für eine pflanzliche Zelle abgebildet. Der Kern ist der Figur nach normal gebaut und hegt dem äquatorialen Chlorophyllband an.

Gelegenthch einer Fußwanderung durch den Taunus fand ich Dra- parnaldia in Mengen in überschatteten Waldbächen. Das Material wurde mit ungefähr 2% Chromsäure fixiert und in Heidelberg gefärbt. Meist liegt der Kern so in der Zelle, daß er dem Beschauer die schmale Seite zu- kehrt und noch von dem ringförmigen Chi'omatophorem'est der Stamm- zelle verdeckt wu'd. Er hegt also nicht in der Mitte der Zelle, sondern peripher im Protoplasma imd läßt eine deuthch körnige Struktur, eine Membran und einen Nucleolus erkennen. Er ist in keiner Weise von dem gewöhnlichen Bau eines pflanzhchen Zellkerns verschieden.

Den Kern in den mit Chlorophyll vollgepfropften Seitenzweigen sichtbar zu machen, war anfangs mit großen Schwierigkeiten verknüpft. Wohl bekam ich regelmäßig in den Zellen gefärbte Punkte, konnte aber nicht mit Bestimmtheit sagen, ob ich einen Kern oder etwa ein Pyrenoid vor mir hatte. Genau so bei Stigeoclonium. Ich wendete alle mögUchen Färbemethoden an, um den Kern in den Seitenzweigen von Draparnaldia sichtbar zu machen, blieb aber schließlich bei den Hämatoxyhnen. Waren die Pyrenoide schon älter und hatten Stärke gebildet, so konnte man sie gut von den Kernen unterscheiden, indem man den Stärkehof mit Chloral- jod blau färbte. Anders dagegen die jungen Pyrenoide. Durch Kochen der Zellen oder noch besser durch Zusatz von Chloralhydi'at (manchmal nach vorausgegangener Behandlung mit verdünntem Wasserstoffsuper- oxyd) verquoll der ganze Zelhnhalt, der Kern behielt seine Farbe in hö- herem Maße als die Pyrenoide und konnte dadurch sicher als solcher nach- gewiesen werden. Ich stellte fiü' ihn eine durchschnittÜche Größe von 2,5,« fest für eineZeHänge von 12,6,« und eine Breite von 9,« in den Seiten-

zweigcn.

Coleochaete. Diese Alge, die den Endpunkt der Chaetophorareihe bildet, hat liistori- sche Bedeutung. Allen (05) wies bei ilu- zum erstenmal eine nach der

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 49

Befruchtung einsetzende Reduktionsteilung nach. Oltmanns hatte noch 1898 nach Richtungskörpern bei der Öffnung des unbefruchteten Oogons gesucht.

Nach Oltmanns scheint der ruhende Kern keine Besonderheiten gegenüber dem der höheren Pflanzen aufzuweisen. Oltmanns beobachtete die Verschmelzung der Geschlechtskerne. Allen (05) verfolgte die auf die Verschmelzung einsetzende Teilung.

In Form von abwechselnd stärker und schwächer färbbaren Fäden gehen die Chromosomen aus den Chromatinkörnern des Netzwerks hervor. Schon sehr frühzeitig legen sich je zwei dieser Fäden zusammen und ver- schmelzen, zuerst an ihren Enden. Das ist die eigentliche Reduktion der Chromosomen. Die Fäden bilden eine typische Synapsis und zerfallen bald darauf in kurze Stäbchen oder Körner, die Chromosomen. In der nun folgenden Prophase werden die paarweise zusammenliegenden Chro- mosomen auch noch längs gespalten. Dadurch sehen sie wie viergeteilt aus. Sie verteilen sich über den ganzen Kernraum. Wir haben das Sta- dium der Diakinese. Allen zählte 32 Chromosomen. Diese werden kurz, dick und homogen und bilden die Kernplatte. Gleichzeitig wird die Spindel sichtbar, die nach Allen aus Kernsubstanz besteht und nicht aus Cytoplasma. Die Membran ist auf diesem Stadium nicht mehr zu sehen. Das Kernkörperchen tritt erst in der Telophase wieder auf.

Auf diese Teilung folgt sofort eine zweite, bei der die Chromosomen länger und schmäler sind als bei der ersten. Allen betrachtet mit Recht die erste Teilung als die heterotypische, die zweite als die homöotypische.

Coleochaete hat also bei der Befruchtung und Keimung noch ganz den Charakter von niederen, haploiden Pflanzen. Ein diploider Kern ist nur während der Ruhe, während des Zygotenzustandes vorhanden.

An die Resultate von Allen knüpft Lotsy (07) noch einige Bemer- kungen. Er gibt die ALLENschen Befunde an Coleochaete scutata mit aller Vorsicht wieder, und zwar deswegen, weil Oltmanns für Coleochaete pul- vinata eine nach der ersten Kernteilung einsetzende Querteilung des gan- -zen ZeUinhaltes beschi'ieb, der dann eine völlig unabhängige Weiter- entwicklung der beiden Hälften — jede bildet vier Zellen (Zoosporen) — folgt. Daraus glau})t Lotsy schheßen zu müssen, daß die erste Teilung bei Coleochaete pulvinata eine homöotypische ist und die Re- duktion erst in der zweiten Teilung einsetzt. Es wäre ja schon denkbar, daß die zwei Species sich verschieden verhalten. Ohne Zweifel steht auch Coleochaete pulvinata durch Ausbildung von farblosen Spermatozoiden auf einer höheren Entwicklungsstufe als Coleochaete scutata. Da man sich immer wieder bemüht, an Coleochaete die höheren diploiden Pflanzen

Arcliiv f. Zellforsctung. XIU. 4

50 Hermann von Neuenstein

anzuschließen, wäre es sehr erwünscht, wenn man wenigstens bei einem Vertreter der Coleochäten eine diploide Generation fände, die etwas länger bestünde, als nur im Kuhestadium.

3. Allgemeines.

Zusammenfassend kann man für die Familie der Ulothrichales, wie sie Oltmanns aufstellt, konstatieren, daß ihr Kern in morphologischer Hinsicht völlig dem der höheren Pflanzen gleichsteht. Darin sind sich alle Forscher einig. Wir hätten es hier mit einer auch in cytologischer Hinsicht hoch entwickelten Algenfamihe zu tun, sodaß der Schluß berech- tigt erscheint, von ihnen die höheren Pflanzen abzuleiten. Der Sprung vom haploiden zum diploiden Charakter der Kerne in vegetativen Zellen wäre allerdings sehr* groß. Darauf nuiß aber viel Wert gelegt werden. Vertreter aus dieser Algengruppe mit diploiden Kernen oder solche mit nur einigermaßen ausgeprägtem Generationswechsel sind uns aber nicht bekannt. Somit bleibt nach wie vor die Ableitung der höheren Pflanzen von den Ulothrichales, speziell dun Coleochätaceen eine nur schwach gestützte Hypothese.

VI. Siphonociadiales.

Die bisher behandelten Familien der Grünalgen zeigten makrosko- pisch noch keinen ausgeprägten Habitus. W^ohl aber läßt sich miki'osko- pisch eine fortschreitende Entwicklung erkennen in dem Sinne, wie wir die Algen hier besprochen haben. Dagegen finden wh bei den Siphono- ciadiales bereits Formen, die auch makroskopisch schon wohl charak- terisiert sind. Man kann sie gleichsam als Übergang der bisher bespro- chenen «cellulären« Algen zu den »nicht cellulären«, den Siphonales^ betrachten.

Diesen Übergang vermittelt die Vielkernigkeit. Wir haben es hier mit Organismen zu tun, welche zahheiche Kerne in jeder Zelle aufweisen und dadurch eine ziemhch einheitliche Gruppe bilden, wenn auch sonst Vielkernigkeit ganz und gar nicht für verwandtschaftUche Beziehungen spricht. Ich habe dafür schon bei den Heteroconten Beispiele angeführt und möchte im Anschluß an die Ulothrichales hier erwähnen, daß auch bei Chi'oolepideen zwei und mehr Kerne beobachtet werden, die aller- dings in Zellen auftreten, welche in der Jugend einkernig waren.

CladopJiom. Einer der wenigen Vertreter der Siphonocladiaceen im süßen Wasser ist CladopJiora. Im Neckar bei Heidelberg kommt allenthalben eine auf

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 51

Steinen nahe der Oberfläche festgewachsene, wenig verzweigte Clado- phora vor, welche im Habitus der Cladophora fracta sehr ähnlich ist. Da- neben tritt im Frühjahr hauptsächlich die CladopJiora glomerata in großen Mengen auf.

Trotz der dicken Zelhnembran nehmen die Cladophoren ungemein begierig Farbstoffe auf, namentlich nach voraufgegangener Fixierung mit Chromsäure. Sie geben aber mit derselben Leichtigkeit den Farbstoff auch wieder ab. Hier erwies sich die HEiDENHAiNsche Hämatoxylin- färbung nicht als die zweckmäßigste. Dagegen ist das DELAFiELDSche Hämatoxylin (nur i/2Stündige Einwirkung!) ein geradezu ideales Kern- färbemittel für Cladophora. Die sonst so störenden zahlreichen Pyre- noide traten hierbei kaum in Erscheinung. Sie zeigten vielleicht eine schmutzig grüngelbe Farbe — bei richtiger Differenzierung — während die Kerne schön blauviolett gefärbt waren. Die Zellmembran war bis- w^eilen violett angehaucht. Doch störte diese Farbe im Kanadabalsam nicht mehr.

Das Netzwerk des Kerns ist nach der DELAFiELDSchen Färbung mit seltener Schärfe zu sehen. Es werden in ihm gleichmäßig große Körner wahrnehmbar, die scharf umschrieben sind und deutliche Querverbin- dungen aufweisen. Oft sah es aus, als lägen die Chromatinkörner in spi- raliger oder konzentrischer Anordnung um den stark gefärbten Nucleo- lus. Letzterer erreichte relativ lange nicht die Größe, wie der Nucleolus von Spirogyra. Die Kernmembran tritt nicht besonders scharf hervor, wird aber gut sichtbar bei Behandlung der gefärl^ten Kerne mit Chloral- hydrat.

Die Anzahl der Kerne in einer Zelle variiert natürlich mit der Größe der Zelle. Die von mir gemessenen Zellen der wenig verzweigten Clado- pJiora waren im Mittel 267 /t lang und 49 /< breit. Auf eine Zelle kamen im Durchschnitt 20 Kerne. Ein Kern ist ungefähr 7,7 /< groß und nimmt etwa den 2150. Teil des Zellvolumens ein, die ganze Kernmasse also den 106. Teil. Selbstverständhch sind solche Zahlen mit Vorsicht aufzunehmen. Bleibt beim Messen der kleinen Kerne dem persönlichen Augenmaß schon sehr viel überlassen, so multipliziert sich ein etwa gemachter Fehler bei der langen Rechnerei noch.

Immerhin ist es interessant, einmal solche Verhältniszahlen auf- zustellen und sie mit denen von einkernigen Zellen zu vergleichen. Dazu muß aber eine Menge Vergleichsmaterial vorliegen und solches mangelt mir, insonderheit von den polyenergidsn Algen. Was ich an Messungen

(ZV

vorgenommen habe, will ich hier tabellarisch wiedergeben. 1 =-^ bedeutet

4

*

52 Hermann von Neuenstein

das Verhältnis von Zellvolumen zu Kernvolumen; ersteres nach der

4 \

Formel 7jY = Ttr^h, letzteres nach A' F = ^^rr^ berechnet.)

ZV KV

Spirogyra (lange Zellen mit schmalem Kern) .... 1/726 » (breite, kurze Zellen mit rundem Kern) . . 1/35

» (mittlere Zellgröße, breit hnsenförmiger Kern) 1/83

Zygnema 1/211

Oedogonium 1/65

Microsjjom 1/45

Cladopliora 1/106

Die Masse der zahh*eichen Kerne von Cladophora ist also auch nicht größer als die Kernmasse eines einzigen Kerns in den Zellen monoenergider Algen.

Mir scheint, als stünde die Kerngröße mit der Dicke der Zellmembran in einem proportionalen Verhältnis. Die langzelligen Spirogyi'en haben eine sehr zarte Membran und wenig Kernmasse. Je breiter die Zelle, desto dicker ist die Membran, desto größer die Kernmasse. Microspora mit ihrer eigenartigen, derben Membran, hat einen Riesenkern, während Zygnema, der Zartheit des Objektes (der Membran) entsprechend, nur wenig Kernmasse aufweist. Cladophora hat eine sehr derbe Membran, im Verhältnis zu den andern aber wenig Kernmasse. Das kommt daher, daß hier nicht ein einziger Kern die Energie für die ganze Zelbiiemljran zu liefern hat (vgl. Gekassimoff, Klebs [87]), wobei natürUch die Kern- masse in irgend einem Verhältnisse zur Entfernung von der Wand der hier ziemlich großen Zelle zunehmen müßte, sondern daß viele kleine Kerne über die ganze Zelle verteilt sind und jedem nur ein kleiner Bezirk der Membranbildung zufällt. Dabei ist natüriich vorausgesetzt, daß der Kern wirklich an der Membranbildung beteiUgt ist. Klebs (87) führt diesen Nachweis gerade für eine Alge, nänüich für Zygnema, Gerassimoff in verschiedenen Arbeiten für Spirogyra.

Die Kernteilung verläuft bei Cladopliora und überhaupt bei allen Siphonocladiaceen in sehr bezeichnender Weise und völüg unabhängig von der Teilung der Zelle. Bildung der Chromosomen aus dem Chronia- tin des Netzwerks — Nemec(IO) zählte mehr als 30 Chromosomen — , ihi'e Teilung und die Wiederherstellung der Tochterkerne stimmt mit dem übereiii, was w von höheren Pflanzen wissen. Dasselbe gilt auch für die Kernspindel.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 53

Dagegen. spielt hier der Nucleolus eine eigenartige Rolle. Stkas- BURGER (80) hatte bereits einen Verbindungsfaden zwischen den ausein- anderweichenden Kernhälften beobachtet. Er faßte ihn als das Ver- schmelzungsprodukt von Fasern auf, die zwischen den beiden Kernhälften ausgespannt waren. Nemec (10) wies aber nach, daß dieses Verbin- dungsstück nichts andres ist, als der Nucleolus, der sich in der Mitte eingeschnürt hat. Die Durchschnürung wird anfangs nicht vollständig durchgefiüirt. Zwischen den beiden mit den Chromosomen auseinander- weichenden Hälften des Nucleolus bleibt vielmehr ein Verbindungsfaden übrig. Die ganze Teilungsfigur wird dadurch hantelförmig.

Neben diesem Nucleolus sind aber noch andi'e Nucleolen da, welche sich bei der Teilung auflösen und später neu gebildet werden. Das sind die richtigen Nucleolen. Nemec nennt sie Nebennucleolen im Gegensatz zu dem sich teilenden Hauptnucleolus. Beide stehen nicht in genetischem Zusammenhang miteinander.

Den Hauptnucleolus könnte man ebensogut wie Jollos bei Gym- nodinium als Karyosom auffassen, da er sich selbständig teilt. Richtiger ist jedoch ein Vergleich mit dem «NucleolocentrosonKc, das Blochmann und Keuten (95) für Euglena beschrieben. Da aber bei Cladophora eine regelrechte Kernspindel angelegt wird, die bei Euglena fehlt, läßt sich da- rüber streiten, ob man dem Hauptnucleolus von Cladophora denselben kinetischen Einfluß auf die Kernteilung zusclireiben kann, wie dem »Nu- cleolocentrosom« bei Euglena.

Dieses Verbindungsstück zwischen den auseinanderweichenden Kern- plattenhälften w^urde übrigens schon sehr früh auch bei andern Siphono- cladiaceen beobachtet. Schmitz beschreibt es bereits 1879 für Valonia. Fairchild (94) beschäftigte sich dann näher mit der Kernteilung von Valonia. Er kommt zu dem überraschenden Resultat, daß bei der Tei- lung die Kernmembran nicht aufgelöst wird, sondern daß sie es ist, welche die Verbindung herstellt zwischen den sich trennenden Kernhälften. Außer- dem beobachtete Fairchild an den Polen der Spindel, außerhalb der Kernmembran, stark färbbare, lichtbrechende Punkte. Um sie war das Cytoplasma in radiären Streifen angeordnet. Er faßt die Punkte als Centro- somen mit Plasmastrahlung auf. An ruhenden Kernen war davon nichts zu sehen. Die Centrosomen traten nur während der Kernteilung in Er- scheinung.

Mehr wissen wir nicht von Kernen nicht oogamer Siphonocladiaceen. Ich könnte höchstens erwähnen, daß Schmitz (80) und Golenkin (99) zahheiche Kerne in den Zellen von Aceiabularia sahen, Berthold (80) dasselbe bei Dasycladus.

54 Hermann von Neuenstein

Spliaeroplea.

Etwas älteren Datums sind auch die Berichte über Kerne der Sphaero- pleaceae, der einzigen oogamen Familie der Siphonocladiales.

Fkesenius (51), Schmitz (82), Heinricher (83), Eauw^enhoff (88) beobachteten zahh'eiche Kerne in der Zelle der Sphaeroplea annulina. Heinricher zählte deren 40 in einer Zelle, je zwei in einem Plasmaring. Die Geschlechtsorgane sind dagegen einkernig. Eauwenhoff denkt sich den Eikern entstanden durch Verschmelzung von mehreren der vielen Kerne. Die Kerne der Spermatozoiden, so beschreibt es Klebahn (99), sind infolge der vielen aufeinanderfolgenden Teilungen sehr klein und chromatinarm geworden. 1 u ist die Durchschnittsgröße für sie. Aus der durch die Befruchtung gebildeten Zygote entstehen nach Heinricher (83) vier Keimlinge, welche vermutlich durch eine heterotypische und eine homöotypische Teilung gebildet werden. Beobachtet wurde aber die Keduktionsteilung bis heute noch nicht.

Über den eigenthchen Bau der Kerne von Sphaeroplea berichtet Klebahn (99). Die sehr kleinen, 3,5—4,5 /t langen und 2—3 /i breiten Kerne haben eine Membran und ein Netzw^erk mit Chromatinkörnchen, aus denen bei der Teilung die Chromosomen hervorgehen, während der Nucleolus nur in der Ruhe zu sehen ist. Die Kernteilung verfolgte Kle- bahn aber nicht weiter. Er nahm nur von den Stadien Notiz, die ihm gerade zu Gesicht kamen und die führten ihn zu der Überzeugung, daß die Teilung bei Sphaeroplea genau so verläuft, wie bei höheren Pflanzen.

Dagegen beschreibt Golenkin (99) für Sphaeroplea und auch andi'e Siphonocladiaceen Karyosomkerne. Nach ihm zerfällt der Nucleolus in die Chromosomen, während die Kernspindel aus Nucleussubstanz ent- steht. Bei der Bildung der Tochterkerne verklumpen die Chromosomen zu dem Nucleolus. Doch unterbleibt dieser Prozeß nach Verlauf einer Anzahl von Teilungen. Die Chromosomen finden sich dann unverändert in den Tochterkernen wieder. Bei derartigen Kernen konnte aber Go- lenkin auch nie mehr Teilungsbilder sehen und schheßt deshalb, daß sich diese Kerne durch die vielen Teilungen erschöpften und schÜeßÜch nicht melir für richtige Mitosen ausreichten. Solche Kerne teilten sich nur noch amitotisch. Amitosen waren auch früher schon für Valonia und anche Siphonocladiaceen beschrieben und in demselben Sinne wie von Golenkin als senile Erscheinungen gedeutet worden.

Was Sphaeroplea anbetrifft, so stehen wir wieder vor demselben Rätsel me bei Spirogyra. Die Untersuchung von Golenkin scheint recht sorgfältig zu sein. Anch-erseits ist aber auch Klebahn als guter

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 55

Beobachter bekannt. Klebahn hat jedoch die Kernteilung von Sphaero- plea nur nebenbei beschrieben, während Golenkin sie genau verfolgte. Wenn also die Angaben von Golenkin sich bewahrheiteten, so würde Sphaeroplea im Kreise ihrer Verwandten eine ähnliche Ausnahmestellung einnehmen, wie Spirogyra unter den Konjugaten.

Allgemeines.

Oltmanns sucht die Siphonocladiales aus dem Ulotlirichales abzu- leiten. Die Vorgänge bei der Kernteilung der Siphonocladiales wäre dann aber als Rückbildung aufzufassen gegenüber dem ganz normalen Verlauf der Karyokinese bei den Ulothrichales.

Ich greife als charakteristischen Vertreter der Siphonocladiales Cla- dophora heraus. Diese Alge ist noch am besten cytologisch untersucht.

Wir erinnern uns der sonderbaren Rolle des Nucleolus, der sich selb- ständig teilt und seine Hälften den Tochterkernen einverleibt. Der ]\"u- cleolus spielt also eine wichtige Rolle bei der Teilung. Vielleicht könnte man ihm, analog dem, was wir durch Kjeuten von Euglena wissen, in Zu- sammenhang bringen mit dem Auseinanderweichen der Chromosomen. Der Hauptnucleolus, der wälu'end der Spirembildung exzentrisch gelagert war, rückt nach erfolgter Längsspaltung der Chromosomen in die Mitte der Teilungsfigur. Mit seinen polaren Enden berührt der bereits einge- schnürte Nucleolus die beiden auseinanderweichenden Chromosomen- hälften. Es wäre nicht ausgeschlossen, daß der Nucleolus eigentlich die bewegende Kraft der Chromosomen ist. Die Chromosomen würden dann nur passiv den Spindelfasern entlang bewegt. Vielleicht haben wir hier ein Übergangsstadium vor uns, das die Rückbildung eines »normalen« Kerns zu einem Karyosomkern veranschaulicht. Der sich teilende Hauptnucleolus schiebt die Chromosomen vor sich her. Es ist leicht denk- bar, daß die Chromosomen dabei mit dem vordringenden Nucleolus in Berührung kommen und sich nicht mehr von ihm zu trennen vermögen. Auf diese Weise würde der Ursprung der Chromosomen in den Nucle- olus verlegt, der »normale« Kern reduziert zu einem Karyosomkern.

Sphaeroplea hat dann, wenn die Befunde von Golenkin sich be- stätigen, einen solchen Karyosomkern. Sie aber auf Grund des gleichen Kernbaues mit Spirogyra zusammenzubringen, ist selbstverständlich aus- geschlossen. Sphaeroplea ist in bezug auf ihre Sexualität so weit vor- geschritten, daß Spirogyra ihr gegenüber als »nieder« bezeichnet werden muß.

Die Untersuchungen lassen für die Siphonocladiales viel zu wünschen übrig, so daß man noch kein abschheßendes Urteil geben kann, zumal

56 Hermann von A^euenstein

gerade neuere Forschungen fehlen. Jedenfalls haL^n die Siphonocladiales (von Sphaeroplea abgesehen) einen von dem gewöhnlichen Schema etwas abweichenden Modus der Kernteilung, charakterisiert durch die Persi- stenz und die Teilimg des Kucleolus. Der ruhende Kern zeigt dagegen nichts Besonderes.

Die Übereinstimmung im Verlauf der Kernteilung rechtfertigt den Anschluß von VaJonia an die SiphonoclacUales.

VII. Siphonaies.

Die Zahl der Kerne bei den Siphonales ist bekanntUch bedeutend größer als bei den Siphonocladiales. Wir haben hier auch Pflanzen, die nicht mehr in einzelne Zellen gegliedert sind, sondern monocelluläre, polyenergide Algen. Sonst zeigen aber die Kerne der Siphonocladiales und Siphonales sowohl in der Ruhe als auch während der Teilung keine nennenswerten Unterschiede.

Eine Menge älterer Autoren hat die Vielkernigkeit der Siphoneen nachgewiesen und zum Teil die Teilung der Kerne verfolgt. Vor allen Dingen Beethold (80), dann Schmitz (79) und Golenkin (99).

Vaucheria.

1911 erschien eine Arbeit von Kurssanow über die Zellkerne von Vaucheria. Das ist die einzige ausfülu-hche Untersuchung über Bau und Teilung von Siphoneenkernen. An sie will ich mich hier ausschließlich halten.

Die Kerne der Siphoneen sind außerordentlich klein. Das erschwert ihr Studium. Schon in der Ruhe fielen Kurssanow an dem Kern von Vaucheria eine Menge Fäden auf, welche das Kernkörperchen gleichsam im Kern befestigten. Durch den Zug dieser Fäden wird der Nucleolus oft eckig. Ein regelrechtes Kerngerüst sah Kurssanow nur bei den grö- ßeren Kernen von Vaucheria uncinata und terrestris. Die Kerne der an- dern von ihm untersuchten Formen, deren Größe kaum über 3 jli hinaus- ging, sahen meist körnig aus.

Schon bei den Siphonocladiales war die Kernteilung unabhängig von der Zellteilung. Hier kann die Kernteilung so ziemlich überall im Thallus stattfinden, mit Ausnahme natürlich an den ältesten Teilen. Gewöhnhch tritt sie in einiger Entfernung vom Vegetationspunkt auf und verbreitet sich von da aus wellenförmig weiter.

Vor der Teilung nimmt der Kern bedeutend an Größe zu und lockert sich auf. Sein Gerüst wird gröber, die Maschen des Netzes deuthcher,

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung fiu- ilu-e Systematik. 57

die radialen Fäden zum Nucleolus verschwinden. Das Chromatingerüst bildet einen Knäuel, der Nucleolus wird unsichtbar. Er hat aber mit der Chromosomenbildung nichts zu tun. Die Chromosomen entstehen vielmehr — 10 an Zahl — aus dem luiäuel, den das Netzwerk bildete und haben Stäbchenform. Die Kernmembran löst sich erst auf, wenn die Spindel bereits angelegt ist. Nach ihrer Teilung in der Äquatorialebene rücken die Chromosomen in ringförmiger Anordnung auseinander. Diese ring- oder sternförmige Gruppierung der Chromosomen kennzeichnet alle Tochterkerne. Wie bei den Siphonocladiales sind die Tochterkerne noch lange durch Verbindungsfäden verbunden. Allerdings scheinen diese Verbindungsfäden hier nichts zu tun zu haben mit dem Nucleolus. Denn nach Kurssanow verschwindet der Nucleolus während der Teilung. Die Chromosomen geben im weiteren Verlauf der Teilung ihre ringförmige Anordnung auf und wandern in Form von Stäbchen der Peripherie zu. Dort liilden sie Anastomosen untereinander und stellen so den netzför- migen Zustand des ruhenden Kerns wieder her.

Viel umstritten ist das Verhalten der Kerne bei der Oogonbildung. So viel hatten bereits die ersten Forscher (Schmitz [79] und Behrens [90]) gesehen, daß im fertigen Oogon nur ein Kern vorhanden ist, während vorher noch zahlreiche Kerne da waren. Schmitz und Behrens ver- muteten daher, daß dieser eine Kern ein Verschmelzungsprodukt von vielen darstelle.

Dem gegenüber beschreibt OLT:vrANNS (95) ein Auswandern der überflüssigen Kerne aus dem Oogon in den Tragfaden zurück.

Davis (04) will aber auch der OLTMANNSschen Auffassung das Urteil sprechen. Er beobachtete weder ein Verschmelzen von Kernen, noch ein Auswandern aus dem reifenden Oogonium. Wohl aber hielt er es für wahrscheinUch, daß auch bei VaiicJuria sich alle Kerne auflösen bis auf einen, der dann zum Eikern wird, analog dem Verhalten ver- wandter Pilze wie Saprolegnia oder einiger Peronosporales. Die Auf- lösung soll nach ihm so vonstatten gehen, daß zuerst die Kernwand schwin- det, nachher das Kernplasma. Der Nucleolus hält sich am längsten. Schheßhch liegen an der Peripherie des Oogons noch eine Menge von Chromatinkörnern, die letzten Reste der verschwindenden Kerne.

Dagegen brachte aber Heidinger (08), ein Schüler von Oltmanns, in einer sorgfältigen und klaren Arbeit den Beweis, daß von einer Degeneration der überflüssigen Zellkerne bei der Entwicklung des Oogons von VaucJieria nicht die Rede sein kann. Die dunklen Punkte an der Peripherie des Oogons, die Davis für degenerierende Zellkerne hielt, sind weiter nichts als Körnchen, welche nicht nur im reifenden, sondern auch

58 Hermann von Neuenstein

im ganz jungen Oogonium ebenso gut vorkommen w-ie überall im Trag- faden. Sie haben allerdings nicht dieselbe Färbbarkeit wie die Kerne und konnten erst bei Überfärbung nach vorausgegangener intensiver Beizung deutlich sichtbar gemacht werden, Sie hatten bereits vor Davis Anlaß gegeben zu der Fabel von »Richtungskörpern«.

Entgegen Davis konnte Heidinger die Beobachtungen von Olt- MANKS in vollem Umfang bestätigen. Das passive Auswandern der Kerne verfolgte Heidinger nicht nur an fixiertem Material, sondern er sah auch im Leben die Tätigkeit des »Wanderplasmas«. Dieses »Wanderplasma« nimmt die überzähligen Kerne, die sich auf der Eückenseite des Oogons ansammeln, mit sich und befördert sie in den Oogonstiel, wo sie auch nach der Abgrenzung des Oogons durch eine Membran zu sehen sind. An dem Oogonkern geht die Tätigkeit des Wanderplasmas spurlos vorüber. Er zeichnet sich bereits in frühem Entwicklungszustand durch seine Größe aus, liegt an der Spitze des Oogons und ist wahrscheinlich durch beson- dere Fäden mit der Peripherie des Oogons unbeweglich verbunden. Er liegt außerdem in einer dichten Plasmamasse, die ebenfalls dazu beiträgt, ihn vor dem Mitgerissenwerden durch die Plasmaströmung zu retten.

Der Eikern weist in jugendüchem Zustand einen großen Isucleolus auf, dagegen ein nur wenig differenziertes Netzwerk. Mit fortschreiten- der Entwicklung gewinnt aber das Netzwerk dem verblassenden Nucleolus gegenüber an DeutUchkeit in der Ausbildung. Die von einem Pol des Eikerns ausgehende Plasmastrahlung deutet Heidinger als die Wirkung eines Centrosoms,

Eine Reduktionsteilimg wurde flu* Vaucheria noch nicht beschiieben. Vermutlich findet sie bei der Keimung statt.

Allgemeines, Im Ruhezustand zeigt der Kern der Siphonales nichts Besonderes. Ob die durch die Aufhängefäden bedingte eckige Form überall zu finden ist oder nur bei Vaucheria, ist nicht bekannt. Auch die Kernteilung verläuft im großen und ganzen nach dem übhchen Modus. Nur ist hier wieder dasselbe Verbindungsstück zwischen den auseinanderweichenden Chro- mosomcnhälften, das wir bei den Siphonocladiales schon besprachen. Nach der Ai-beit von Kurssanow scheint es hier aber nichts mit dem Nu- cleolus zu tun zu haben, sondern scheint seine Entstehung der Verschmel- zung von Verbindungsfasern, die z\Nischen den beiden Tochterkernen zurückblieben, zu verdanken. Jedenfalls sind uns solche Teilungsbilder von Kernen unter den Algen nur aus diesen beiden FamiUen bekannt. Daher kann man die hanteiförmige Gestalt der Kernteilungsfigur neben

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 59

der Vielkernigkeit als ein Charakteristikum der Siphonales und Siphono- cladiales bezeichnen. Gleichzeitig rechtfertigt das gleiche Verhalten der Kerne den Zusammenschluß dieser beiden Gruppen im Sinne einer Ver- wandtschaft (Oltmanns [05] II, S. 15).

VIII. Charales.

Damit verlassen wir die eigenthchen Grünalgen und wollen noch einen Augenblick bei einer andern Pflanzenfamilie verweilen, die man im guten alten Sinne von »Algen« an dieser Stelle zu nennen pflegt, bei den Characeen.

Nur ganz wenige Forscher haben die Cytologie der Characeen einiger- maßen erschöpfend behandelt. Man muß, um ein Gesamtbild von den Kernen dieser Familie zu bekommen, die Beobachtungen der einzelnen Forscher kombinieren.

Der Characeenkern ist nach Johow (81) scharf gegen das Plasma durch eine Membran abgegrenzt. Nur an älteren Kernen vermißte Johow die Membran. Das Netzwerk des Kerns besteht, wie das besonders Stras- BURGER (07) hervorhebt, nicht etwa aus Waben, sondern aus Fäden. In den Knotenpunkten dieser Fäden liegt das Chromatin in Form von unregelmäßigen Körnern und Ivlümpchen. Sind diese Körner sehr fein, dann kann der Kern gelegentlich ganz homogen aussehen (Belajeff [94]). Jeder Kern besitzt mindestens einen Nucleolus. Dieser pflegt bei den weiblichen Geschlechtskernen (Debski [98], Goetz [99]) vacuolig zu sein.

Die Kernteilung verläuft nach dem gewöhnlichen Muster. Die Chro- mosomen gehen aus einem Spiremfaden hervor und sind zur Zeit ihrer typischen Ausbildung homogen. Sie werden längsgespalten. Die Kern- spindel ist bipolar oder multipolar, je nach der Gestalt der Zelle. Diese bedingt auch die Richtung der Teiiungsfigur in der Zelle. Da der Nu- cleolus während der Teilung in Form von Bläschen aus dem Kern aus- gestoßen wird und Debski (97) das Vorch'ingen der Spindel von zwei solchen polaren Bläschen aus beobachtete, vermutet er einen genetischen Zusammenhang der Spindel mit dem Nucleolus.

Die Zahl der Chromosomen ist natürlich für die ganze Familie nicht in einer Pauschalsumme anzugeben. Debski (97) zählte bei Cliara fragilis 24, Goetz (99) dagegen nur 16—18, Auch Strasburger (07) zählte 18 bei Chara fragilis und bei Chara crinita. Nitella syncarjM dagegen hat nur 12.

Die von Debski beschriebenen polaren Ansammlungen, aus denen die Spindelfasern hervorgehen, haben, vdc er ausdi'ückhch betont, mit

60 Hermann von Neuenstein

Centrosomen nichts zu tun. Solche wurden aber für Characeen des öfteren beschrieben. Schottländer (92) spricht von Attraktionssphären mit je zwei centrosomartigen Körnchen. Kaiser (96) sah an den Spindelpolen Centrosomen in Form von kleinen, nur wenig mehr als die Mikrosomen färbbaren Körnchen. Je zwei liegen beisammen und sind umgeben von einem hellen Hof. Während der Teilung soll eine deutliche Plasmastrah- lung vorhanden sein. Debski konnte aber nichts von solcher Plasma- strahlung sehen. Die Körnchen, die Kaiser als Centrosomen anspricht, sind auch sonst überall mit demselben hellen Hof im Plasma zu finden und dürften nichts zu tun haben mit Centrosomen. Die wirkliche Exi- stenz von Centrosomen bei Characeen harrt also noch der Bestätigung.

In älteren Zellen der Characeen, hauptsächlich solchen, die sich nicht mehr weiter teilen, z. B. die Liternodialzellen und Hüllschläuche der Eizellen, finden keine Karyokinesen mehr statt, sondern nur noch Ami- tosen. Diese Amitosen erregten schon lange das besondre Interesse der Forscher und wurden bereits von Schmitz (79) beschrieben.

Bei der Amitose oder Fragmentation spielt nach den übereinstim- menden Resultaten der Forscher der Nucleolus eine hervorragende Rolle. Er streckt sich in die Länge, wird nacheinander sichel-, ring- und schrauben- förmig und zerfällt schließlich ganz in einzelne Körner, die anfangs noch miteinander verbunden sind, nachher aber vollständig den Zusammen- hang verlieren. Der Kern hat sich währenddessen auch in die Länge ge- streckt, ist würfelförmig geworden und beginnt dann einzelne Lappen abzuteilen. Diese Lappen nehmen von den Zerfallsprodukten des Nu- cleolus in sich auf und bilden mit ihnen zusammen neue Kerne in der alten Zelle. Bisweilen findet eine neue Teilung statt, bevor die eben sich abschnürenden Fragmente selbständig geworden sind. Auf diese Weise kommen die wunderbarsten Formen von Zellkernen zustande.

Die Kernmembran bleibt bei der Amitose unangetastet. Sie wird nur durchgeschnürt. Johow (81) beobachtete oft eine äquatoriale An- ordnung der aus dem Nucleolus bei der Amitose hervorgegangenen Körn- chen und deutete solche Bilder als Übergänge zwischen Mitosen und Ami- tosen, Doch konnte bald darauf Zacharias (85) mikrochemisch nach- weisen, daß im Nucleolus von Chara absolut kein Nuclein enthalten ist, daß also diese Körnchen mit Chromosomen auch nicht entfernt etwas zu tun haben können. Aber auch andre Gelehrte, so vor allem Debski (98), der sich am ausführlichsten mit Characeenkernen beschäftigte, teilen die Ansicht von Zacharias.

Da die Amitosen immer nur in solchen Zellen auftreten, die ihre Tei- lungsfähigkeit verloren haben, so lag es am nächsten, die Fragmentation

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 61

als clie Äußerung einer Degeneration des Zelllierns, als eine senile Erschei- nung zu betrachten. Nun muß man aber bedenken, daß die Internodial- zellen der Characeen, die sich nicht mehr teilen, noch ganz beträchthch in die Länge wachsen, oft ums tausendfache ihrer ursprünglichen Größe (Debski [94]). Das gab Strasburger (07) Anlaß, die Amitosen anders zu erklären. Sie stellen nach ihm «nicht einen senilen Vorgang dar, viel- mehr ein Mittel, um gewisse Bestandteile der Kernsubstanz im Verhältnis zu der Massenzunahme des Cytoplasmas zu vermehren« (S. 40). »Die in Amitose eintretenden Kerne büßen ihre gestaltenden Funktionen in der Characeenpflanze ein und haben allem Anschein nach nur noch ernährungs- physiologischen Aufgaben obzuliegen« (S. 35).

Dementsprechend würde sich auch unsre Erklärung der Amitosen bei Valonia und andern Siphonocladiaceen ändern.

Da die Amitosen mit Sicherheit in allen nicht mehr teilungsfähigen, aber noch in die Länge wachsenden Zellen zu finden sind, bilden sie ein Charakteristikum der Characeen, das besonders im Rahmen der Algen in die Augen springt. Durch die HEiDENHAiNsche Hämatoxyhnfärbung, besonders nach vorausgegangener Fixierung mit Chromsäure, kann man sich leicht Präparate von amitotisch sich teilenden Kernen herstellen. Von meinen eigenen Beobachtungen habe ich dem schon Bekannten nichts hinzuzufügen.

Die Characeen ähneln ihrem ganzen Kernbau nach mehr den höheren Pflanzen als den Algen. Besonders die oft multipolare Anlage der Spindel lockt zu diesem Vergleich. Dagegen weisen auch unzweideutige Merk- male auf die Algen hin. Das ist vor allen Dingen der haploide Kern der Characeen. Weder bei der Sperma- noch bei der EizeUenbildung konnte Debski (97, 98) eine Reduktionsteilung nachweisen und Strasburger (07) gibt für parthenogenetisch entstandene Zygoten von Chära crinita die haploide Chi'omosomenzahl an. Somit müssen wir für die vegetative Characeenzelle einen haploiden Kern annehmen. Die Diploidgeneration ist wie bei den Grünalgen auf den Ruhezustand, auf die Zygote be- scliränkt. Ein Generationswechsel, wie wir ihn bei den Moosen haben, mit denen man die Characeen eventuell noch zusammenbringen könnte, ist hier sicher nicht vorhanden. Eine Reduktionsteilung wurde bei keiner Characee noch nachgewiesen. Es ist kaum daran zu zweifeln, daß sie bei der Keimung der Zygote einsetzt — ganz so wie bei den Grünalgen.

Wie wir aber bereits sahen, treten auch bei den Grünalgen schon Formen auf mit Kernen, die in nichts denen der höheren Pflanzen nach- stehen. Wir dürfen deshalb nicht fehlgehen, wenn wir, wie das auch bis-

62 Hermann von Neuenstein

her geschehen ist, die Characeen näher zu den Algen stellen, als zu sonst einer Pflanzenfamihe. Freihch bringt auch die Cytologie kein Licht in das Dunkel, das ihre Abstammung umgibt.

IX. Phaeophyceae.

Von den beiden letzten großen Algenfamilien, den Phäophyceen und Rhodophyceen habe ich selbst keine Kerne gesehen. Beide Famihen sind aber besonders in neurer Zeit gründlich cytologisch erforscht, sodaß ich an der Hand der wichtigsten Ai'beiten einen Überblick über den Stand der Kernforschung bei diesen Famihen zu geben versuchen werde.

Oltmanns ghedert die Phäophyceen in zwei Gruppen, die Phäo- sporeen und Cyclosporeen. Cytologisch können wir die beiden Gruppen aber zusammen besprechen.

a) Bau des Kerns.

Beim Phäophyceenkern finden wir ebenfalls alle die Elemente wie- der, die wir von den Kernen der höheren Pflanzen kennen und in derselben Anordnung wie dort.

Der Kern stellt ein Gerüstwerk dar mit Chromatinkörnchen. Aus diesen Chromatinkörnchen gehen die Chromosomen hervor, und zwar ganz normal unter Spirembildung. Manche Forscher (Mottier [00], Wil- liams [04] für Didyota, Escoyez [09] für Stypocaulon) vermuteten, daß auch der Xucleolus irgend welchen Anteil an der Chromosomenbildung habe, vielleicht Versorgung mit Chromatin. Wahrscheinlicher ist aber, daß sich der Nucleolus während der Teilung auflöst. Da die Kernmembran sehr lange erhalten bleibt und bisweilen erst in der Telophase verschwin- den soll, hat man den Nucleolus auch in Beziehung gebracht zu der Spindel- bildung (Williams [04] Dictyota, Strasburger [97] Fucus). Die Frage nach der Entstehung der Spindel ist hier überhaupt sehr umstritten. Yamanouchi (09), der eine sehr eingehende Studie über Fucus veröffent- hchte, will die Sache dahin entscheiden, daß man den Ursprung der Spindel im Cj^toplasma, speziell dessen Kinoplasma, sucht. Nur deshalb, weil die Kernmemljran so lange erhalten bleibt, könnte man auf den Gedanken kommen, die Spindel intranuclear entstehen zu lassen. Da die Phäo- phyceenkerne weitgehende Ähnlichkeiten haben mit den Kernen der höheren Pflanzen, so ist nach allem, was wir von dort über die Entste- hung der Spindel wissen, anzmiehmen, daß die Ansichten von Yama- NoucHi (09) und ebenso von Swingle (97) und Escoyez (09) richtig sind. Die abweichenden Angaben von Farmer, Williams (96, 98),

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutimg für ihre Systematik, 63

Williams (04) und Nienburg (10) sind aber leicht erklärlich durch die große Persistenz der Kernmembran.

Was wir über die Anzahl der Chromosomen wissen, das sei hier zu- sammengestellt.

SwiNGLE (97) zählte ])ei Stijpocaulon scoparium 20—40, während EscoYEZ (09) für dieselbe Pflanze nur 16 als haploide Chromosomenzahl feststellte.

Dictyota hat nach übereinstimmenden Angaben von Mottier (07) und Williams (04) 16 Chromosomen.

Dagegen widersprechen sich die Resultate bezüglich Fucus sehr. Farmer, Williams nahmen 10—12 als die haploide Zahl an für Fucus vesiculosus und pJatycarpus, sowie Äscophyllum. Strasburger (97) zählte 16 für Fucus platycarpiis, während Yamanouchi (09) genau die doppelte Anzahl Chromosomen in der Haploidgeneration von Fuciis vesiculosus fand.

Cystosira Mrbata hat nach Nienburg (10) 18—20 Chromosomen in der X-Generation, CuÜeria nach Yamanouchi (09) 24.

Die Chromosomen gehen unter Bildung eines Fadens aus dem Netz- werk des Kerns hervor uiul verhalten sich auch im Verlauf der w^eiteren Teilung wie die gleichnamigen Gebilde höherer Pflanzen.

Nur bei der Reduktionsteilung in der Antheridiummutterzelle und im Oogonium von Fucus scheint die Bildung der Chromosomen nach Yamanouchi (09) in etwas abweichender Weise vor sich zu gehen. Dort legen sich nämlich im Stadium der S}niapsis nicht einzelne Kernfäden pa- rallel nebeneinander und verkürzen sich zu Doppelchromosomen, sondern die Kernfäden ])ilden eine Anzahl von SchUngen von der Kernwand aus ins Innere des Kerns. Die beiden Schenkel einer solchen Schlinge geben dann durch Verschmelzen ein Doppelchromosom. Darauf findet keine Längs- spaltung der Doppelchromosomen statt, sondern diese bilden als Zweier- gruppen die Kernplatte, Durch Auseinanderweichen und Verklumpen (mit darauffolgender Vacuohsation) der Chromosomen, deren jedes früher einem Arm einer Schhnge entsprach, werden die Tochterkerne gebildet. Die eigentliche Längsteilung der Chromosomen erfolgt somit erst in der zweiten, der homöotypischen Kernteilung.

Ich versage mir die Schilderung des Verlaufs der Kernteilung bei den Fucaceen, überhaupt bei den Phäophyceen, da er außer kleinen Abweichungen nicht verschieden ist von dem V(^rlauf der Kernteilung, wie wir ihn nun schon oft beschrieben haben.

Dagegen müssen wir im Anschluß an den Kern noch ein Zellorgan besprechen, das allem Anschein nach bei allen Phäophyceen vorkommt und bei der Teilung eine wichtige Rolle spielt, das Centrosom.

64 Hermann von Neuenstein

Das Centrosom liegt nach Strasburger (97), der es bei Shjpocaulon scopariuni während der ganzen Kernteilung verfolgte, der Kernmerabran dicht an. Es hat die Gestalt eines kleinen Stäbchens und bildet den Mittel- punkt einer Plasmastrahlung. Die Plasmastrahlen verschmelzen im engeren Umkreis des Centrosoms zu einer homogenen Plasmamasse, die wie ein heller Hof um das Centrosom aussieht. Strasburger nannte diesen Hof die Astrosphäre.

SwiNGLE (97) sah das Centrosom in den Zellen von Stypocaulon auch im Ruhezustand. Bei beginnender Kernteilung lagen zwei stäbchen- förmige Centrosomen oft dicht neben einander. Daraus schloß Swingle, daß die Centrosomen durch Teilung aus einem einzigen hervorgingen. Er konnte aber ebensowenig wie später Escoyez (09) die Teilung selbst sehen. Escoyez bestreitet überhaupt die Controsomennatur dieser Stäb- chen, und zwar deshalb, weil ihre Zahl sehr wechseln kann. Er beob- achtete nämlich des öfteren mehrere Stäbchen an Stelle eines einzigen. Er mißt ihnen keine weitere Bedeutung be als den Mikrosomen, die im übrigen Zellplasma zahlreich zu finden sind und nennt sie »corpuscules centraux«, weil sie im Gegensatz zu gewöhnlichen Mikrosomen im Mittel- punkt einer Plasmastrahlung hegen. Da aber auch Strasburger (92) und HuMPHREY (94) für die nahe verwandte Sphaecelaria Centrosomen be- schiieben mit Plasmastrahlung und Astrosphäre, so liegt der Schluß nahe, daß das Centrosom doch ein beständiger Begleiter der Phäosporeen- kerne ist. Escoyez selbst hatte ja eine Plasmastrahlung beobaichtet und diese kennen wir fast ausschheßlich im Zusammenhang mit Centrosomen. Zudem wurden Centrosomen auch für eine Menge Cyclosporeen beschrie- ben. Speziell über Fiicus sind so viele neuere Arbeiten da, welche über- einstimmend ein Centrosom erwähnen, daß an dessen Vorhandensein nicht mehr zu zweifeln ist. Das Centrosom ist sogar nach Yamanouchi (09) ein dauernder Bestandteil der Zelle. Bei der Kernteilung spaltet sich zuerst das Centrosom der Länge nach. Ein Tochtercentrosom rückt dann der Kernmembran entlang etwa 180° von dem andern weg. Beide stehen im Mittelpunkt von Plasmastrahlungen und haben wahrscheinhch kine- tischen Einfluß auf die Teilungsfigur, in dem Sinne, als die Spindel von ihnen aus in die Teilungsfigur vordi'ingt.

Auch bei Dictyotaceen scheint das Centrosom ein dauernder Bestand- teil der Zelle zu sein. Wie Mottier (98) sah, hat es hier die Gestalt eines gekrümmten Stäbchens, dessen konvexe Seite dem Kern zugewendet ist.

Ob die zwei Centrosomen, die bei der Teilung zu sehen sind, welche auf die Befruchtung der Eizelle folgt, durch Teilung aus einem einzigen zur Eizelle gehörigen Centrosom entstanden sind, oder ob eines von ihnen vom

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 65

Spermakern eingeschleppt wurde, das ist noch nicht entschieden. Stras- burger (97) neigt zu der Ansicht, daß das eine Centrosom vom Sperma- kern herrührt, während Farmer, Williams (98) nur insofern das Cen- trosom mit dem Spermatozoid in Beziehung bringen, als sie glauben, daß vielleicht die Befruchtung den Stimulus zu seiner Bildung geben könnte. Strasburger wird wohl recht behalten. Denn Yamanouchi (09) bringt einige Figuren, in denen die Teilung eines durch zwei Spermatozoiden befruchteten Eikerns abgebildet ist. Dort sah er deutlich drei Centro- sonien. Mithin müssen wir annehmen, daß jedes Spermatozoid sein Centrosom mitliringt. Yamanouchi beobachtete das Auftreten des zweiten Centrosoms auch genau an der Stelle, wo das Spermatozoid durch die Membran in das Ei eindrans:.

b) Verhalten der Kerne beim Sexualakt.

Wie überall, so besteht auch hier die Befruchtung in der Verschmel- zung eines Spermakerns mit einem Eikern. Docli ist es speziell bei der Familie der Fucaceen gar keine Seltenheit, daß mehrere Spermakerne mit dem Eikern verschmelzen. Wo mehrere Spermatozoide die Befruchtung vollführen, ergibt sich natürlich eine viel größere Chromosomenmasse im Verschmelzungskern. Eine solche Zunahme der Chromosomenmasse hatte bereits Strasburger (97) beobachtet, aber falsch gedeutet. Er glaubte, der Eikern würde sich nach der Befruchtung teilen und die Teil- produkte sich wieder vereinigen. Auch Oltmanns (89) hat etwas Derar- tiges beschrieben. Dem gegenüber konnte nun Yamanouchi das Ein- dringen mehrerer Spermatozoiden in das Ei beobachten und auch Ab- bildungen geben von der auf die Befruchtung folgenden Teilung, Was Yamanouchi darüber schreibt, gebe ich mit seinen eigenen Worten wie- der: »In cases of polyspermy, when two sperms enter the egg nucleus, two centrosomes appear in the two spots, where the sperms entered, when three sperms have entered, there are tliree centrosomes. In cases of bispermy there are developed three poles, and in cases of trispermy (fig. 76) f our poles (fig. 77) are present ; for one pole has already appeared before the sperm enters. In the nucleolus with three poles, there are tripolar spindles, and 96 chromosomes become distributed upon the three spindles. The chromosomes split longitudinally at the metaphase, and at telophase two sets of 32 chromosomes meet at each of the three poles to form the three daughter nuclei.

In a quadripolar spindle (fig. 78) 128 chromosomes are distributed upoH six spindles, and each of the four poles receives three sets of

Archiv f. ZeUforschung. XIII. 5

66

Hermann von Neuenstein

daughter chromosomes, iiumbering 21, 21 and 22 (fig. 79 b), to form daughter iiuclei (p. 185). «

Im ersten Falle, wo zwei Spermakerne ins Oogon eindringen, werden also 96 Chromosomen durch drei Spindeln (Halbspindebi) auf drei Tochter- kerne verteilt. Das ist leicht zu verstehen. Natürlich muß man annehmen, daß die väterhche und mütterhche Erbsubstanz nach vorausgegangener Mischung gleichmäßig den di'ei Kernen zugeteilt wird. Kompüziert wird die Sache erst, wenn di-ei Spermakerne mit einem Eikern verschmelzen.

256 Dann werden 128, bzw. -^ Chromosomen auf vier Tochterkerne ver-

teilt. Dabei treten nach Yamanouchi sechs Spindeln auf und nicht vier. Die notwendige Folge ist dann, daß diese sechs Spindeln nicht gleiche Wertigkeit haben. Vier von ihnen transportieren je zweimal 21 Chromo- somen, die beiden andern je zweimal 22 nach den Polen. Schematisch kann man sich die Sache etwa so verbildlichen:

Textfig. 19 und 20.

Jeder der vier Tochterkerne bekommt seine Chromosomenmasse von drei Spindeln zugeführt und hat im ganzen 64 Chromosomen. Es fragt sich nun, ob das ganz bestimmte Spindeln sind, welche 22 Chromosomen befördern (in meinem Schema die Diagonalen). Eine Gesetzmäßigkeit nmß ja da sein, weil sonst zu leicht die Chromosomen in ungleicher Zahl auf die Tochterkerne verteilt würden, etwa 65, 64, 64, 63. Eigentlich sollte man annehmen, die Natur würde den einfachsten "Weg betreten und nur vier Halbspindeln ausbilden, die gleichwertig untereinander sind, d. h. gleich viele Chromosomen befördern. Yaivianouchi sah aber sechs Spindehi. Folglich kann man sich die Sache nur auf obige Weise erklären. Ungelöst ist aber dann noch das Problem, wie die Chromosomen auf die Spindeln verteilt werden. Die Chromosomen, die auf einen Tochter- kern kommen, müssen ja sowohl mütterhche als väterhche sein. Die Verteilung der Erbsubstanz geschieht nicht etwa willkürhch, sodaß die Tochterkerne nur quantitativ, nicht quahtativ übereinstimmten. Denn

über den Bau des Zellkerns bei den Algen luid seine Bedeutung für ihre Systematik. 67

Yaäianouchi konnte kurz nach der Verschmelzung der Kerne männ- liche und \Yeibliche Kernsegmente nicht mehr von einander unterscheiden, so gründlich waren sie vermischt.

Polyspermie scheint bei Fucus sehr häufig vorzukommen, sodaß es schon möglich ist, über die cytologischen Vorgänge dabei Näheres zu er- fahren.

Der Eikern hat nach erfolgter Befruchtung 64 Chromosomen. Diese Zahl wrd beibehalten durch das ganze vegetative Leben. Die Reduktions- teilung, wie sie oben geschildert wurde, findet bei Fucus erst statt bei der Bildung der Geschlechtsorgane. Auf die dabei unvermeidUche Tetraden- teilung folgen noch eine Menge weiterer Teilungen in den Antheridien: Es entstehen zahlreiche (meist 64) Spermatozoiden. Dagegen folgt in allen Ooogonien der Fucaceen nur noch eine Teilung auf che Tetraden- teilung, wir haben acht Kerne. Diese sind al)er meist nicht alle befruch- tungsfähig. Schon Oltmanns (89) hat darauf besonders sein Augenmerk gerichtet. Sieben Kerne degenerieren sehr häufig, nur einer harrt der Befruchtung. Es ist anzunehmen, daß auf früheren Entwicklungsstufen überall acht befruchtungsfähige Eier ausgebildet wurden. Anders kann man sich das Vorhandensein von acht Kernen, von denen nur vier durch die Reduktionsteilung entstehen, nicht erklären. Außerdem bilden die meisten Vertreter der Gattung Fucus wirklich noch acht Eier aus und beseitigen dadurch alle Zweifel. Im übrigen kann man aber in dieser Be- ziehung für die Familie der Fucaceen keine allgemein gültige Regel auf- stellen. Gardner (10) hat sich kürzlich mit dem Schicksal der durch die Reduktionsteilung entstehenden Kerne beschäftigt und fand, daß die Natur hier innerhalb einer Familie verschiedene Typen ausgebildet hat. Fucus evmiescens (als Vertreter von )->Fucus^i) bildet zu allen acht Kernen je eine Zelle aus. Wir haben im ganzen acht Oosphären (befruchtungs- fähige Eier). AscopliyUum nodosum (Oltmanns) läßt vier Kerne degene- rieren und hat nur vier Oosphären. Bei Pelvetia cancilicuJaia (Oltivianns) und Pelvetia fastigiafa gehen nur zwei Oosphären aus dem Oogon hervor. Die sechs überflüssigen Kerne werden ausgestoßen und degenerieren zwischen den beiden Oosphären. Noch weiter gehen Hesperophycus Harveyanus und Pelvetiopsis limitata, die nur zu einem Kern eine Oosphäre ausbilden. Die sieben andern Kerne werden von dem Oogonium als Minia- turzelle mit etwas Plasma abgeschnürt und gehen nach einiger Zeit zu- grunde. Bei Cystosira Osmundacea, Cijstosim larlata (Nienburg [10]) Sargassum linifoUum (Nienburg [10]) und Himantlialia lorea (Olt- manns) werden sieben Kerne an der Peripherie der Oosphäre aus- gestoßen. Auch hier ist nur ein Kern empfängnisfähig.

68 Hermann von Neuenstein

e) Generationswechsel.

Von der Bildung der Geschlechtsorgane bis zur Befruchtung ist die Pflanze haploid, sonst immer diploid. Das gilt für Fucus. Andre Cyclospo- reen, die Dictyotaceen, haben dagegen zwei ungefähr gleichwertige Gene- rationen, die in regelmäßigem Wechsel auf einander folgen. Das hat HoYT (10) direkt durch Kulturversuche festgestellt. Die Tetrasporen bildende Generation hat diploide Kerne, die Geschlechtsorgane bildende haploide. Die Reduktion erfolgt bei der Bildung der Tetrasporen, und zwar bei der ersten Teilung der Tetrasporenmutterzelle.

Ob dagegen CuÜeria und Äglaozonia Generationen ein und derselben Species darstellen oder Wachstumsformen sind ähnlich wie Ba'racJw- spermum und Chantransia, das ist heute noch nicht aufgeklärt, trotzdem Yamaxouchi (09) nachwies, daß Cutleria die haploide, Äglaozonia die diploide Generation ist. Culferia wäre also der Gametophyt, Äglaozonia der Sporophyt. Die Reduktionsteilung setzt ein und wurde von Yama- NoucHi beschrieben bei der Bildung der Zoosporen auf Äglaozonia. Zweifel- los stimmt diese Theorie von einem Generationswechsel in bezug auf che Cytologie. Aber damit sind die alten Beobachtungen von Kuckuck, Falkenberg, Sauvageau u. a. (Oltmanns I, 405), welche die Entstehung von Aglaozonien auf ganz jungen Cutlerien ohne Bildung von Geschlechts- organen und auch andre Modifikationen beobachteten, noch nicht wider- legt. Es melu-en sich überhaupt in neuerer Zeit die Beobachtungen, daß die beiden Generationen nicht nur bei Cutleria und Äglaozonia, sondern auch bei andern Algen, ich erwähne nur Polysiplionia — Rigg and Dalgity (12); Grijjitliia — Lewis (09) — nicht unl)edingt alternieren müssen, daß nicht die eine Generation auf das Endstadium der andern folgt, sondern daß bisweilen Tetrasporen an Geschlechtspflanzen oder Geschlechts- organe an Tetrasporenpflanzen auftreten. Bis jetzt wurde aber noch keiner dieser Fälle cytologisch untersucht. Es sind uns also nur Fälle bekannt, wo die Reduktionsteilung bei der Bildung von Fortpflanzungs- zellen, also am Ende einer Generation, auftritt. Damit ist natürlich nicht gesagt, daß sie nicht auch auf irgend einem Entwicklungsstadium im vege- tativen Leben einsetzen könnte. Sollte diese Möghchkeit da sein, dann müßte sich unsre Vorstellung vom Generationswechsel wesentlich ändern (Davis [10]).

Daß che Geschlechtsorgane bei Fucus auf der diploiden Generation gebildet werden, Idingt etwas befremdend. Das war auch der Grund, weshalb Lotsy (07), wahrscheinlich lieeinflußt durch eine kurz zuvor erschienene Arbeit von Miss Simons (06), nicht glauben wollte, daß der

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 69

Thallus der Fucaceen eine 2 x Generation sei. Nach Simoxs (06) sollte nämlich der Oogonkern von Sargassum direkt, ohne Reduktionsteilimg, zum Eikern werden. Nienburg (10) konnte aber auch hier eine regel- rechte Reduktionsteilung und die Entstehung von acht Kernen nach- weisen, von denen sieben degenerierten. Nur fand das alles nicht inner- halb der Konzeptakeln statt, sondern erst außerhalb, wo Miss Simons wahrscheinlich nicht gesucht hatte.

d) Systematische Bedeutung des Kerns.

Der diploide Kern des Fucaceenthallus und die Reduktion bei der Bildung der Geschlechtsorgane erinnert sehr an höhere Pflanzen. Er bestätigt die Auffassung der Systematiker, Fucus als Endglied der Phäo- phyceen aufzufassen.

Durch den gut ausgeprägten Generationswechsel zeigen die Phäo- phyceen mehr Anklänge an Moose und Farne als an Algen.

Es gibt nur wenig Gruppen unter den Algen, die mit Phäophyceen Ähnlichkeiten im Bau des Zellkerns aufweisen. Für die Braunalgen ist das Centrosom mit seiner Plasmastrahlung als Zellorgan sehr charakte- ristisch. Centrosomen als Zellorgane haben wir — mit Sicherheit — nur noch bei den Diatomeen kennen gelernt. Das Vorhandensein eines Cen- trosoms scheint auf den ersten Blick auch Ähnlichkeiten zwischen den beiden Famihen darzutun. Doch bezeichnet man in beiden Familien mit Centrosom nicht dasselbe. Den Diatomeen fehlt nämlich die für die Phäo- phyceen so charakteristische Plasmastrahlung. Man muß also annehmen, daß sich das Centrosom in diesen beiden Familien zu ganz verschiedenen Zeiten entwickelte. Die Diatomeen sind infolge ihres Kieselpanzers eine sehr stabile Gruppe, die bereits im Karbon in denselben Formen vor- kommt wie heute. Bei ihnen blieb das Centrosom auf dem Stadium stehen, da es noch ausschließlich als Teilungsorgan wirkte, während es- bei den Phäophyceen zu einem Organ wurde, das auch in der Ruhe einen energetischen Einfluß auf die Zelle hat. Das beweist die Plasma- strahlung.

Die Hauptgruppe der Braunalgen, die Fucaceen, sind fast ausschheß- lich diploid. Die Haploidgeneration ist, wie wir wissen, sehr reduziert. Dasselbe gilt für die Diatomeen. Aber da spricht gegen eine Verwandt- schaft, daß wir in den Fucaceen die höchst entwickelten Phäophyceen vor uns haben, die nicht nur im vegetativen Aufbau, sondern vor allen Dingen in den hoch entwickelten Geschlechtsorganen himmelweit von den Diatomeen entfernt sind. Das Natürlichste wäre, die Diatomeen an niedrigstehende Phäophyceen anzuschheßen, und sie etwa an den An-

70 Hennann von Neuenstein

fang der Phäosporeenreihe zu stellen. Ob liier aber cytologische Über- einstimmungen vorhanden sind, das ist kaum zu sagen, da wir über die Cytologie der Ectoparpeen — abgesehen von einer Erwähnung des Kerns von Pleurocladia Ucustris bei Klebahn (95) und Wille (95) — gar nichts wissen. Jedenfalls ist es sehr gewagt, die Diatomeen mit den Phäosporeen derart zusammenzubringen. Die Analogien, die zwischen l)eiden Famihen gegeben sind durch die braune Farbe der Chromatophoren, durch den diploiden Kernbau und das Centrosom, geben uns aber das Eecht, die beiden Gruppen etwas näher aneinanderzuschUeßen, als man das bisher getan hat. Jedenfalls ist es richtiger, die Diatomeen an die Phäophyceen anzulehnen, als sie mit den Konjugaten zusammenzubringen. Das haben wir oben schon besprochen. Freilich stößt eine gemeinsame Ableitung der Phäophyceen und Bacillariaceen, etwa aus den Chrysomonaden, besonders bei den Kieselalgen auf große Schwierigkeiten.

X. Rhodophyceen. a) Bau des Kerns.

Im Bau ihrer Kerne zeigen die Vertreter dieser formenreichen Familie am wenigsten Einheitlichkeit von allen Algen. Ich halte es für das Zweck- mäßigste, der Besprechung der Ehodophyceenkerne einen in tabel- larischer Zusammenfassung gegebenen Überblick vorauszuschicken (s. Tabelle S. 71).

Einen richtig »normal« gebauten Kern mit Netzwerk und Chromatin- körnchen finden wir nur bei Polijsi'plionia und Delesseria. Meistens scheint das Netzwerk des Kerns sehr reduziert zu sein, wenn es nicht ganz fehlt. Bei Antithamnion soll es erst im Alter auftreten (Schiller [11]), während in der Jugend nur Chromatinkörner im Kern zu sehen sind, wie bei Co- rallina (Davis [98]) zeitlebens.

Typische Karyosomkerne, wie wir sie bei Spirogyra und Sphaeroplea kennen gelernt haben, werden für Nemalion und Griffithsia beschrieben.

Dem Bau des ruhenden Kerns entsprechend geht dann auch die Bil- dung der Chromosomen vor sich. Bei CoralUna, Polijsiplionia und De- lesseria entstehen sie durch Zusammenlegen der im Netzwerk vorkommen- den Chromatinkörner. Spirembildung wurde nur selten beolmchtet. Offenljar kommt das nur bei der Reduktionsteilung und in männlichen Pflanzen von Polysiplionia vor.

In den Karyosomkernen pflegt der stark färbbare Nucleolus an Fäden im Kern aufgehängt zu sein. Gewöhnlich sind diese Fäden alles, was an Stelle eines Netzwerks zu sehen ist; der Kern hat das Aussehen eines

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 71

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72 Hermann von Neuensteiii

Bläschens. An den vom Nucleolus ausgehenden Fäden wandern die Chro- mosomen, die hier natürUch aus dem Nucleolus entstehen, in den Kern- raum hinaus und machen dort ihre weitere Teilung durch. Der Chromo- somenbildung bei Nemalion soll nach Wolfe (04) auch die Bildung eines Spiremfadens vorausgehen.

Aber nicht nur bei den Karyosomkernen, sondern auch l^ei »normal« gebauten Kernen der Florideen scheint der Nucleolus nach der jüngsten Ai'beit von Svedelius eine nicht zu unterschätzende Eolle bei der Chro- mosomenbildung zu spielen. Denn Svedelius beobachtete das Einwan- dern der Chromosomen im Stadium der Synapsis in den Nucleolus. Merk- würdigerweise ist aber der Nucleolus vor und nach diesem Stadium farb- los. Bei der Wiederherstellung der Tochterkerne wird dann nicht alle Chromosomensubstanz zur Bildung des Netzwerks verwendet, sondern ein kleiner Teil, eine Restsubstanz beteiligt sich in ähnlicher Weise am Aufbau des Nucleolus, wie ich es oben für Microsjjora beschrieb.

Viel umstritten ist auch die Frage nach der Herkunft der Kernspindel. Lewis und Yamanouchi sind für einen intranuclearen Ursprung. Des- gleichen Wolfe. Dagegen soll sie nach Davis aus Cytoplasma entstehen, das sich während der Teilung an den Polen ansammelt.

Weitere Einzelheiten bei der Kernteilung übergehe ich. Das schon Gesagte mag genügen, um auf die Verschiedenheiten der bei Florideen vorkommenden Kerne hinzuweisen.

Nur das zuweilen beobachtete Centrosom verdient noch besondere Beachtung im Hinblick auf die im vorhergehenden Kapitel besprochenen Braunalgen.

Seine Existenz ist nicht für alle Florideen nachgewiesen. Wolfe (04) beobachtete bei Nemalion ein Centrosom mit hellem Hof aus hyalinem Plasma auch im Ruhezustand. Lewis (09) suchte bei Griffithsia ver- gebhch nach einem Centrosom sogar während der Kernteilung. Er konnte nur Polklappen aus Protoplasma finden. Die wurden auch von Svede- lius (11) für Delesseria beschrieben. Doch soll dort ausnahmsweise auch ein Centrosom vorkommen, aber ohne Plasmastrahlung. Dagegen dürfte Pohjsi-phonia wenigstens wälu*end der Teilung ein Centrosom besitzen, das aber beim Erscheinen der Centrosphäre, ohne Plasmastrahlung ge- zeigt zu haben, wieder verschv^inden soll. Seltsamerweise fand jedoch Yamanouchi (06) bei der Teilung des befruchteten Eikerns, bei der die Centrosomen für gewöhnlich besonders gut in Erscheinung treten, weder ein Centrosom noch eine Centrosphäre.

Eine Centrosphäre ohne Centrosom und Plasmastrahlung beschrieb Davis (98) für Corallina. Sie trat aber nur während der Prophase der

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 73

Teilung auf, und zwar gleich in der Zweizahl. Die beiden Centrosphären entstanden unabhängig von einander aus Protoplasma, das sich in größeren Mengen an zwei Kernpolcn angesammelt hatte. Nach vollendeter Kern- teilung verwandelten sich die beiden Centrosphären wieder in Plasma zurück.

Allem Anschein nach spielen die Centrosomen bei den Rhodophy- ceen keine so bedeutende Rolle wie bei den Phäophyceen. Vor allen Dingen fehlt ihnen eine Plasmastrahlung. Außerdem sind die Centrosomen der Florideen sehr vergängliche Gebilde, die — mit einziger Ausnahme von Nemalion — bei jeder Teihmg neu gebildet werden und nachher wieder verschwinden. Wenn irgendwo, so könnte man hier Zweifel an der Centrosomennatur solcher Gebilde äußern. In neuerer Zeit bestreitet auch SvEDELius ihr Vorhandensein. Er sah zwar manchmal an den Spindel- polen stark färbl)are Punkte, die man als Centrosomen ansprechen könnte. Sie waren aber ohne jeden Einfluß auf das umgebende Cytoplasma und hatten keine Bedeutung für die Spindel.

Dagegen scheinen überall wenigstens Andeutungen von Centrosphären vorzukommen (Polkappen).

b) Cytologie der Befruchtung und Keimung.

Das Verhalten der verschiedenen Florideen bei der Befruchtung und Keimung wurde in sehr geschickter Weise von Schmitz (83) zu systema- tischen Zwecken verwertet. Die von ihm (speziell nach dem Verhalten der sporogonen Fäden) aufgestellten fünf Gruppen dürften der natürhchen Zusammengehörigkeit bedeutend näher kommen, als die Einteilung, die man früher traf, indem man bei den Florideen rein äußerlich nach der Anordnung ihrer Seitenzweige an dem Hauptstamm einen Springfaden- typns unterschied und einen Centralfadentypus.

Über die Sexualität der Florideen hat man schon viel gestritten. Ursprünghch war man geneigt, eine doppelte Befruchtung anzunehmen. Die Verschmelzung der sporogenen Fäden mit den Auxiliarzellen faßte man seit Schmitz (83) als einen zweiten Befruchtungsvorgang auf, bis Oltmanns (98) nachwies, daß das nicht stimmt. Es handelt sich nämlich dabei nur um eine Art Parasitierens des sporogenen Fadens auf der Auxiliarzelle. Kernverschmelzungen finden keine statt. Die Kerne der fusionierenden Zellen halten sich sogar in »respektvoller« Entfernung von einander.

Es war lange Zeit gar nicht so selbstverständlich, daß die Befruch- tung auch l)ei den Florideen in der Verschmelzung eines Spermakerns mit dem Karpogonkern besteht. Noch 1896 sah Davis in der Vereinigung

74 Hermann von Neuenstein

von Spermaplasma mit Plasma der Tricliogyne die eigentliche Befruch- tung. Erst ScHMiDLE (99) bewies mit ziemlicher Sicherheit eine Vereini- gung von Spermakern und Eikern. Aber auch er konnte die Vereinigung selbst noch nicht sehen.

Dagegen wissen wir von ihm, daß die Spermatien von Bafraclw- spermum zur Zeit ihrer Ankunft an der Trichogyne zweikernig sind. AVenn beide Kerne oder gar mehrere Spermatiumkerne in die Trichogyne ein- dringen, dann degenerieren alle, bis auf einen, der che Befruchtung voll- zieht. Denn die doppelte Anzahl der Spermatien an der Trichogyne war immer nur um eins größer als die Zahl ihrer Kerne. Folglich muß der fehlende Kern sich mit der Eizelle vereinigt haben. Daß dem wirklich so ist, daran wird wohl niemand zweifeln.

Wolfe (04) betrachtet die Spermatien der Rhodophyceen als Anthe- ridien, und zwar deswegen, weil jedes Spermatium seinen Kern vor oder bei der Ankunft auf der Trichogyne noch einmal teilt, sozusagen also zwei befruchtungsfähige Individuen umschließt. Kurssanow (09) beob- achtete dagegen bei Nemalion stets nur einen Spermatiumkern. Die Sper- matien von Polysiphonia sollen nach Yaälvxouchi sicher einkernig sem. Wahrscheinlich verhalten sich einzelne Gattungen verschieden. Bei Ba- trachospermum scheinen mit ziemlicher Sicherheit zwei Kerne in den reifen Spermatien zu sein. Diese wurden wenigstens von fast allen Forschern gesehen, wenn auch recht verschieden gedeutet, Davis (96) und Oster- HOUT (00) betrachten z. B. che Zweikernigkeit der Spermatien als Dege- nerationserscheinung, hervorgerufen durch Fragmentation , wälu'end Wolfe die beiden Kerne als das Produkt einer vollwertigen Mitose betrachtet und dementsprechend das Spermatium als Antheridium auf- fassen konnte. Sicher ist, daß nur ein Kern die Befruchtung vollzieht. In die Trichogyne können mehrere Spermatiumkerne eindringen. Doch gehen dort alle bis auf einen, den Befruchtungskern, zugrunde. Poly- spermie, wie sie bei Fucaceen häufig ist, wurde für Rhodophyceen noch nicht beschrieben.

Zur Zeit des Einwanderns in die Trychogyne sind im Spermakern keine Chromatinkörnchen in einem Netzwerk zu sehen, sondern bereits 20 stäbchenförmige Chromosomen. Vor der Befruchtung wandert der etwas größere Karpogonkern dem Spermakern entgegen. Entsprechend dem Spermakern teilt sich auch der Eikern vor der Befruchtung in zwei: Der eine von diesen wird zum befruchtungsfähigen Karpogonkern, der andre wandert aus in die Trichogyne. Das melden übereinstimmend Yamanouchi für Polysiphonia und AYolfe für Nemalion. Allerdings führt dieser Trichogpikern ein sehr vergängliches Dasein. Er degeneriert

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ilire Systematik. 75

noch vor der Befruchtung und zerfällt in einzelne Körner. Das sind die »Richtungskörper«, die Schmitz (83) beschrieb.

Sobald die Befruchtung vollzogen ist, grenzt sich das Karpogon gegen die Trichogyne durch eine Membran ab. Die Trichogyne degene- riert dann allmählich. Sie hat also hier nicht den Charakter einer selb- ständigen Zelle wie das gleichnamige Geliilde der Flechtenpilze. Das hatte bereits Osterhout (00) richtig erkannt.

e) Generationswechsel.

Die Geschlechtsorgane finden sich bei allen Rhodophyceen auf dem haploiden Thallus. Bei der Bildung der Geschlechtsprodukte kann also keine Reduktionsteilung stattfinden, wie das bei Fucus der Fall war. Durch den Sexualakt entsteht eine diploide Generation, welche bei den Nemahonales, die wir für sich betrachten wollen, nur auf den Gonimo- blasten beschränkt ist. Schon bei der Karposporenbildung in den End- zellen der aus dem befruchteten Karpogon hervorsprossenden sporo- genen Fäden, wird die Zahl der Chromosomen auf die Hälfte reduziert. Die Haploidgeneration ist hier also bedeutend besser ausgebildet als die Diploidgeneration.

Bei andern Untergruppen der Florideen sind die x und die 2 x Ge- nerationen ungefähr gleichwertig. Das ist dadurch möglich, daß in den Gang der Entwicklung eine Tetrasporengeneration eingeschaltet ist, welche

— wie bei den Phäophyceen — der Haploidgeneration den Ursprung gibt. Dann sind die Karposporen noch diploid, verlieren zumeist aber ihren Zusammenhang mit der Geschlechtspflanze. Aus ihnen keimt eine neue Generation, welche sich habituell kaum von der Geschlechtspflanze unter- scheidet, der Sporophyt. Das Ende dieser Generation stellt die Tetra- sporenmutterzelle dar. Denn bei deren ersten Teilung findet die Re- duktion der Chromosomen statt. Die Tetrasporen sind bereits wieder haploid. Dieser Gang wurde von einer Reihe von Gelehrten für verschie- dene Florideen nachgewiesen. Ich erwähne vor allen Dingen Yama- NOUCHi (06) — Polysij)lionia\ Lewis (09) — Griffithsia; Svedelius (11)

— Delesseria.

Erinnern wir uns hier des für die Dictyotaceen geschilderten Ge- nerationswechsels, so können wir zwischen den Rhodophyceen und einer Reihe von Phäophyceen eine weitgehende Übereinstimmung im Modus des Generationswechsels feststellen, während es in dieser Hinsicht unter den Grünalgen gar keine Anknüpfungspunkte gibt. Bei den Rhodophyceen wird aber der Wechsel der Generationen gegenüber den Dictyotaceen da- durch etwas zugunsten des Sporophyten verschoben, daß zwischen die

76 Hermann von Neuenstein

Betruchtung und die Keiiniing noch ein Zwischenglied eingeschaltet wird, die sporogenen Fäden. Bei den Dictyotaceen entsteht aus jedem befruch- teten Ei eine Tetrasporen tragende Generation. Bei den Rhodophyceen sind es deren viele, dank der Existenz der sporogenen Fäden, die an ihren Enden zahlreiche Karposporen bilden, aus denen je eine Tetrasporen- pflanze hervorgeht. Die Rhodophyceen haben also eine viel größere Ausbreitungsmöglichkeit als die Phäophyceen, selbst vielen Fucaceen gegenüber, welche mehrere befruchtungsfähige Eier ausbilden und außer- dem die Zahl ihrer Keinüinge noch oft durch Polyspermie vermehren ( Yamanouchi).

Die sporogenen Fäden der Rhodophyceen bilden den Anfang der diploiden Generation. Sie sind allerdings noch nicht selbständig existenz- fähig, sondern sind zeitlebens an den Gametophyten gebunden. Die End- zellen der sporogenen Fäden wandeln sich aber in Karposporen um, welche nach einer Ruheperiode dann den eigentUchen, selbständigen Sporophyten liefern. Der Sporophyt der Rhodophyceen zeigt also gegenüber dem der Phäophyceen eine bessere Ausbildung. Er übertrifft ihn, sowie den ei- genen Gametophyten, an Lebensdauer um das Stadium der sporogenen Fäden. Stehen die Braun- und Rotalgen morphologisch auch ungefähr auf gleicher Organisationshöhe, so finden wir doch bei den Florideen, wenn auch nur in den ersten Anfängen, dieselbe Tendenz verwirkhcht, die sich nachher bei den Filicinen und Lycopodineen in erhöhtem Maße geltend macht: eine bessere Ausbildung des Sporophyten gegenüber dem Gametophyten.

d) Systematische Bedeutung des Kerns.

Man hat schon oft versucht, die Florideen an Coleochaete anzuschhe- ßen. Inwiefern das im Hinblick auf die Cytologie berechtigt ist, ist schwer zu sagen. Es scheint, als ließen sich in bezug auf den Generationswechsel Anknüpfungspunkte feststellen: Der Sporophyt ist aller Wahrschein- lichkeit nach bei den Coleochäten auf eine einzige Zelle beschränkt, die Zygote. Weiter haben es auch die primitivsten Rotalgen, etwa Porphyra, nicht gebracht. Darauf weist bereits Lotsy hin. Dagegen zeichnen sich alle andern Florideen durch den Besitz eines wohl ausgebildeten Sporo- phyten aus, der allerdings anfangs noch nicht selbständig ist, sondern während seiner ganzen Lebensdauer vom Gametophyten ernährt wird (Nemalionales).

Leider wissen wir über den Bau des Zellkerns von PorpJiijra gar nichts, und die nächst Porphyra in Betracht kommenden Nemalionales haben offenbar einen Karyosomkern, den man gewiß nicht in Beziehung bringen

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihi-e Systematik. 77

kann zu dorn hoch entwickelten Kern der Coleochäten. Doch dürfen wir bei den Florideen auf den Aufl)au des Zellkerns nicht allzuviel Ge- wicht legen für systematische Zwecke. Denn so scharf diese Algenfamilie durch den gleichen Bau der Geschlechtsorgane und die Art der Befruch- tung als Gruppe für sich charakterisiert ist, so wenig harmonieren ihre einzelnen Vertreter im Bau ihrer Zellkerne. Von den fünf Unterabteilungen der Florideen, den Nemalionales, Cryptonemiales, Ceramiales, Gigarti- nales und Rhodymeniales stimmen, so weit unsre Kenntnisse heute reichen, nur die Nemalionales in ihrem Kernbau miteinander überein. Wolfe (04) und KuRSSANow (09) beschrieben für sie übereinstimmend einen Karyo- somkern. Inwieweit die Vertreter andrer Gruppen unter sich Ähnlich- keiten aufweisen, ist nicht zu überschauen. Die Resultate der Forschungen über die Ceramiales lassen nichts Gutes hoffen. Polysiphonia und De- lesseria haben scheinbar normale Kerne. Antithamnion einen Kern mit WTuig ausgeprägtem aber doch chromatinhaltigem Netzwerk. Griffithsia einen Karyosomkern. Um den Bau des Zellkerns der Florideen für syste- matische Zwecke verw^erten zu können, müßten vor allen Dingen viel mehr Species untersucht werden. Vielleicht ließen sich dann doch Gesetz- mäßigkeiten im Kernbau der einzelnen Unterabteilungen feststellen. Wie das Beispiel der Ceramiales zeigt, kommen aber neben normal gebauten Kernen auch typische Karyosomkerne und sogar Formen mit einer Art Übergang zwischen diesen beiden Kerntypen vor. Dieser Übergang be- steht darin, daß der Außenkern wohl noch Chromatin in Form von Kör- nern enthält, daß er aber im übrigen keine Struktur mehr erkennen läßt, vielmehr wie ein heller Hof um den Nucleolus aussieht. In der Telophase verklumpen denn auch die Chromosomen vorübergehend zu einem nucleo- lusartigen Körper, ähnlich wie bei Spirogyra, lösen sich aber nach einiger Zeit dann doch auf in einzelne Körnchen, die sich wieder über den struktur- losen Kernraum verteilen {CoralUna — Davis [98]).

Es ist uns also nicht möglich, die Florideen in bezug auf ihren Kern- bau als eine in sich abgeschlossene FamiUe zu betrachten, zumal neben einkernigen auch vielkernige Formen vorkommen. Als Beleg dafür möchte ich neben Callithamnion corymbosum (Schmitz) besonders Griffithsia herausgreifen. Lewis (09) zählte in jungen Zellen schon 12—75 Kerne, mit zunehmendem Alter und Größe wächst die Zahl der Kerne fast ins Ungeheuerliche. Lewis schätzt in großen Zellen che Zahl der Kerne auf 3-4000!

78 Hermann von Neuenstein

Schlußwort und Zusammenfassung der Resultate.

Damit bin ich mit der Besprechung der einzehien AlgenfamiUen zu Ende, Die Cyanophyceen mit ihren eigenartigen Kernverhältnissen bleiben natürUch außerhalb unsrer Betrachtung. Die Literatur über ver- wandte Organismen, vor allen Dingen Chlamydomonaden und algenähn- liche Flagellaten, die durch Klebs eine große Bedeutung für die Syste- matik der Algen erlangt haben, konnte hier auch keine Berücksichtigung finden.

Auf Grund der vorliegenden Literatur, zu deren Verständnis ich mich bemüht habe, möglichst aus jeder großen Familie der mir allein zugäng- lichen Grünalgen einen Vertreter durch eigene Anschauung kennen zu lernen — eingehender beschäftigte ich mich mit dem Bau und der Teilung des Kerns von Microspora amoena — komme ich zu folgendem Resultat in bezug auf die Verwertbarkeit der Zellkerne zu systematischen Zwecken:

So sehr die Kerne der Algen in ihrem Aufbau und ihrem Verhalten Abweichungen zeigen, so stimmen doch im großen und ganzen die Kern- verhältnisse in den als verwandt zusammengefaßten Gruppen überein. Auf den ersten Anblick möchte man als Norm aufstellen, daß die Kerne der Algen gar keine Beziehung zur Systematik hätten. Denn die Kerne sind in dem großen und sehr mannigfaltigen Geschlecht der Algen recht heterogene Dinge. Wir finden alle Sorten von Kernen vertreten, von primitiven Karyosomkernen bis zu Kernen, die sich von denen der höheren Pflanzen in nichts unterscheiden. Immerhin können wir aber die Formen mit Karyosomkernen unter den Algen als Ausnahmen bezeichnen. Mit Sicherheit sind Karyosomkerne nur für wenige Formen beschrieben, so für Spirogyra, Spliaeroplea und die Nemalionales.

An tierische Objekte erinnern die oft vorkommenden Centrosomen, besonders die der niederen Formen (Diatomeen). Die Anzahl der Kerne in jeder Zelle spielt — allgemein gesprochen — für die Systematik keine so große Rolle wie deren Bau. Es ist aber nicht richtig, ihr jegliche Bedeu- tung für systematische Zwecke abzusprechen. Die Regel ist natiü'lich Einkernigkeit der Zellen. Daß aber auch Ausnahmen vorkommen, dafür sind als klassisches Beispiel die Confervales l^ekannt. Die meisten Ver- treter dieser Familie, darunter Conferva selbst, sind für gewöhnlich einkernig. Dagegen sind Formen wie OpMocytnwi und Botrydüim mehr- kernig. Botrydium hat man — vielleicht nicht mit Unrecht — gerade deswegen neuerdings wieder von den Confervales getrennt und zu den Si-

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 79

phonales gestellt. Für die Siphonocladiales und die Siphonales dagegen ist die Vielkernigkeit ein Hauptcharakteristikum, Bei den Florideen kommen dann wieder einkernige und vielkernige Formen oft innerhalb ein und derselben Art vor. So beschrieb Schmitz für die sonst einker- nigen Callithamnien auch Formen von Callithamnion corymbosum, die mehrere Kerne aufwiesen, allerdings in schon älteren und größeren Zelltn. Das ist aber eine nicht nur unter den Algen verbreitete Erscheinung, daß die Zahl der Kerne mit dem Umfang der Zelle zunimmt. Freilich gilt das nicht für alle Algen. Es sind immer nur ganz bestimmte Gruppen, welche im Alter Neigung zur Vielkernigkeit zeigen. Vor allen Dingen fin- den sich vielkernige Zellen unter den Phäophyceen und den Rodophy- ceen. Von den letzteren ist GriffitJisia sogar in der Jugend mehrkernig.

Lassen wir die Resultate der vorliegenden Ai'beit noch einmal an unsrem Auge vorüberziehen, so können wir die verschiedenen Algen- familien in bezug auf ihre Zellkerne folgendermaßen charakterisieren:

Die Kerne der Konjugaten zeigen — mit Ausnahme der vielumstritte- nen Spirogyra — keine Abweichungen vom typischen Bau eines Kerns der höheren Pflanzen. Charakteristisch für sie ist das Verhalten des Kerns bei der Konjugation, das ganz entschieden für eine Zusanunengehörigkeit der unter dem Namen Conjugatae vereinigten Algen spricht.

Die Kerne der Diatomeen unterscheiden sich von denen aller andern Organismen durch die aus dem Centrosom hervorgehende Centralspindel.

Die Peridineen zeichnen sich durch einen erhel)lichen Gehalt an Chromatin aus, das — wohl allgemein — in Form von Fäden auf den Kern verteilt ist. Die Kernteilung verläuft hier abweichend vom gewöhnlichen Modus. Die Chromosomen werden nicht längs, sondern bei den meisten Formen quer gespalten. Hernach wird der ganze Kern einfach durch- schnürt.

Aus der großen Gruppe der Grünalgen, deren Kerne, soweit uns bekannt, nur mit einziger Ausnahme von Spliaeroplea sich weder in der Ruhe, noch bei der Teilung von denen der höheren Pflanzen unterscheiden, schälen wir zwei Famihen heraus, die zwar auch einen »normal« gebauten Kern haben, aber bei der Teilung sich abweichend verhalten. Die Ab- weichung bezieht sich auf das zwischen den beiden Kernhälften zurück- bleibende Verbindungsstück, mag das nun aus dem Nucleolus oder aus der Kernmembran hervorgegangen sein. Diese beiden Familien sind die Siphonocladiales und die Siphonales. Beide zeichnen sich außerdem durch Vielkernigkeit aus.

Die Familie der Charales fällt auf durch das häufige Vorkommen von Amitosen.

80 Hermann von Neuenstein

Centrosomen mit Plasmastrahlimg als Zellorgane sind charakteristisch für die Phäophyceen, während es nicht möglich ist, die Rhodophyceen nach ihrem Kernbau als geschlossene Gruppe zu charakterisieren.

Für die systematische Gruppierung der Algen ist das Verhalten der Kerne bei der Befruchtung und Keimung sehr wichtig. Ich verweise hier auf die kurzen Zusammenfassungen, die ich am Schlüsse der einzebien Kapitel gab.

Die Cytologie bestätigt also das geltende System der Algen. Neue Beziehungen konnten wir keine aufdecken, höchstens alte Unsicherheiten bestätigen. Das gilt vor allen Dingen für die Diatomeen. Diese Familie ist in sich sehr gut abgeschlossen, ermangelt aber jeghcher Übergangs- formen zu andern Gruppen, seien das nun Algen oder Flagellaten. Nicht viel besser geht es uns l)ei den Florideen oder gar den Characeen. Da- gegen haben anche AlgenfamiUen so charakteristisch gebaute Kerne, daß man sogar in vielen Fällen aus dem Bau des Zellkerns und seinem Ver- halten bei der Teilung Schlüsse ziehen kann auf die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Familie. Ein paar Beispiele dafür:

Es ist eine Algenzelle vorgelegt, deren Kern ein Centrosom hat. Ist Plasmastrahlung um das Centrosom vorhanden, so ist mit ziemlicher Sicherheit auf einen Vertreter der Phäophyceen zu schließen. (Rhodo- phyceen sind zu wenig bekannt.) Fehlt die Plasmastrahlung um das Centrosom, so kommen nur noch die Diatomeen in Betracht.

Hal)en w ein typisches Bild einer Karyokinese mit Spindel und gut ausgebildeten Chromosomen, dabei zwischen den auseinanderweichenden Kernhälften noch ein Ver)3indungsstück, so gehen wir nicht fehl, auf einen Vertreter der Siphonocladiales oder der nahe verwandten Siphonales zu schließen.

Auf jeden Fall glaube ich gezeigt zu haben, daß der Bau der Kerne, sowie deren Verhalten bei der Teilung und ganz besonders dem Sexual- akt, sehr wohl für systematische Zwecke verwertbar, Ijei manchen Algen- gruppen sogar notwendigerweise zu berücksichtigen ist.

Methoden.

Bei vielen Algen, z. B. Peridineen, Diatomeen, Konjugaten und Chlorophyceen ist der Kern manchmal im Leben zu sehen. Al)gesehen von Peridineen läßt er aber von Struktur nichts erkennen. Da uns l)is heute keine Lebendfärbungen für Algenkerne bekannt sind, sind wir eben gezwungen, die Objekte abzutöten und dadurch eine Färbung der Kerne möglich zu machen.

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 81

Es ist gerade bei den Algen keine Kleinigkeit, gute Kernpräparate zu bekommen. Die Behandlung der Algenzellen erfordert die größte Vor- sicht und Gewissenhaftigkeit.

Ich habe die verschiedensten Fixierungs- und Färbemethoden für Algenkerne ausprobiert und gebe hier meine Erfahrungen kurz wieder.

Die meisten Algen wurden an Ort und Stelle fixiert, oder aber auch in Kultur genommen. Selbstredend kann man so kleine Objekte nur in Massen fixieren. Von Fixierungs mittein wurden vornehmlich in An- wendung gebracht :

Pikrinsäure in konzentrierter Lösung.

Chromsäure. Ihrer bediente ich mich zumeist der Bequemlichkeit halber auf Exkursionen. Sie wurde als 50% Lösung mitgeführt und ver- mittelst eines Tropfglases auf die nötige Verdünnung (2—3%) gebracht. Nach 24 stündiger Einwirkung waren die Kerne sehr gut fixiert und standen, was ihre Färbbarkeit anbelangt, den mit Flemming fixierten Kernen nicht nach.

Chromessigsäure wurde ebenfalls mit Erfolg angewendet, gab aber lange nicht die Bilder, die man mit

Chromosmiumessigsäure erzielt. Vor allen Dingen weisen die mit dem starken FiEMMiNGSchen Gemisch (^/2 stündige Einwirkung) fixierten Kerne die schärfsten nnd klarsten Einzelstrukturen auf. Auch die Färbungen gelingen an solchen Kernen sehr gut, doch müssen die Kerne länger gebeizt werden, als die mit Chromsäure allein fixierten.

Wichtig — auch für die andern Fixierungsmittel ist, daß man die Präparate gut auswäscht. Ich machte das so, daß ich die Algen in ein Päckchen brachte, das ich durch Zusammenfalten von Filtrierpapier herstellte und mit einem Glashäkchen beschwert eine halbe Stunde lang in fließendes Wasser brachte, nachdem vorher die Algen mit destilliertem Wasser abgewaschen waren. Es empfiehlt sich, dem destiUierten Wasser eine Spur eines Alkali zuzusetzen, um die Objekte zu neutralisieren. Ferner wurde ein von Pfeiffer R. v. Wellheim empfohlenes Gemisch von gleichen Teilen Forniol, Holzessig und Methylalkohol, auf die Hälfte mit Wasser verdünnt, verwendet. Die Resultate damit waren recht zufriedenstellend. Die Algen verweilen einen Tag in dem Fixierungs- gemisch, können aber auch ruhig länger, nach Pfeiffer R. v. Well- heim sogar Monate lang ohne Schädigung darin l)leiben.

Dieses Fixierungsmittel hat auch die gute Eigenschaft, daß es er- laubt, die Algen, ohne Schrumpfung befürchten zu müssen, gleich in 50% Alkohol zu bringen.

Alkohol abs. fixiert die Kerne gut, bewirkt aber zu starke

Archiv f. Zellforschung. XIII. Q

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Schrumpfung der Zelle, sodaß zumeist der Kern nicht mit genügender Schärfe zu sehen ist. Desgleichen plasmolysieren alkohoUsche Fixierungs- flüssigkeiten wie Carnoy und Juel die Zellen. Ausnahmsweise erhielt ich aber auch mit diesen Flüssigkeiten gute Resultate, vor allem bei Algen mit konzentrierterem Zellinhalt, z. B. Stigeodonium, Conferva usw. Dagegen bekam ich mit Merckel nur selten gute Fixierungen.

May-Grünwald (in Kombination mit GiEMSA-Färbung) kommt als Fixierungsmittel für Algen nicht in Betracht. Erstens wirkt es etwas plas- molysierend. Viele zarte Objekte, wie Mougeotia, einige schmale, lang- zelUge Spirogyren und vor allem Hormidium, wurden total zerrissen und zerfielen in 2— Szelhge Stückchen, die nur schwer weiter zu behandeln waren. Zweitens färbt es die Zellmembran dermaßen, daß die Durchsicht durch die Zelle schlecht wird. Die Kerne sind an und für sich ganz gut gefärbt, aber ihre Färbung erscheint nur diffus, weil eben die Zellwand ebenfalls gefärbt ist.

Für das Studium der Pyrenoide bei den Desmidiaceen kann ich aber die GiEMSA-Färbung nach vorausgegangener Fixierung mit May-Grün- wald sehr empfehlen.

Färbungen.

Bei weitem die besten Resultate ergaben die verschiedenen Hämatoxy- line. Sie wurden nach einigen schlechten Erfahrungen mit andern Farb- stoffen fast ausschließhch verwendet. Heidenhains Eisenhämatoxyhn färbt auch die Algenkerne am beste-n. Jedoch wird seine Anwendung hier dadurch erschwert, daß die Pyrenoide sich fast genau so färben, wie die Kerne. In ganz kleinen Zellen sind deshalb oft Verwechslungen möglich.

Bei CladopJiora gelang es mir, diesen störenden Einfluß der Pyre- noide auszuschalten durch Anwendung von Delafields HämatoxyHn. CladopJiora nimmt den Farbstoff sehr rasch auf, gibt ihn beim Differen- zieren aber ebenso rasch wieder ab. Es ist also große Vorsicht geboten, will man gute Präparate bekommen. Sehr zufriedenstellende Färbungen heferte auch das HEGLERSche HämatoxyHn.

Für rasche Orientierungen empfehle ich eine Färbung mit Hämalaun. (Herstellung siehe Strasburgers botanisches Praktikum.)

Die andern Färbemittel reichen in ihrer Güte lange nicht an die Hämatoxyline heran. Ich probierte noch: Lichtgrün, Safranin, Fuchsin, Säurefuchsin, Methylenblau (Lebendfärbungen mißglückten), Methylen- grün, Methylgrihiessigsäure, Eosin und alle möghchen Kombinationen dieser Farbstoffe. Das sonst für Kernfärbungen ausgezeichnete Drei- Farben-Gemisch Safranin- Gentianaviolett- Orange G eignet sich

über den Bau des Zellkerns bei den Algen und seine Bedeutung für ihre Systematik. 83

nicht für Algen, weil dadurch auch die Zellwände und das Plasma gefärbt werden, was ein scharfes Bild des Zellkerns beeinträchtigt. Außerdem ist das Safranin in Alkohol gelöst. Es treten also schon bei der ersten Fär- bung Schrumpfungen auf. Noch viel mehr aber beim Entwässern der Algen im Alkohol. Da alle di'ei Farbstoffe in Alkohol sehr leicht löshch sind, muß das Entwässern mögUchst rasch geschehen, will man überhaupt noch etwas von Farlie ins Xylol bringen. Ebenso treten Schrumpfungen auf bei Färbung mit den verschiedenen Kar minen. Sie wurden meistens im Anschluß an die Pilvi'insäurefixierung in Anwendung gebracht. Sie alle lieferten aber lange nicht die Bilder, die ich mit den Hämatoxylinen bekam.

Die Dauer der Einwirkung der Farbstoffe ist bei verschiedenen Algen sehr verschieden. Die meisten Algen werden mit Heidenhain Häma- toxyUn 24 Stunden gefärbt. Für CladopJiora genügte aber vollauf eine halbe Stunde.

Aufbewahren.

Die allermeisten Präparate wurden in Kanadabalsam aufbewahrt. Dazu müssen sie zuerst entwässert und durch Xylol gebracht werden. Das sind hier sehr heikle Operationen und verlangen die größte Vorsicht des Experimentators. Für die Alkohole leistet der ScHULZESche Ent- wässerungsapparat gute Dienste (Strasbueger, Prakt. S. 359).

Auf S. 360 bildet Strasburger in seinem Praktikum auch einen Apparat ab, der die Überführung der Algen vom Alkohol in das Xylol erleichtert. Da ich mit diesem Apparat aber keineswegs zufrieden war (die Algenwatten blieben nänüich lange an der Berührungsstelle von Alkohol und Xylol liegen und sanken dann plötzÜch bei irgend einer Erschütterung ins Xylol, sodaß doch sein* viele Schrumpfungen vorkamen), konstruierte ich mir selbst eine Vorrichtung, mit deren Hilfe ich die Algen ohne Schrumpfung vom Alkohol ins Xylol bringen konnte. Ich verwendete dazu einen Tropftrichter und ein Reagensglas. Das Reagensglas war etwa zur Hälfte mit absolutem Alkohol gefüllt, in dem die Algen sich befanden. Der Behälter des Tropftrichters wurde mit Xylol gefüllt. Die Ausfluß- öffnung des Tropftrichters endete etwa 2—3 cm über der Oberfläche des Alkohols, sodaß jeder Tropfen Xylol auf die Oberfläche des Alkohols auffiel, sich dort fein zerteilte und ganz langsam zu Boden sank. Auf diese Weise kam das Xylol, das man in langen Zwischenräumen herunter- tropfen läßt, ganz allmählich zu den am Boden des Reagensglases Hegen- den Algen. Der specifisch leichtere Alkohol floß in dem Maße oben ab, wie das Xylol zufloß. Man tut gut daran, das Reagensglas durch einen

6*

84 Hermann von Neuenstein

Korken zu verschließen, der seitlich einen Einschnitt hat, um die Luft und den Alkohol herauszulassen,

Vorsicht ist auch geboten beim Übertragen der Algen von Xylol in Kanadabalsam. Ich machte das so, daß ich den Kanadabalsam (meist erst auf dem Objektträger) sehr stark mit Xylol verdünnte, dann die Algen hineinbrachte und nun das Xylol vorsichtig auf dem Wärmschrank verdunsten ließ.

Jedenfalls gehört eine gi-oße Übung dazu, tadellose Kernpräparate von Algen herzustellen. Dem Einbetten in Paraffin ließ ich die Färbung vorangehen.

Lange Zeit habe ich mir bei Stigeoclonium, Hormidium, Conferva und andern Algen viele Mühe gegeben und peinlichst die Färbe Vorschriften befolgt, ohne jedoch einen Kern mit einiger Sicherheit zu Gesicht zu bekommen. Geradezu überraschend waren aber die Resultate, als ich nach dem Färben etwas Chloralhydrat (5:1 Wasser) zu den Präparaten zusetzte. Da verquoll dann der ganze Zelünhalt, auch der Kern etwas. Aber der Kern behielt seine Farbe vollständig, während alle andern Inhaltsbestandteile der Zelle nur noch diffus gefärbt waren. In zweifelhaften Fällen brachte ich immer Chloralhydrat zur Anwendung und erzielte befriedigende Resultate damit. Chloraljod (nur so viel Jod- zusatz, daß die Mschung gell)])raun, fast gelb aussieht) läßt die Pyrenoide in den meisten Fällen von den Kernen unterscheiden. Es färbt den Stärke- hof um die Pyrenoide blau.

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Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins in den Geschlechtszellen von Ascaris.

Von Dr. Kiyoshi Katsuki.

(Aus dem Zoologischen Institut München.)

Mit Tafel I— III.

Inhalt.

Seit©

A. Einleitung 92

B. Spezieller Teil 93

1. Material und Methode 93

2. Die Größe der Chromosomen 96

a) Wandlungen der Chromatinquantität während des 'Chromosomen- cyklus 96

b) Variabilität der Chromosomen eines Stadiums und Beziehimgen dieser Variabilität zu spezifischen Größendifferenzen der Chromo- somen 99

c) Quantitative Verteilung des Chromatins bei den Teilungen ... 107

3. Die Größe der Kerne 111

a) Wandlungen der Kernquantität wälu-end des Chromosomencyklus 111

b) Variabilität der Kerne eines Stadiums 112

4. Beziehungen der Chromosomengröße zu der Kerngröße 115

Tafelerklärung H'^

A. Einleitung.

Das bloße morphologische Studium der Geschlechtszellen zeigt, daß ihre Kerne und Chromosomen während eines Lebenscyklus von der Ur- geschlechtszelle bis zur vollzogenen Befruchtung großen quantitativen Schwankungen unterworfen sind. Die vorliegende Arbeit setzte es sich zur Aufgabe, diese Verhältnisse zahlenmäßig und unter Berücksichtigung

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 93

der natürlichen Variabilität beider Geschlechter an einem geeigneten Objekt Äscaris megdocephaJa möglichst genau zu bestimmen. Die ge- wonnenen Daten können dann einmal späterhin als Ausgangspunkt dienen, um die Chromatinwandlungen mit den gleichzeitig verlaufenden Stoffwechselprozessen der Zelle in Beziehung zu setzen.

Im folgenden sei zunächst nur das rechnerisch gewonnene Material vorgelegt, ohne daß weitergehende Schlußfolgerungen daran geknüpft würden.

Die Untersuchungen wurden im zoologischen Institut in München auf Veranlassung von Herrn Geheimrat R. Hertwig und Herrn Pro- fessor R. Goldschmidt ausgeführt, denen ich für alle Hilfe hiermit danke.

B. Spezieller Teil.

1. Material und Methode.

Als Material zu der vorliegenden Untersuchung dienten Ovarien und Hoden von Ascaris megdocephaJa.

Als Fixierungsflüssigkeit wurde fast ausschließlich CARNOYSche Flüssigkeit verwandt. Eingebettet wurde in Paraffin und geschnitten von 5—15 /(, je nach der Größe des Materials in jedem Stadium. Die Schnitte wurden aufgeklebt, nachdem der Objektträger mit einer mög- lichst dünnen Schicht Eiweißglyzerin bestrichen war. Dann ver-wandte ich Eisenhämatoxyhn nach Heidenhain zur Färbung der Schnitte, die in Kanadabalsam eingeschlossen wurden, um zu Dauerpräparaten ver- arbeitet zu werden.

Für meine Untersuchungen habe ich folgende Stadien gewählt: I. Chromosomen.

A. Chromosomen während der Reifeteilungen (Ovocyten).

1. Chromosomen bei der ersten Richtungskörperbildung.

2. Chromosomen bei der zweiten Richtungskörperbildung.

B. Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatocyten).

1. Chromosomen bei der ersten Teilung.

2. Chromosomen bei der zweiten Teilung.

C. Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilungen.

1. Chromosomen während der Prophase (vor der Teilung).

2. Cliromosomen während der Telophase (nach der Teilung).

D. Chromosomen während der Furchungsteilung (vor der Äquatorial- plattenbildung).

94 Kiyoshi Katsuki

II. Kerne.

A. Kerne bei der ersten Furchiingsteilung.

1. Vorkerne, direkt vor der Chromosomenbildiing zur ersten Furchungsteilung.

2. Die Tochterkerne der ersten Furchiingsteilung.

B. Kerne während der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteihmgen.

1. Die Kerne der Ovogonien vor der Teihmg.

2. Die Kerne der Ovogonien nach der Teihmg.

3. Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung.

4. Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung.

C. Kerne der Ovocyten und Spermatocyten während der Wachstunis- periode.

1. Die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Ovocyten.

2. Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten.

3. Die Kerne am Ende der Wachstumsperiode der Ovocyten.

4. Die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Spermato- cyten.

5. Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode der Spermato- cyten.

6. Die Kerne am Ende der Wachstumsperiode der Spermatocyten.

Die Chromosomen und die Kerne der einzelnen Stadien wurden der Länge, Breite und Dicke nach gemessen. Da es sich nur um Relations- zahlen handelt, wurde auf objektive Messungen verzichtet. Vielmehr wurden alle Stadien unter identischen Bedingungen gezeichnet und dann auf dem Papier möglichst genau gemessen. Die folgenden Zahlen sind daher in Millimetern dieser Messungen ausgedrückt. Für die Chromo- somenmessung brauchte ich das ZEisssche Kompensationsocular 12 und

2 mm

homogene Immersion — — — für die Kernmessung das Zsisssche

l.oU n. Ap I

2 mm Kompensationsocular 6 und homogene Immersion —^ r —

Das Volumen der Chromosomen bei der ersten und zweiten Richtungs- körperbildung berechnete ich als EUipsoid nach der Formel:

4 , ,4 Länge /Breite\2. ^nahc oder -^_^-^-^-|

Das Volumen der Chromosomen bei der ersten und zweiten Teilung während der Spermatocytenteilungen konnte ich infolge der birnförmigen Gestalt nicht als EUipsoid, Paraboloid oder Hyperboloid berechnen.

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chroniatins usw. 95

Deshalb teilte ich die Figur in ein Paraboloid und in ein halbes Ellipsoid, berechnete jedes für sich und addierte dann die erhaltenen Größen. Auf diese Weise erhielt ich einen der Wirklichkeit nahe kommenden Wert.

Die Paraboloidformel lautet:

1 „, , 1 Länge /Br^ite\2

2 ^^ ^ oder 2''^[-J-l'

4 ,

— TT Qj u C

die Formel für das halbe Ellipsoid ^ also zusammen

2

Länge Länge

Ö^

1 2 / Breite \ 2 14 2 /Breite \ 2

2^^— l^-) +2^3"^-T-(-2-)-

Die Berechnung der Chromosomen während der Ovogonien bzw. Spermatogonienteilungen und der ersten Furchungsteilung fülu-te ich in der Weise aus, daß ich Cylinderform annahm.

Die Cylinderformel lautet: icr^h

. ^ .. /Breite\2

oder 7t Länge 1 1 .

Zur Feststellung des Kernvolumens bediente ich mich, da es sich bei den Kernen um Kugeln handelt, folgender Formel:

4 , , 4 /Durchmesoer\2 3 ^' oder -^( 2 ) •

Zur Untersuchung der Variabilität wurden folgende Formeln für Mittelwert m, und den Variationskoeffizienten benutzt.

Mittelwert = —

n

n = die Summe der Häufigkeitszahl 2 = die Summe der Messungszahl

..Y--

Pa

Variationskoeffizient

n a = die Differenz zwischen der Messungszahl

und dem Mittelwert P = Häufigkeitszahl 2 = das Summenzeichen n = die Summe der Häufigkeitszahlen. 100

Mittelwert

96 Kiyoshi Katsuki

2. Die Größe der Chromosomen.

a) Wandlungen der Chromatinquantität während des Chromosomencyklus .

Um die Wandlungen der Chromatinquantität während des Chromo- somencyklus zu erläutern, gebe ich eine Zusammenstellung der aus meinen Messungen gewonnenen Zahlen der hieraus berechneten Volumina der Chromosomen. (Die einzelnen Zahlen dieser wie bei den übrigen Mes- sungen sind als Anhang dieser Arbeit beigegeben.) Länge, Breite und Dicke der Chromosomen, aus denen dann die Volumina berechnet wurden, sind Mittelwerte aus einer großen Zahl von Messungen, nämlich diese Zahl der Messungen betrug:

50 in den Prophasen, während der Ovogonien- bzw. Spermato-

gonienteilungen, 100 in der Telophase, während obiger Zeit, 200 bei der ersten und zweiten Eeifeteilung,

60 während der ersten Furchungsteilung.

Di"e Einheit der Messungszahl ist, wie schon gesagt, Millimeter der Zeichnung.

Mittelwert.

Die Chromosomen während der Reifeteilungen:

(Ovocyten)

Bei der ersten Richtungskörperbildung

Länge 3,82

Breite und Dicke 2,47.

Bei der zweiten Richtungskörperbildung

Länge 3,75

Breite und Dicke 2,67.

Die Chromosomen während der Reifeteilungen:

(Spermatocyten) Bei der ersten Teilung

Länge 4,56

Breite und Dicke 2,71. Bei der zweiten Teilung

Länge 4,69

Breite und Dicke 2,73.

Materialien ziir Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 97

Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teihmgen :

Während der Prophase (vor der Teihmg):

Ovogonien

Länge 52,64

Breite und Dicke 1,27.

Spermatogonien
Länge	41,92
Breite und Dicke	1,13.
Während der Telophase nach der Teihmg
Ovogonien
Länge	29,89
Breite und Dicke	1,11.

Spermatogonien

Länge 25,73

Breite und Dicke 0,95.

Während der ersten Furchungsteihmg (vor der Äquatorial- plattenl)ildung) :

Länge 87,33

Breite und Dicke 2,21.

Volumen.

Die einzelnen Chromosomen während der Reifeteilungen (Ovocyten-

teihmgen) :

Bei der ersten Richtungskörperbildung (d. h. eines der

vier Tetradenelemente) 12,2579 = 12,26

Bei der zweiten Richtungskörperl)ildung 14,0132 = 14,01.

Die einzelnen Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermato- cy tenteilungen) :

Bei der ersten Teilung (wie oben) 14,5703 = 14,57

Bei der zweiten Teilung 15,2815 = 15,28.

Archiv f. Zellforschung. XHI. 7

98 Kiyoshi Katsuki

Die Volumina des gesamten Chromosomenbestandes während der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteihmgen :

Während der Prophase:

Ovogonien 65,5867 = 65,59

Spermatogonien 41,5004 = 41,50.

Während der Telophase:

Ovogonien 28,6227 = 28,62

Spermatogonien 18,0273 = 18.03.

Die gesamten Chromosomen während der ersten Furchungsteihuig (vor der Äquatorialplatten- bildung) 334,5992 = 334,60.

Wenn ich die vorhergehenden Zahlen der Chromatinvolumina der Reihe nach ordne, ergibt sich:

männlich weiblich Prophase der Vermehrungsteilungen Telophase der Vermehrungsteilungen

1. Reifeteilung (Äquatorialplatte)

2. » )) Vor der 1. Furchungsteilung 334,6

Diese Tabellen zeigen, daß sich nicht nur im Laufe eines Zellcyklus die Form der Chromosomen außerordentlich verändert, sondern auch daß die Volumina großen Schwankungen unterliegen. Während der Vermehrungsteilungen sind typischer Weise die weiblichen Elemente voluminöser als die männlichen. Diese Differenz wird sichtlich im Laufe der Wachstumsperiode wieder ausgeglichen, so daß die Chromosomen in beiden Geschlechtern mit den nahezu gleichen Volumina in die Reife- teilungen eintreten. Eher sind die Chromosomen des Männchens größer als die des Weibchens. Dies Volumen ist aber etwas mehr als doppelt so groß als in den Vermehrungsteilungen (wenn wir für sie das Mittel zwischen Pro- und Telophase einsetzen). In der Wachstumsperiode hat sich somit das Chromatin der Eier etwas verdoppelt; das der Samen- zellen fast vervierfacht. Eine weitere große Chromatinzunahme geht aber in den Vorkernen nach der Befruchtung vor sich. Denn die Chromo- somen der ersten Furchungsteilung zeigen das dreifache Volumen, wie die der reifen Geschlechtszellen.

41,5	65,6
18,0	28,6
106,0	98,0
61,2	56,0

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 99

b) Variabilität der Chromosomen eines Stadiums und Beziehungen dieser Variabilität zu spezifischen Größendiflferenzen der Chromo- somen.

Um den Wert derartiger quantitativer Untersuchungen an Chromo- somen beurteilen zu können, ist es nötig, auch die Variabilität der Chromo- somen zu berücksichtigen. Deshalb sind im folgenden die Häufigkeits- zahlen, Variationsreihen und Kurven der Chromosomenmasse für die einzelnen Stadien wiedergegeben. Diese Kurven haben aber noch eine andre Bedeutung. Die Messungen wurden meist an allen vier Chromo- somen einer Zelle vorgenommen. In der Regel sieht man bei Äscaris nicht viel von einer specifischen Größendifferenz der Chromosomen, wenn auch Angaben in dieser Richtung existieren. Sollte eine solche aber doch vorhanden sein, dann muß sie sich in der Kurve ausdrücken: Die Kurve muß mehr oder minder viergipflig erscheinen mit gleichmäßiger Frequenz der Gipfelbezirke. Die Aufzählungsreihen für die einzelnen Größen sind nun die folgenden:

Die L	äuge der Chromosomen	währen	d der R	eifeteilungen.
Ovocyten	Spermatocyten
bei der ersten Richtnngs-	beider zweit. Bichtungs-	bei der ersten	bei der zweiten
körperbildung	körperbildnng	Teilung	Teilung
I	II	I	II	I	11	I	II
3,1	3	3,0	10	3,6	1	4,0	2
3,2	4	3,1	7	3,7	2	4,1	4
3,3	16	3,2	11	3,8	—	4,2	5
3,4	10	3,3	8	3,9	3	4,3	5
3,5	36	3,4	9	4,0	19	4,4	13
3,6	27	3,5	26	4,1	10	4,5	16
3,7	68	3,6	11	4,2	33	4,6	36
3,8	47	3,7	22	4,3	34	4,7	23
3,9	44	3,8	10	4,4	27	4,8	25
4,0	74	3,9	13	4,5	56	4,9	26
4,1	11	4,0	27	4,6	62	5,0	31
4,2	17	4,1	7	4,7	31	5,1	8
4,3	24	4,2	15	4,8	53	5,2	6
4,4	8	4,3	6	4,9	20
4,5	7	4,4	6	5,0	40
4,6	1	4,5	5	5,1	6
4,7	2	4,6	—	5,2	3
4,8	—	4,7	3
4,9.	—	4,8	2
5,0	1	4,9 5,0	1 1

7*

100		D	[e Län	ge der	Chromosomen.
	währen	d der Ovugonien- bzw. SpermatogonienteilungeE		während der ersten F urchangsteilung
	•ährend der Prophase	während der Telophase
Tl	vor der Äquatorial-
Ovog(	)nien	Spermatogonien	Ovogonien	Spermatogonien	plattenbildung
I	II	I 1 II	I	11	I	ir	I	II
43	1	33	2	21	1	20	2	82	1
44	1	34	5	22	1	21	4	83	2
45	—	35	2	23	1	22	8	84	2
46	2	36	3	24	2	23	4	85	4
47	1	37	5	25	2	24	8	86	3
48	2	38	5	26	2	! 25	6	87	4
49	4	39	6	27	7	26	6	88	4
50	4	40	2	28	8	27	4	89	6
51	2	41	2	29	8	28	3	90	8
52	5	42	2	30	5	29	3	91	5
53	8	43	6	31	7	30	3	92	4
54	3	44	4	32	5	31	6	93	3
55	3	45	2	33	1	32	1	94	2
56	2	46	1	34	3	33	2	95	4
57	1	47	2	35	3			96	3
58	2	48	1	36	—			97	2
59	1			37	3			98	1
60	3			38	1			99	1
61	1							100	1
62	1
63	3

Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Eeifeteilungen.

Ovocyten	Spermatocyten
bei der ersten Richtungs-	bei der zweit. Eichtungs-	bei der ersten	bei der zweiten
körperbilduDg	körperbildung	Teilung 1	Teilung
I II	I i II	I	11	I	n
2,0	4	2,0	2	2,0	1 '' 2,2	2
2,1	15	2,1	1	2,1		2,3	7
2,2	32	2,2	5	2,2	1	2,4	9
2,3	61	2,3	14	2,3	10	2,5	17
2,4	46	2,4	16	2,4	28	2,6	35
2,5	71	2,5	26	2,5	56	'■ 2,7	35
2,6	55	2,6	23	2,6	49	2,8	58
2,7	32	2,7	15	2,7	78	2,9	17
2,8	41	2,8	27	2.8	102	3,0	12
2,9	23	2,9	25	2,9	43	3,1	3
3,0	12	3,0	27	3,0	31	3,2	5
3,1	1	3,1	2	3,1	1
3,2	4	3,2	9
3,3	3	3,3 3,4 3,5	2 3 3

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 101 Die Breite und Dicke der Chromosomen.

	während der Ovogonien bezw. Spermatogonienteilungen.		während der ersten
					Furchungst eilung
wanrena aer rropnase	während der Telophase	während der Äqua-
Ovogonien	Spermatogonien	Ovogonien	Spermatogonien	torialplattenbildung
I	II	I	II	I	II	I	II	I	II
1,4	26	1,0	7	0,8	1	0,7	2	1,8	1
1,5	16	1,1	21	0,9	7	0,8	10	1,9	3
1,6	5	1,2	14	1,0	11	0,9	14	2,0	5
1,7	3	1,3	8	1,1	15	1,0	27	2,1	5
				1,2	21	1,1	7	2,2	16
				1,3	5			2,3 2,4 2,5 2,6	13 10 6 1

I = Messungszalil, II = Häufigkeitszahl.

Es zeigt sich also eine beträchtliche Variabilität im quantitativen Verhalten der Chromosomen.

Das Maß der Variabilität in den einzelnen Stadien ergibt sich, wenn wir die Standardabweichung o berechnen. Dieselbe beträgt für:

die Chromosomen während der Eeifeteilungen (Ovocytenteilungen)

bei der ersten Richtungskörperbildung

Länge 0,299685

Breite und Dicke 0,257181

bei der zweiten Richtungskörperbildung

Länge 0,431045

Breite und Dicke 0,302355.

Die Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatocyten- teilungen)

bei der ersten Teilung

Länge 0,300374

Breite und Dicke 0,182392

bei der zweiten Teilung Länffe

0,260908

Breite und Dicke 0,189082.

102 Kiyoshi Katsuki

Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilungen :

während der Prophase

Ovogonien

Länge 4,916848

Breite und Dicke 0,087841

Spermatogonien Länge 4,1895277

Breite und Dicke 0,095084

während der Telophase

Ovogonien

Länge 3,4556606

Breite und Dicke 0,0918087

Spermatogonien Länge 3,4892215

Breite und Dicke 0,1007058

während der ersten Furchungsteilung (vor der Äquatorial- plattenbildung)

Länge 5,0991

Breite und Dicke 1,7616.

Ein andres Maß für die Variabilität der Chromosomen ist der Varia- tionskoeffizient V, er beträgt für:

Die Chromosomen während der Reifeteikmgen (Ovocytenteilungen) bei der ersten Eichtungskörperbildung

Länge 7,8506 = 7,85

Breite und Dicke 10,3964 = 10,40

bei der zweiten Eichtungskörperbildung

Länge 11,4965 = 11,50

Breite und Dicke 11,3078 = 11,31.

Die Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatocyten- teilungen) :

bei der ersten Teilung

Länge 6,5852 = 6,59

Breite und Dicke 6,7403 = 6,74

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 103

bei der zweiten Teilung

Länge 5,5648 = 5,57

Breite und Dicke 6,9156 = 6,92.

Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilungen :

während der Prophase (vor der Teilung) Ovogonien

■'b^

Länge 9,3405 = 9,34

^ö

Breite und Dicke 6,9403 = 6,94

Spermatogonien Länge 9,9953 = 10,00

Breite und Dicke 8,4669 = 8,47

während der Telophase (nach der Teilung)

Ovogonien Länge 11,5615 = 11,56

Breite und Dicke 8,3000 = 8,30

Spermatogonien

Länge 13,5609 = 13,56

Breite und Dicke 10,6624 = 10,66

während der ersten Furchungsteiiung (vor der Äquatorial- plattenbildung)

Länge 5,8523 = 5,85

Breite und Dicke 7,7910 = 7,79.

Aus diesen Zahlen ergibt sich nun, daß die Chromosomenform in jedem Stadium einer beträchtlichen VariabiHtät unterworfen ist. Be- merkenswert erscheint, daß die Variabilität während der Reifeteilungen eine viel geringere ist, als in den andern Stadien. Die Ursache kann allerdings eine sehr einfache sein : In diesem Stadium sind Chromosomen kurz und kompakt und daher Größenschwankungen viel schwerer durch Messung festzustellen als bei den langen Fäden der andern Stadien.

Die Variabilität, welche ich hier nachgewiesen habe, bezieht sich auf die Form der Chromosomen, nicht auf ihr Volumen, da in diesen Ta- bellen nur Zahlen in bezug auf Länge, Dicke und Breite berücksichtigt sind. Wie steht es nun mit den Volumina? Es wurde oben mitgeteilt,

104 Kyoshi Katsiiki

daß ich die Volumina der Chromosomen als Ellipsoid, Paraboloid und Ellipsoid und Cyhnderform je nach dem Stadium gerechnet habe. Die EUipsoidformel lautet:

4 ,

ö

Wenn ich das Volumen mit X bezeichne, erhalte ich

X = —7tal)'c

oder

X =

-^ Länge- Breite 2,

7t

aber -^ ist ein konstanter Wert,

deshalb X 00 Länge • Breite 2.

Diese Formel sagt, daß das Volumen sich verändert im Verhältnis zu dem Produkt aus Länge • Breite^. Man muß also nur die Variabiütät des Produkts der Länge und Breite berechnen, um eine VariabiUtät der Volumina der Chromosomen zu erkennen.

Beim Paraboloid und Ellipsoid ist das gleiche der Fall, nänüich

Länge Länge

1 7t 2 /Breite\2 14 2 / Breite\2

2 3~l^~/ ■^23'^^~IT~/

X = —^ • Länge • Breite 2

beim Cylinder ebenso:

Xoo Länge • Breite^,

Ttr^h

X=7rLänge|^^|

Xoo Länge • Breite^.

Deshalb habe ich von allen meinen Messungszahlen noch einmal das Produkt aus Länge und Breite berechnet. Aus diesen Zahlen ergibt sich dann die Variation im Volumen des Chromatins in verschiedenen Stadien.

Die folgenden Tabellen zeigen dies:

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Cluromatins usw. 105

während der Reifeteilungen:

Ovocyten	Spermatocyten
tei der ersten Richtungs-	bei der zweit	. Richtungs-	bei der ersten	bei der zweiten
körperbildung	körperl	ildung	Teilung	Teilung
I	II	I	II	I	II	I	II
13	1	14	1	16	1	17	1
14	3	15	2		—	18	—
15	6	16	1	19	1	19	1
16	10	17	4	20	—	20	2
17	13	18	4	21	3	21	2
18	19	19	9	22	2	22	2
19	14	20	9	23	7	23	2
20	34	21	11	24		6	24	5
21	32	22	14	25	13	25	1
22	24	23	9	26	13	26	8
23	38	24	12	27		17	27	—
24	21	25	10	28	17	28	8
25	21	26	8	29		25	29	12
26	21	27	13	30	20	30	6
27	23	28	4	31	33	31	8
28	13	29	6	32	18	32	13
29	14	30	6	33	27	33	13
30	12	31	15	34		26	34	12
31	26	32	o	35		27	35	12
32	2	33	8	36		22	36	19
33	9	34	12	37		12	37	8
34	11	35	10	38	37	38	18
35	8	36	4	39	18	39	14
36	6	37	5	40		15	40	4
37	3	38	4	41		6	41	9
38 •	4	39	2	42		12	42	3
39	2	40	3	43		8	43	3
40	—	41	1	44		2	44	3
41	1	42	—	45		8	45	4
42	1	43	3	46		2	46	2
—	—	44	1				47	1
47	1	—	—				48	— :
48	2	48 49 50 öl	1 1 1				49 50 51	1 1 1

106

Kivoshi Katsuki

während der Oyogonien bezw. Spermatogonienteiliingen		während der ersten
			FurchuDgsteilung
	.
während der Prophase	während der Telophase i
			vor der Aquatorial-
Ovogonien	1 Spermatogonien	Ovogonien	Spermatogonien	plattenhildung
I	11	I	]i	I	II	I	II	1	II
62	1	33	1	18	1	11	2	29	1
—	—	34	1	19	—	12	—	30	—
67	1	35	1	20	1	13	2	31	1
68	—	36	1	21	—	14	1	32	—
69	1	—	—	22	2	15	1	33	1
70	2	40	2	23	2	16		34	1
71	—	41	1	24	2	17	—	35	3
72	2	42	—	25	4	18	—	36	—
73	—	43	2	26		> 19	5	37	1
74	1	44	1	27	3	20	5	38	3
75	3	45	3	28	2	21	5	39	2
76	4	46	2	29	2	22	4	40	3
77	—	47	1	30	—	23	3	41	3
78	4	48	1	31	1	24	6	42	2
79	1	49	1	32	3	25	5	43	2
80	1	50	2	33	1	26	2	44	4
81	2	51	2	34	3	27	8	45	2
82	1	52	3	35	1	28	3	46	2
83	1	53	4	36	2	29	4	47	2
84	3	54	2	37	—	30	1	48	5
85	—	55	—	38	4	31	2	49	4
86	2	56	2	39	4	32	—	50	3
87	1	57	—	40	2	—	—	51	4
88	2	58	3	41	1	37	1	52	3
89	—	59	2	42	4			53	5
90	1	60	—	43	2
91	—	61	3	44	—			59	1
92	1	62	2	45	3			60	1
93	3	63	—	46	1				—
94	—	64	2	47	1			63	1
95	1	—	—	48	—
96	—	68	4	49	3
97	—	—	—	—	—
98	1	79	1	54	1
99	1			55	1
100	2			_
101	1			59	2
102	2			,	.
103	1			62	1
104	1
119	1
130	1

1 = Länge xBreite2. — II = Häufigkeitszahl.

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 107

Wir erkennen daraus, daß die Volumina der Chromosomen eines Stadiums ebenso wie die Formen variabel sind und diese Variabilität in den verschiedensten Stadien nicht immer gleich ist. Diese Variabilität der Volumina ist nicht ganz gleich der Variabilität der Chromosomen- formen, sondern ist ihr proportional. Endlich kommt es darauf an, daß in den Formen oder Volumina der Chromosomen eines Stadiums eine Schwankung besteht, die in einzelnen Stadien ziemlich groß ist.

Es fragt sich nun, ob wir Ursache haben, die Richtigkeit der ge- wonnenen Resultate anzuzweifeln. Wenn diese Resultate nicht richtig wären, dann würde der Grund hierfür in der Untersuchungsmethode liegen. Wenn ich auf die Methode der Untersuchung zurückblicke, so war diese meines Erachtens vollständig richtig, weil ich die Behandlung des Materials (Fixieren, Einbetten, Schneiden, Aufkleben, Färben und EinschHeßen) ebenso das Zeichnen und Messen der Chromosomen in möglichst identischer Weise durchführte. Da es sich um Relation handelt, scheiden die wohl immer gleichen Fehler der Methoden aus.

c) Quantitative Verteilung des Chromatins.

Wir wollen nun die Zahlen, welche wir einerseits für Länge und Breite der Chromosomen, anderseits für ihre Volumina gefunden haben, noch von einem andern Gesichtspunkte aus betrachten, indem wir Mutter- und Tochterchromosomen eines und desselben Stadiums untereinander ver- gleichen.

Die Länge der Chromosomen während der Reifeteilungen (Ovocyten):

während der ersten Richtungskörperbildung

I II III IV ^^

die vier Chromosomen, welche in den Eiern

bleiben 3,87 3,78 3,82 3,80 3,82

die vier Chromosomen, welche später in den

ersten Richtungskörper gehen 3,78 3,83 3,81 3,81 3,81

während der zweiten Richtungskörperbildung

Durch- schnitt

die zwei Chromosomen, welche in den Eiern bleiben 3,72 3,77 3,74

die zwei Chromosomen, welche später in den zweiten

Richtungskörper gehen 3,76 3,76 3,76.

108 Kiyoshi Katsuki

Die Länge der Chromosomen während der Reifeteilungen (Sperma- tocyten) :

bei der ersten Teihnig

I II III IV ^""*:

schnitt A 4,57 4,54 4,57 4,52 4,56 AI 4,54 4,57 4,55 4,59 4,56

bei der zweiten Teihmg

Durch- schnitt A 4,69 4,66 4,68 AI 4,67 4,72 4,69.

Die Länge der Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Sperma- togonienteilungen (während der Telophase):

I II Durchschnitt

Ovogonien 29,84 29,94 29,89

Spermatogonien 25,99 25,49 25,73.

Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Reifeteihmgen (Ovocyten) :

bei der ersten Richtungskörpcrbildung

I II III IV ^"t:

schnitt die vier Chromosomen, welche in den Eiern

bleiben 2,51 2,44 2,45 2,51 2,48

die vier Chromosomen, welche später in

den ersten Richtungskörper gehen 2,47 2,44 2,46 2,58 2,49

bei der zweiten Richtungskörperbildung

I II Durchschnitt

die zwei Chromosomen, welche in den Eiern

bleiben 2,67 2,69 2,68

die zwei Chromosomen, welche später in den

zweiten Richtungskörper gehen 2,66 2,65 2,66.

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 109

Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Reifeteilungen (Spermatogonien) :

bei der ersten Teihmg ^ ,., -.-.^ -^y Durch-

schnitt A 2.71 2,71 2,70 2,76 2,72 AI 2,71 2,69 2,68 2,60 2,69

«

bei der zweiten Teikmg

	I	II	Durchschnitt
A	2,75	2,76	2,76
AI	2,71	2,70	2,71.

Die Breite und Dicke der Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteihmgen (während der Telophase):

	A	AI	Durchschnitt
Ovogonien	1,106	1,106	1,106
Spermatogonien	0,95	0,94	0,95.

Volumen, Die Chromosomen während der Reifeteilungen:

(Ovocyten). Während der ersten Richtungskörperbildung: Chromosomen, welche in den Eiern bleiben

I II III IV ^~

12,77 11,78 12,01 12,54 49,10

Chromosomen, welche später in den ersten Richtungskörper gehen

I II III IV ^;^™^

11,03 11,93 12,08 12,77 47,81

"Während der zweiten Richtungskörperbildung:

Chromosomen, welche in den Eiern bleiben

I II I+II

13,88 14,25 28,13

110 Kiyoshi Katsuki

Chromosomen, welche später in den zweiten Kichtungskörper gehen

I II I + II

13,90 13,78 27,68

(Spermatocyten). Während der ersten Teihmg

I .11 III	IV S I-IV
A Teil 16,39 14,54 14,54	15,03 60,50
AI Teil 14,54 14,50 13,90	13,60 56,54
Während der zweiten Teilung
I II	I + II
A Teil 15,46 15,49	30,95
AI Teil 15,28 15,02	30,30.

Die Chromosomen während der Ovogonien- bzw. Spermatogonien- teilimgen (während der Telophase)

A AI A + AI

Ovogonien 28,65 28,74 57,39

Spermatogonien 19,22 17,72 36,94.

Über die quantitative Verteilung des Chromatins bei den Teilungen habe ich schon teilweise berichtet. Nach den obigen Tabellen kann man nunmehr diese noch viel deutlicher bemerken. Wenn man die Chromosomengröße vor und nach den Teilungen der Ovogonien- bzw. Spermatogonienteilungen betrachtet, ergibt sich:

vor den Teilungen nach den Teilungen

^ • P- - 28,65 1 ._ .

Ovogonien bop ^^ _, \ o /,4

19 22 ) Spermatogonien 41,5 ._' |36,9.

Die Größe der Mutterchromosomen ist etwas bedeutender als die bei den Tochterchromosomen zusammengenommen, aber die zwei Tochter- kerne erhalten ziemlich genau gleiche Mengen des Chromatins. Ebenso teilt sich die Chromatinmenge in den Eeifeteilungen genau in zwei Teile. Es ergeben also genaue Messungen dasselbe, was man auf Grund der morphologischen Befunde stets als selbstverständlich betrachtete, daß bei dem Teilungsprozesse die Chromatinmenge sich genau in zwei gleiche Teile teilt.

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 111

3. Die Größe der Kerne, a) Wandlungen der Kernquantität während des Chromosomencyklus.

In diesem Paragraphen möchte ich die Untersuchung noch weiter auf die Wandhingen der Kernquantität während des Chromosomen- cyklus ausdehnen. Zu diesem Zweck habe ich die Durchmesser der Kerne durch Messung bestimmt und ihre Vohimina berechnet, und zwar bei beiden Geschlechtern in verschiedenen Stadien. Ich halje dabei die Durchmesser von 120 Kernen gemessen und daraus den Durchschnitt berechnet. Der berechnete Mittelwert des Durchmessers beträgt:

1 Vorkern direkt vor der Chromosomenbildung der ersten Fur-

chungsteilung 10,68

Für die Kerne der Ovogonien vor der Teilung 8,21

Für die Kerne der Ovogonien nach der Teilung 6,49

Für die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung 7,13

Für die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung 5,64

Für die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Ovocyten 6,56 Für die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der Sperma-

tocyten 5,71 Für die Kerne aus der Mitte, wie bestimmt, der Wachstums- periode der Ovocyten 8,25 Für die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Spermato-

cyten ' 7,25

Für die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten 10,44 Für die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Spermato-

cyten 8,84

Für die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung 8,38

Volumen.

Die einzelnen Vorkerne i) direkt vor der Chromo- somenbildung zur ersten Furchungsteilung = 637,9140 = 637,91 Die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung = 308,2164 = 308,22 Die Kerne der Ovogonien vor der Teilung = 290,0293 = 290,03 Die Kerne der Ovogonien nach der Teilung = 143,2629 = 143,26 Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung = 191,0631 = 191,06 Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung = 93,8870 = 93,89

1) Um einen für beide Kerne gültigen Mittelwert zu erhalten, habe ich Eikern und Samenkern addiert und diurch 2 dividiert.

112 Kiyoshi Katsuki

Die Kerne am Anfang der Wachstumsperiode der

Ovocyten ^ = 147,6832 = 147,68

Die Kerne am Anfang der Waclistumsperiode der

Spermatocyten = 97,2728 = 97,27

Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode

der Ovocyten = 294,0133 = 294,01

Die Kerne aus der Mitte der Wachstumsperiode

der Spermatocyten = 199,5221 = 199,52

Die Kerne am Ende der W^achstumsperiode der

Ovocyten = 595,9984 = 596,00

Die Kerne am Ende der Wachstumsperiode der

Spermatocyten = 361,6071 = 361,61.

Wenn ich die vorhergehenden Zahlen der Vohimina der Keihe nach orchie, ergibt sich:

Ovogonien Spermatogonien vor der Teilung nach der Teilung

Anfang (im Wachstum)

Mitte » »

Ende » »

Vorkern im befruchteten Ei

Tochterkerne nach der ersten Furchungsteilung

Aus obigem ersehen wir:

1. Die Ovogonien sind größer als die Spermatogonien,

2. In der Wachstumsperiode ist das Wachstum der beiden unge- fälu- gleich.

3. Nach der AVachstumsperiode wird der Eikern nur wenig ver- größert, während der Samenkern im Ei doppelt so groß wird, als der Kern der Spermatocyten erster Ordnung am Schluß der Wachstunisperiode war.

b) Variabilität der Kerne eines Stadiums.

^ Wie ich es bereits bei der Untersuchung über die Chroraosomengröße gemacht habe, so habe ich auch für die Durchmesser und die Volumina der Kerne auf den verschiedenen Entwicklungsstadien die Variabilität untersucht, den Variabilitätskoeffizienten berechnet und eine Kurve der Variabihtät konstruiert. Wenn ich sie zeige, ergibt sich:

290	191
143	94
ocyten	Spermat
147	97
294	199
595	362
	637
	308.

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 113 Die Kerne der Ovogonien und Spermatogonien.

Ovogonien	Spermatogonien
vor der	Teilung	nach der Teilung	vor der Teilung	nach der	Teilung
I	II	I	II	I 1 11	I	II
7,2	1	5,9	1	6,4	1	5,0	1
7,3	1	6,0	6	6,5	3	5,1	5
7,4	2	6,1	9	6,6	3	5,2	7
7,5	3	6,2	14	6,7	4	5,3	12
7,6	2	6,3	10	6,8	4	5,4	14
7,7	4	6,4	11	6,9	13	5,5	16
7,8	8	6,5	14	7,0	19	5,6	12
7,9	10	6,6	20	7,1	16	5,7	12
8,0	15	6,7	12	7,2	15	5,8	9
8,1	10	6,8	9	7,3	16	5,9	7
8,2	10	6,9	8	7,4	13	6,0	7
8,3	9	7,0	4	7,5	6	6,1	8
8,4	10	7,1	1	7,6	2	6,2	7
8,5	9	7,2	1	7,7	5	6,3	1
8,6	8					6,4	1
8,7	5					6.5	1
8,8	5
8,9	4
9,0	2
9,1	1
9,2	1

	Die Kerne der Ov	ocyten im Wachstum.
Anfang	Mitte	Ende
I	11	I II	I	II
5,8	1	7.6	2	9,5	1
5,9	2	7,7	5	9,6	2
6,0	4	7,8	5	9,7	5
6,1	7	7,9	10	9,8	5
6,2	5	8,0	11	9,9	7
6,3	8	8,1	10	10,0	5
6,4	11	8,2	19	10,1	6
6.5	19	8,3	15	10,2	8
6,6	17	8,4	11	10,3	10
6,7	14	8,5	12	10,4	16
6,8	10	8,6	5	10,5	15
6,9	12	8,7	5	10,6	7
7,0	7	8,8	5	10,7	8
7,1	3	8,9	3	10,8	8
		9,0	2	10,9 11.0 11,1 11,2	4 5 5 3

Archiv f. Zellforschung. Xlll.

8

114

Kiyoshi Katsuki

Die Kerne der Spermatocyten im Wachstum.

Anfang

Mitte

Ende

I	II	1 I	II	I	11
5.2	2	6,5	2	8,3	2
5,3	5	6,6	4	8.4	6
5,4	5	6,7	4	8,5	10
5,5	11	6,8	4	8,6	10
5,6	12	6,9	6	8,7	15
5,7	16	7,0	12	8,8	13
5,8	28	7,1	11	8.9	19
5,9	17	7,2	13	9,0	20
6,0	9	7,3	20	9,1	10
6,1	7	7,4	11	9,2	6
6,2	5	7,5	12	9.3	4
6,8	2	7.6	6	9,4	2
6,4	1	7,7	5	9,5	2
		7,8	6	9,6	1
		7,9	3
		8,0	1

Die Vorkerne vor der Chromosomenbildung zur ersten Furchungsteilung und Tochterkerne der ersten Furchungsteiknig

Vorkerne	Tochterkerne
I	II	I	n	I	II	I	II
9,7	1	10,8	8	7,6	1	8.7	11
9,8	2	10,9	8	7,7	2	8,8	6
9,9	3	11,0	7	7,8	4	8,9	3
10.0	5	11,1	5	7,9	7	9,0	5
10,1	4	11,2	6	8,0	9	9,1	2
10,2	10	11,3	4	8,1	7
10,3	13	11,4	3	8,2	10
10,4	8	11,5	3	8,3	13
10,5	8	11,6	5	8,4	17
10,6	8	11,7	3	8,5	11
10,7	6			8,6	12

I = Größe des Durchmessers

II

Häufigkeit des Vorkernes

Die Standardabweichung beträgt für:

Die Vorkerne direkt vor der Chromosomenbikhmg zur ersten

Furchungsteihmg Die Kerne der Ovogonien vor der Teilung

0,49326 0,40639

Materialien ziir Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 115

Die Kerne der Ovogonien nach der Teilung 0,28407

Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung 0,27590

Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung 0,32969

Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Ovocyten 0,29180

Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten 0,31780

Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten 0,40417 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Spermato-

cyten 0,25179

Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Spermatocyten 0,32966

Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Spermatocyten 0,27154

Die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung 0,33476

Variationskoeffizient.

Die Vorkerne direkt vor der Chromosomenbildung zur

ersten Furchungsteilung 4,6178 = 4,62 Die Kerne der Ovogonien vor der Teilung 4,9479 = 4,95 Die Kerne der Ovogonien nach der Teilung 4,4095 = 4,41 Die Kerne der Spermatogonien vor der Teilung 3,8705 = 3,87 Die Kerne der Spermatogonien nach der Teilung 5,8466 = 5,85 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Ovo- cyten 4,4520 = 4,45 Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten 3,8510 = 3,85 Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten 3,8709 = 3,87 Die Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 4,4120 = 4,41 Die Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 4,5470 = 4,55 Die Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Sperma- tocyten 3,0710 = 3,07 Die Tochterkerne der ersten Furchungsteilung 3,9947 = 4,00.

Die Kerngrößen sind also auch einer gewissen Varialjilität unter- worfen; ihr Maß ist aber in den verschiedenen Stadien ungefähr gleich,

4. Beziehungen der Chromosomengröße zu der Kerngröße.

Vergleichen wir nunmehr die für die Chromosomen gewonnenen Ergebnisse mit den für die Kerne erzielten.

1. Wandlungen der Chromatinmenge und der Kernvolumina während des Chromosomencyklus.

8*

116 Kiyoshi Katsuki

Während des Chromosomencyklus verändert sich die Chromatin- menge in den verschiedenen Stadien und ist am größten von allen Stadien, welche ich untersucht habe, zur Zeit wo die Chromosomen im Eikern und Samenkern neu aufgetreten sind, aber sich noch nicht zur Bildung der Äquatorialplatte zusammengefunden haben. Während der AVachs- tumsperiode vergrößert sich die Chromatinmenge im Ei auf das ckeifache, in der Samenzelle auf das fünffache nach den Ovogonien- bzw. Sperma- togonienteilungen. Ebenso hat das Kernvolumen verschiedene Größe in den verschiedenen Stadien. Vor der ersten Furchungsteilung ist das- selbe (die Summe von Ei- und Samenkern) am größten von allen Stadien, welche ich untersucht habe, und die Kerne am Ende der Wachstums- periode der Ovocyten bzw. Spermatocyten sind dreimal größer als die Kerne am Anfang dieses Stadiums nach der Teilung.

2. Quantitative Verteilung des Chromatins und Kernes.

Wie die Chromatinmenge nach der Teilung immer die Hälfte der- jenigen vor der Teilung ist, so ist auch die Kerngröße nach der Teilung die Hälfte derjenigen vor der Teilung.

3. Variabilität der Chromosomen und Kerne eines Stadiums.

Wie die Chromosomengrößen, so zeigen auch die Kerngrößen eine typische Kurve der Variabiütät. Während aber das Maß der Variabili- tät der Chromosomen in den verschiedenen Stadien wechselt, ist es für die Kerne ungefähr gleich. Das spricht dafür, daß die Verschiedenheiten, welche meine Messungen der Chromosomengröße ergeben haben, nicht durch die Mängel meiner Methodik bedingt, sondern im Objekt selbst gegeben sind. Die oben gegebene Erklärung für dies Verhalten der Chromosomen ist die richtige und die BovERische Regel über das quanti- tative Verhältnis von Clu'omosomenmasse und Kernvolumen ist nicht etwa durchbrochen. Die scheinbaren Ausnahmen sind dadurch herbei- geführt, daß Unterschiede in den Chromosomenformen existieren, welche den Ausfall der Messungen beeinflussen.

4. Frequenzkurven und specifische Chromosomengröße.

Viele Tiere zeigen ganz charakteristische und typische Unterschiede in der Größe ihrer Chromosomen innerhalb einer und derselben Äqua- torialplatte. Dies ist bei Ascaris nicht direkt nachweisbar. Wenn wir nun die Einzeltiere in bezug auf die ihnen eigentümlichen Chromosomen- großen vergleichen, so werden wir mit äußerst charakteristischen und typischen Unterschieden bekannt, welche in den für die Variabilität der Chromosomengröße konstruierten Kurven zum Ausdruck kommen. Ein Blick auf die Taf. I und II lehrt, daß wir zwei Gruppen von Tieren unter- scheiden können. Die eine ist durch die Fig. 1—4 und 10—13 gegeben;

Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins usw. 117

Fig. 1—4 beziehen sich auf Länge (la—4a) und Breite bzw. Dicke (15— 4&), die Fig. 10—13 auf die berechneten relativen Vohimina. Die andre ist durch die Fig. 5—8 und 14—18 gegeben. Fig. 5—8 beziehen sich auf Länge (ba—Sa) und Breite bzw. Dicke (bh—Sb); die Fig. 14— 18 auf die berechneten relativen Volumina.

Tafelerklärung.

Tafel I.

Die Abszissen geben die gemessenen Größen, die Ordinaten die Häufigkeit ihi'es Vorkommens.

Fig. 1 — 9. Länge, Breite und Dicke der Chromosomen.

Fig. la. Die Länge während der ersten Richtungskörperbildung in der Ovo- cytenteilung.

Fig. lö.

Fig. 2 a. Ovocyten.

Fig. 2&.

Fig. Sa.

Die Breite und Dicke in derselben Zeit.

Die Länge wälirend der zweiten Eichtungskörperbildung

m

den

Fig. 3&. Fig. 4 a. Fig. 4 i. Fig. 5 a. Fig. 5&.

Die Breite und Dicke in derselben Zeit.

Die Länge bei der ersten Teilung während der Spermatocytenteilung.

Die Breite und Dicke in derselben Zeit.

Die Länge bei der zweiten Teilung während der Spermatocytenteilung.

Die Breite und Dicke in derselben Zeit.

Die Länge während der Prophase bei der Spermatogonienteilung.

Die Breite und Dicke in derselben Zeit.

Fig. 6a.

Fig. 6ö.

Fig. la.

Fig. 7&.

Fig. 8 a.

Fig.8&.

Fig. 9 a.

Fig. 9&.

Fig. 10-

Fig. 10. cytenteilung.

Fig. 11. cytenteUung.

Fig. 12.

Fig. 13.

Fig. 14.

Tafel II,

Die Länge während der Prophase bei der Ovogonienteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit.

Die Länge während der Telophase bei der Spermatogonienteilung. Die Breite imd Dicke während derselben Zeit. Die Länge während der Telophase bei der Ovogonienteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. Die Länge während der ersten Furchungsteilung. Die Breite und Dicke in derselben Zeit. ■18. Die Volumina der Chromosomen. Die Volumina während der ersten Richtungskörperbildung in der Ovo-

Die Volumina während der zweiten Richtungskörperbildung der Ovo-

Die Volumina bei der ersten Teihmg während der Spermatocytenteilung. Die Volumina bei der zweiten Teilung wälurend der Spermatocytenteilung. Die Volumina während der Prophase bei der Spermatogonienteilung.

1 18 Kiyoshi Katsuki, Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen usw.

Tafel III.

Fig. 15. Die Volumina während der Prophase bei der Ovogonienteilung.

Fig. 16. Die Volumina während der Telophase bei der SpermatogonienteUung.

Fig. 17. Die Volumina während der Telophase bei der Ovogonienteilung.

Fig. 18. Die Volumina während der ersten Furchungsteilung.

Fig. 19—23. Die Größe der Kerne.

Fig. 19a. Die Größe der Vorkerne dii-ekt vor der Chromosomenbildung zur ersten Furchungsteilung.

Fig. 19 h. Die Größe der Tochterkerne nach der obigen Teilung.

Fig. 20 a. Die Größe der Kerne nach der Ovogonienteilung.

Fig. 20 J. Die Größe der Kerne vor der Ovogonienteilung.

Fig. 21a. Die Größe der Kerne nach der Spermatogonienteilung.

Fig. 21&. Die Größe der Kerne vor der Spermatogonienteilung.

Fig. 22a. Die Größe der Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Ovocyten.

Fig. 22b. Die Größe der Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Ovocyten.

Fig. 22 c. Die Größe der Kerne des Endes der Wachstumsperiode der Ovocyten.

Fig. 23 a. Die Größe der Kerne des Anfangs der Wachstumsperiode der Sper- matocyten.

Fig. 23b. Die Größe der Kerne der Mitte der Wachstumsperiode der Spermato- cyten.

Fig. 23 c. Die Größe der Kerne des Endes der Wachstumsperiode derSpermato- cyten.

Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale depo Tautolisi.

Per il

Dottor Alberto Ziveri,

[Manicomio Provinciale di Macerata (Direttore L. Lugiato).]

L'argomento della metamorfosi grassa, della cosi detta «Verfettung» dei tedeschi, ha dato luogo in questi ultimi anni a numerosi e importanti studi. Le recenti monografie di Kawamura, D'Agata, Ciaccio danno una precisa idea del come si siano svolte fino alFepoca attuale queste ricerche.

Le questioni principali che furono dibattute sono due: 1° Torigine delle sostanze grasse; 2° la natura delle medesime.

Alla prima questione si puö, ora, rispondere che Forigine e doppia, esogena in date circostanze per deposito di sostanze grasse provenienti dai succhi nutritizii ed endogena in altre circostanze e qui il fenomeno dipende dal «rendersi evidenti» di date sostanze lipose che normalmente esistono nel plasnia cellulare ma che sono mascherate verosimilmente perche legate con complessi proteici. Secondo alcuni autori tali sostanze possono giä trovarsi in uno stato intermedio e, almeno, in certi casi, formerebbero il sostrato principale delle sostanze che appaiono come lipose ; noto qui a proposito i cosi detti cdiposomi» di Albrecht e Tapparato mitocondrico piü di recente tratto in questione. Inoltre possono aggiun- gersi i cosi detti da Ciaccio «lipoidi di imbibizione», cioe minutissime particelle adipose diffuse in tutto il plasma cellulare e non risolubili coi comuni ingrandimenti microscopici.

Riguardo la seconda questione, malgrado le numerose ricerche di ordine chimico, chimico-fisico, istochimico, non si e ancora potuto ri- spondere con esattezza minuta e ciö per causa della enorme complessitä delle sostanze lipose dei tessuti. Perö nelle linee generali si puö ora affer-

120 Alberto Ziveri

mare che, a seconda dei casi, pure esistendo sempre le mescolanze, pre- valgono 0 gli eteri colesterinici e acidi grassi o i lipoidi, in piü piccola parte i saponi. In relazione a queste prevalenze notate dai diversi ricercatori, si sono impiegate diverse denominazioni atte a caratterizzarle e cosi secondo Aschoff nel caso di formazione esogena si ha la steatosi, nel caso di formazione endogena si ha la mielinosi. Secondo Kaiserling la prima si suddivide in liposi (eteri glicerinici), steatosi (eteri colesteri- nici), lipoidosi (lipoidi); mielinosi restando ancora la designazione della formazione endogena. Ciaccio cosi ha modificato lo Schema classi- f icativo :

1" lipoidosi anabolica (esogena) divisa in Uposi, lipoidosi e lipolipoi- dosi infiltrativa.

2° lipoidosi regressiva (endogena) divisa in lipolisi e lipoidohsi. La formazione di sostanze grasse post-mortale evidentemente e di natura endogena e un tenipo servi, come e noto, di appoggio ai sostenitori della teoria, ormai tramontata, della trasformazione degli albuminoidi in grassi. E alquanto strano perö che dopo tanti studi che hanno demolito tale teoria, si trovi un ricercatore (Venuti) il quäle facendo ricerche sulla «scomposizione cadaverica con formazione di grassi» operando su fegato e reni venga a concludere che «si abbia una neoformazione di grasso che si .origina dagli albuminoidi cellulari » mentre le forme mieliniche endo- cellulari attingono la loro genesi dai granuli di grasso preesistenti (liposomi di Albrecht).

Oggidi soltanto si ritiene possibile in via teorica una scissione di glicogeno dall'albumina (Kraus) e poiche e possibile la formazione di grassi dagli idrati di carbonio, teoricamente non sarebbe esclusa questo ulteriore passaggio della trasformazione albuminoide ; ma questo nei processi patologici non e provato e ad ogni modo il meccanismo sarebbe diverso da queUo della comune «Verfettung)) (Dietrich). Eesta ora da verificare due fatti: 1° se la trasformazione liposa postmortale (mielinosi autoHtica) da prodotti analoghi a quelli delle formazioni grasse e lipoidi che avven- gono nei tessuti viventi. 2° Se le formazioni mielino-autolitiche sono uguali nelle cellule che contengono sostanze lipoidi solo allo stato nascosto come in quelle che presentano tali sostanze in modo evidente.

AI primo quesito si puö rispondere che alcuni A. A. erano di opi- nione che i due processi fossero pressoche identici, ma altri, con a capo Dietrich, non credono che vi sia alcun rapporto: «Autolyse mit Zell- verfettung in keine direkten Beziehungen gebracht werden kann)) e che soltanto esistano alcunc analogie. Kawamura cosi si esprime per la distinzione fra la mielinosi autolitica (postmortale) da quella necrobiotica

Siil comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale doporautolisi. 121

(rigonfiamento parenchimatoso, iiecrosi tossica, interruzione del circolo arterioso ecc). «In questa compaiono sostanze rilncenti opache che hanno la tendenza alla formazione di zolle mieliniformi. Esse sostanze mostrano occasionalmente, se pnr di rado, la doppia rifrangenza e mo- strano anclie un comportamento mutantes! verso le colorazioni col blu Nilo, col Sudan e col Rosso neutro; perö quest'ultimo da quasi sempre, per lo meno col riscaldamento, risultato positivo. Coi metodi di Smith le sostanze si colorano positivamente. Per ciö si distinguono bene dai birifrangenti eteri colesterinici. E notevole che questa liirifrangenza non si altera, o poco, col leggero riscaldamento. E difficile poter dire di che sostanze si tratti; con certezza si possono escludere gli eteri glicerinici e colesterinici a cagione della lucentezza opaca e cosi pure le mescolanze di colesterina e acidi grassi. Si devono considerare soltanto i fosfatidi, cerebrosidi, saponi e rispettivamente gli acidi grassi liberi. Dato il con- temporaneo disfacimento nucleare e da pensarsi anzitutto a un passaggio di fosfatidi nucleari nel protoplasma. »

La mielina postmortale o autolitica si distingue dall'altra, intanto perche per la sua origine si puö escludere la Influenza dei succhi organici circolanti.

Secondo Kawamura poi (alFopposto di quanto osservarono Gesa BiANCHi e Launoy) non mai compaiono sostanze birifrangenti. II com- portamento perö verso il rosso neutro, il blu Nilo e il Sudan e uguale a quello della mielina necrobiotica, soltanto la colorazione col rosso neutro e in alcuni organi mutevole e relativamente piü chiara. I metodi di Smith riescono positivi. Anche qui l'opinione che 1' origine sia dai fosfatidi nucleari e assai probabile. Secondo Kawamura ancora nulla si puö dire circa i rapporti fra i liposomi di Albrecht e la mielina autolitica e necrobiotica.

Riguardo la metamorfosi mielinica delle sostanze grasse che pre- esistevano in forma evidente nella cellula (la cosi detta paramielina di Aschoff) Krontowski ammette che le sostanze grasse preesistenti nelle cellule subiscano deUe trasformazioni, forse lipolitiche che si comportano differentemente dal punto di vista microchimico (per es. colorazione col metodo di Fischler) e si ha formazione di acidi grassi oltre ai lipoidi che si hanno neU'autolisi di cellule prima non mostranti grasso. Shitata conferma che neU'autolisi asettica ne gli acidi grassi elevati ne la colesterina subiscono modificazioni. II comparire di gocciole negli organi autolitici proviene, secondo lui, dallo scindersi di radicali di acidi grassi dalla com- binazione di molecole di alta complessitä.

122 Alberto Ziveri

Kawamura cosi scrive: «L'esempio piü conosciuto e quello delle cellule epaticlie in cui il grasso neutro gradatamente va aumentando la sua colorabilitä col rosso neutro. Essa inizia alla periferia e dipende o da una distruzione del grasso neutro o dalla liberazione di acidi grassi 0 formazione di saponi o da una apposizione di lipoidi liberantisi dai nuclei, alla superficie delle gocciole grasse. E notevole che gii eteri di colesterina subiscono molto piü lentamente questa formazione para- mielinica che gli eteri glicerinici. »

Dopo queste premesse generali intendo occuparmi un poco piii in particolare dei fenomeni in questione per quanto riguarda il sistema nervoso centrale.

Che in molte manifestazioni patologiche e anche nella semplice se- nilitä nelle cellule nervöse si notino depositi liposi, e cosa notissima, ma anche neiruomo normale giovane si possono trovare sostanze lipose nei vasi e nelle cellule. Che esistano tali sostanze fisiologicamente in dati animali (lipoidi di imbibizione) e stato pure dimostrato (Luna). Cosi pure formazioni mitocondriche (che si ritiene abbiano rapporti con le sostanze in parola) sono State descritte oltre che neH'animale neonato, anche nell'adulto (Nageotte, Bus an a, Faure-Fremiet, Hoven, Luna, ecc). Nel sistema nervoso si puö quindi ammettere esista una «Ver- fettung« esogena e una «Verfettung» endogena.

La natura delle sostanze lipose del sistema nervoso e, nonpertanto, ancora allo studio essendo i risultati ottenuti dai ricercatori alquanto contraddittorii. In ricerche eseguite chimicamente Allers non avrebbe trovato nei cervelli senili, ne eteri colesterinici ne grasso; avrebbe poi trovato come prodotti patologici un fosfosolfatide saturo e un fosfatide saturo contenente galattosio e un fosfatide insaturo che presentano la facoltä di sciogliersi in acetone ed etere di petrolio. Serono e Palozzi nel cervello degii erbivori non poterono dimostrare in quantitä apprezza- bile i grassi neutri, ma trovarono gli eteri colesterinici oleico e palmitico, lecitine oleica e palmitica, cerebrina e cerasina; Grey ed Egerton avreb- bero invece isolato dal cervello umano acidi grassi liberi saturi (acido stearico, palmitico -e miristico e forse un isomero dell'acido stearico) e insaturi (acido oleico, linolico, linoleinico, clupanodenico e forse un iso- mero dell'acido oleico). In ricerche d'ordine istologico, Rachmanow rin- venne (neiranimale) gU acidi grassi liberi nel pigmento giallo delle cellule nervöse; nelle cellule nevroghche e nelle cellule avventiziali si troverebbero perifericamente anche i grassi neutri (eteri ghcerinici). Kawamura in lesioni del sistema nervoso (focolai apoplettici, tabe dorsale) trovö che le sostanze adipose deUe cellule nervöse non sono birifrangenti, mentre

Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 123

nelle Körnchenzellen e negli spazii perivascolari si trovano sostanze birifrangenti-granulari (nei preparati non fissati) rossastre al trattamento col Nilblii; mentre nei preparati trattati, quelle stesse sostanze birifran- genti assumevano forma cristallinica aghiforme che col calore si tras- formava di nuovo in sferule, comportantisi ad ogni modo verso i colori allo stesso modo che nei preparati non fissati. In emorragie recenti trovö nelle Körnchenzellen granuli non birifrangenti tingentisi in bin rossastro col blu Nilo; e in un caso trovö numerose figure niieliniche in alcuni punti birifrangenti e colorantisi col nietodo Smith-Dietrich, in altri punti monorifrangenti e non colorantisi con questo metodo.

Secondo Biondi nei pigmento giallo delle cellule nervöse (nei cane) non si trovano ne gli eteri colesterinici ne gli acidi grassi liberi ma in vece eteri glicerinici commisti a lipoidi (fosfatidi).

EoussY e Laroche trovarono i corpi birifrangenti nelle cellule granulöse, mentre nelle cellule nervöse (senili) le sostanze lipose furono sempre monorifrangenti. Nelle cellule granulöse notarono boUe e cristalli tinti in rosa, bolle tinte in blu e punti tinti in rosso ; nelle cellule nervöse, tinte in blu col blu Nilo ; mentre le fibre midollari appaiono birifrangenti e tinte in violaceo-rosa col Nilo. Secondo i detti autori il cosl detto lipocromo consiste di lecitina.

Nelle mie ricerche precedenti su le sostanze lipoidi del sistema nervoso centrale in condizioni patologiche, avevo escluso che nelle cellule nervöse (forme senili-arteriosclerotiche-epilessia) le sostanze adipose fossero costi- tuite di acidi grassi e grassi neutri, ammisi in vece che tali sostanze fossero principalmente costituite di fosfatidi e cerebrosidi; ammisi pure che grassi neutri e acidi grassi si trovassero soltanto nei focolai di rammolli- mento. Marinesco usando Fultramicroscopio crede di identificare il pigmento adiposo delle cellule nervöse come un sistema formato di granu- lazioni proteiche e accumuli di lipoidi legati fortemente fra loro. Kraus ha eseguito ricerche in questo senso sull'ipofisi umana e ha trovato nelle cellule gocciole di sostanze lipoidi isotrope, combinate con una sostanza albuminoide, aumentanti col crescere delFetä. Si tratta perö di mesco- lanze di lipoidi e in parte di eteri colesterinici, acidi grassi e saponi. II comparire di sostanze birifrangenti e indizio di un abbassamento della funzione ceUulare, Negli interstizii si trovano granulazioni polverulenti di natura prevalentemente etero-glicerinica e sono un fenomeno di in- vecchiamento. Nei tessuto connettivo paraipofisario poi compare costante- mente il grasso neutro e geodi cristalline birifrangenti date da acidi grassi.

Secondo Stuermer i corpuscoli amiloidi ehe si trovano nei sistema nervoso delFuomo si possono considerare costituiti principalmente, in

124 Alberto Ziveri

base a ricerche comparative con le sostanze in vitro, di una «Mischung von Sphingomyelinen und Phrenosinen mit einem glykogen- oder sonst kohlehydratähnlichen Körper, unter Beteiligung irgendeiner beim Abbau der Lipoide freiwerdenden Fettsäure». Studiando le sostanze basofile metacromatiche, Bonfiglio nelle cellule granulöse ottenne col bin Kilo grosse granulazioni tinte in rosso e granulazioni piü piccole tinte in azzurro. Non ha mai riscontrato granulazioni colorate coi diversi nietodi a lacche ematossihniche ; i prodotti metacromatici da lui denominati a si colorano col metodo diCiAccio; questi prodotti (fissazione in formolo) non sono birifrangenti.

BuscAiNO, in un recente studio basandosi sul metodo delle estrazioni frazionate seguite dalle colorazioni specifiche, nelle pareti vasali (soggetti normali e patologici) descrive i cumuli lipoidi «come costituiti essenzial- mente di grassi neutri in prevalenza, fosfatidi non saturi con tracce di altri fosfatidi e fors'anche di cerebrosidi». Intorno ai nuclei nevroglici le granulazioni consistono «essenzialmente di fosfatidi suturi; forse anche solfofosfatidi e cerebrosidi e forse anche tracce di grassi neutri»; nelle Zone perilacunari (cellule granulöse) accumuli di grassi neutri ed eteri di colesterina. Nelle cellule nervöse, normali e patologiche, secondo FA. si trovano le stesse sostanze degli elementi nevroglici (non delle cellule granulöse).

Mi sono limitato a riassumere le opinioni dei piü recenti ricercatori e ciö malgrado si notano differenze di reperti e di opinioni. Ciö e dovuto in parte alla diversitä del materiale usato (uomo-animali) e in parte alFim- perfezione dei metodi di ricerche, anche i piü moderni. Lo stesso metodo della estrazione frazionata (Fraenkel) applicato alle ricerche istologiche, non e completamente sicuro, sebbene oggidi il migliore. La ragione di ciö sta nel fatto che le mescolanze dei diversi corpi modificano grande- mente le proprietä di solubilitä dei medesimi, producendosi il fenomeno di influenze reciproche facilitanti la solubilitä, fatto comune anche ai corpi albuminoidi.

Ciö non ostante ho creduto ripetere ancora alcune ricerche sul com- portamento delle diverse sostanze lipose sotto Fazione della autolisi e, poiche in questo caso si tratta di ricerche comparative fra le medesime sostanze prima e dopo di detta azione, credo siano sufficienti i nietodi piü recentemente usati, almeno per definire le piü importanti differenze microchimiche eventualmente riscontrabili.

I metodi che ho scelto sono quello della luce polarizzata; la colora- zione col blu Nilo, il metodo di Smith prima e dopo i passaggi nella sprie dei solventi di Fraenkel. In dati casi usai anche la colorazione con

Sul compuitainento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo rautulisi. 125

tionina (24 ore) differenziando con acido acetico (1%) e montando senza passaggi in alcool e xilolo ; e la colorazione con fucsina di Ziehl allungata e differenziando pure con soluzione di acido acetico come per la tionina.

Materiale impiegato:

Cervello di vitello (due esemplari);

Cervello e midollo di dementi senili (quattro esemplari) ;

Cervello e midollo di arteriosclerotici (due esemplari).

Osservai diverse regioni corticali, ma ho preferito sopratutto operare sul corno d'ammone: 1° perche in tale regione Fintreccio delle fibre e poco intralciante ; 2° perche le grosse cellule piramidali sono quelle che si presentano piü rieche di materiali liposi (come le cellule del corno anteriore del midollo e le grandi piramidali della corteccia centrale) 6 ciö anche in etä abbastanza giovanile. Osservai anche il midollo spinale e i gangh della base. Koto fin da ora che le sostanze lipoidi delle grosse cellule del corno d'ammone non contengono che assai scarso la pigmenta- zione gialla, che in vece mostrano le altre grosse cellule su menzionate; come dirö in seguito piü estesamente, questa presenza modifica le tras- formazioni autolitiche nel senso di una resistenza ad essa; il corno d'am- mone rimane quindi, anche per questa ragione, uno dei punti piü adatti per le ricerche qui in discorso.

Le parti non sottoposte all'autolisi furono esaminate al piü presto possibile (8—12 ore dopo la morte).

Le parti sottoposte aH'autohsi rimanevano in una scatola di Petri per otto-dieci giorni a una temperatura ambiente di +8+12 centigradi. Ho tralasciato l'autolisi asettica poiche e stato notato (Venuti) che la invasione saprofitica non influisce suU'autolisi. lo pure ho notato che i microorganismi si limitano a invadere la superficie dei pezzi e dopo quei giorni non hanno mal invaso le parti interne.

I pezzi prima di sezionarli erano fissati in formolo all' 8% per 48 ore.

L'osservazione microscopica fu eseguita a luce artificiale (elettrica a incandescenza) perche si mostrano piü spiccate le diverse gradazioni dei colori, specie: azzurro-violetto-rosso ; inoltre riesce meglio l'osservazione a luce polarizzata.

Per determinare la natura dei corpi liposi autolitici mi sono servito (pur tenendo conto di tutte le riserve delle cause d'errore, come piü in dietro ho accennato) delle tavole colorimetriche di Kawamura, mia e di Stuermer eseguite su prodotti « in vitro ». A proposito di quest'ultimo autore noterö come egli ha trovato che Folio di oliva si colora in azzurro

126 Alberto Ziveri

col blu Kilo; ciö non e ,e, tanto nelle mie prove precedenti, come in ri- prove attuali, debbo dire che l'olio di olivo puro si colora sempre in rosso conio si colorano sempre in rosso i grassi animali fresclii (bue, maiale, pollo).

Ho compiuto altre ricerche complementari, sempre »in vitro« che prima non avevo praticato ^) e piü che altro per investigare se potevo trovare una mescolanza che desse la colorazione rossa (cosi detta meta- cromatica) coi colori basici di aniUna (tionina, bhi di tohiidina) propria delle sostanze denominate basofilo-metacromatiche che nei pro- cessi degenerativi del sistema nervoso pare abbiano una certa importanza. Parallelamente ho usato anche per confronto la fucsina basica, il bin Nilo, lo Smith,

Devo notare che il miglior metodo per determinare in vitro l'azione colorante e quello di spalmare le sostanze (quando queste non siano liquide, nel quäl caso si scuotono di frequente in provetta con la soluzione colorante) su vetri coprioggetti, ponendo un poco del corpo (liquefatto, se e allo stato solido) fra due vetri e strisciando Funo suH'altro. I vetri si pongono poi nelle soluzioni coloranti contenute in scatole di vetro, e, dopo il numero di ore determinato, si lavano in acqua distillata. II metodo della carta da sigarette imbevuto delle sostanze da esaminare (Wlassak) mi pare molto nieno adatto. Con il procedimento suddetto ho colorato anche preparati fatti con sostanza bianca di cervello di vitello prima e dopo dell'autolisi, facendo essiccare la sostanza sul vetro prima di colorare (vedi Tavola a pag. 127).

Debbo qui fare una modificazione riguardo i dati da me riportati nel mio precedente lavoro; mentre allora notai che l'olio di oliva rimaneva incoloro alla fucsina, in mie ricerche attuali con due carapioni di olio di oliva (garantito puro) e in un campione di olio di mandorle ottenni in- vece una colorazione leggermente rossa. Col blu di toluidina in un cam- pione di olio di olivo ebbi un color carmino violaceo chiarissimo, l'altro rimase incoloro ; Folio di mandorle prese il rosso lieve con la fucsina e un azzurro violaceo con il blu di toluidina. Probabilmente tali differenze possono dipendere dalla presenza di piccole quantitä di acidi grassi liberi (che colla fucsina e il blu di toluidina si colorano intensamente) e di Sterine (fitosterina) (ehe pure si colorano col blu di toluidina e con la fucsina). Ciö del resto avviene anche per i grassi animali: cosi ho trovato che il grasso di bue rimane incoloro per la fucsina e col blu di toluidina, mentre

1) Debbo alla cortesia del Prof. C. Serono, direttore dell'Istituto Medico farma- cologico in Eoma, l'oleato di colesterina su cui ho sperimentato e iie lo ringrazio viva- mente.

Sul comportameuto delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopol'autolisi. 127

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Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 129

U grasso di maiale prende con la fucsina im color rosso leggerissimo ri- manendo incoloro con l'azzurro di toluidina; il grasso di cappone rimane pure incoloro col bin di toluidina, rimanendo tinto lievissimamente in rosa coUa fucsina. Anche qui la colorazione lieve che possono assumere i grassi animali deve probabilmente dipendere dalle tenui quantitä di acidi grassi e di colesterina contenuti in essi. Infatti nel mio primo lavoro poiche usai grasso di maiale alquanto stagionato eolio di nierluzzo, ottenni color rosso chiaro con la fucsina e rosso violaceo con il blu di toluidina, appunto per il grado minore di purezza di quei campioni di grassi. E a ritenersi quindi che i grassi neutri puri rimangano incolori o pressoche colla fucsina e col blu di toluidina. Dopo i criterii di colorabihtä vi sono i criterii di solubilitä dei diversi corpi e per ciö ho seguito la se- guente tavola desunta dai diversi autori:

Corpi solubili in:

Acetone	Etere di petrolio	Benzolo-Alcool-Etere
€olesterina e suoi eteri	Fosfatidi non saturi	Fosfatidi saturi
—	—	Solfofosfatidi
Orassi neutri meno la	Un galattoside	—
tripalmitina)		Cerebrosidi
Acidi grassi
Saponi
Due lipoidi

A proposito poi dei corpi birifrangenti, noto come vi sia diversitä di giudizii fra autore e autore. Non devesi dimenticare che tutti i corpi grassi e lipoidi nella fase cristallina solida sono birifrangenti; quindi la birifrangenza in forme cristalline angolari non ha alcun valore distintivo (ho potuto confermare questo per tutte le sostanze pure esaminate, si solo che associate: acidi grassi, saponi, eteri glicerinici, eteri colesterinici lecitine, protagone, cerebrina, colesterina). L'importante e di sapere quali sostanze danno birifrangenza nella fase cristallina liquida. Fra queste sostanze, secondo Aschoff, solo gli eteri di colesterina la danno costante- mente e facilmente. Ma altri composti hanno tale facoltä e siccome tale fase si ha a una temperatura diversa a seconda dei diversi corpi o mesco- lanze, sarebbe necessario di conoscere il punto della temperatura in cui •ogni singolo corpo o mescolanza di corpi passa nella fase cristallina liquida

ArchiT f. Zellforschung. XIII. 9

130 Alberto Ziveri

(fase intermedia fra cristallizzazione e liquefazione). Ma poiche a tempe- ratiira ordinaria solo pochi sono i corpi che la presentano e piü di tutti gli eteri (oleico) colesterinici e lecitina, la mescolanza di acido oleico + co- lesterina e forse i saponi oleici, si puö utilizzare anclie il metodo della liice polarizzata che sarebbe di gran lunga piü utile, come ben dice il EoccHi, qualora si potessero usare contemporaneamente tavolino riscal- dabile e polarizzatore e si conoscessero tutti i punti di fusione e di cristalliz- zazione e relativa fase cristallina liquida dei diversi composti e mescolanze. Dei puri criterii di colorabilitä si sa che valgono soltanto se confrontati fra loro: una singola colorazione non insegna nulla. Ad ogni modo e beue ricordare:

1. Che il blu di toluidina lascia incolori gli eteri (oleico) colesterinici, le mescolanze oleato colesterina + grassi neutri; oleato colesterina + grassi neutri + protagone; oleato colesterina + acido oleico.

2. Che la fucsina di Ziehl lascia incolori o tinge debolissimamente i grassi neutri puri, l'oleato di colesterina + grassi neutri.

3. II metodo di Smith "Weigert non da lacca a freddo con i grassi neutri, acidi grassi, eteri di colesterina. E poi da notarsi come gli acidi grassi i quali assumono col blu ISilo un colore azzurro cupo, basta che siano commisti a colesterina o a colesterina insieme al suo etere oleico, perche assumano una tinta rossa piü o meno netta.

Le ricerche fatte per trovare in vitro sostanze e mescolanze che ab- biano i caratteri tintorii delle sostanze basofilo-metacromatiche non mi hanno dato risultati nettamente decisivi. La sostanza bianca spahnata SU vetrino assume colorazione viola (piü rossastra a luce artif iciale) i) e ciö pure, sebbene piü pallida, dopo trattamento acetonico (60 ore) e dopa trattamento acetonico e di etere di petrolio (6—12 ore); anzi dopo quest'ul- timo doppio trattamento la «nuance» viola tende piü al rosso. Ora poiche tali solventi disciolgono la colesterina e suoi eteri, i grassi neutri (tranne la tripalmitina) gli acidi grassi, i fosfatidi non saturi, alcuni lipoidi non detenninati e un galattoside, e a ritenersi che la colorazione metacromatica non dipenda soltanto dalle Sterine o lipoidi (protagone) ma anche dai complessi proteici. Le prove «in vitro « con mescolanze di eteri colesterinici e protagone non mi hanno dato risultati molto soddisfacenti, soltanto le mescolanze oleato di colesterina + protagone + acido oleico e oleato di colesterina + colesterina + protagone + acido oleico, hanno dato una tinta viola assomigliante a quella della sostanza bianca, mentre il protagone

1) La differenziazione in soluzione acetica amnenta la «nuance» rossastra.

Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopol'autolisi. 131

Merk da realmente col Nilo uii blu leggermente violaceo, e colla tionina iin bei cremisi con leggera tendenza al viola, vale a dire si comporta ana- logamente alle sostanze basofilo-metacromatiche; ma poiche le sostanze basofilo-metacromatiche, spccie quelle descritte da Bonfiglio e da Domi- Kow e quelle della forma 2 a di Casamajor, assumono forma di gocce o l)olle, significa che debbono trovarsi allo stato semifluido alla temperatura del corpo ; quindi non possono essere di solo protagone o cerebrosidi poiche questi fondono a temperatura piü elevata (protagone fra 192° e 206°, cerebrosidi sopra dei 150°); sappiamo che l'oleato di colesterina in vece fonde SS 41°— 42° e rimane in superfusione anche sotto i 30°; e poiche la mescolanza oleato di colesterina, protagone, acido oleico fonde a tem- peratura bassa e da in parte le stesse reazioni metacromatiehe, potrebbesi supporre che nelle sostanze basofilo-metacromatiche vi sia la presenza di questi corpi; non si puö perö negare il componente proteico dopo quanto abbiamo visto nelle prove «in vitro» con la sostanza bianca. Che sostanze proteiche siano in quantitä rilevabile anche in questa e noto da studii odierni i quali hanno sfrondato la vecchia opinione che la sostanza grigia ne contenga il doppio. Infatti Abderhalden e Weil, calcolando i valori dei singoli aminoacidi, notarono che vi e grande analogia fra sostanza bianca e grigia e poiche il contenuto di aminoacidi, secondo le ricerche di E. Fischer, corrisponde al contenuto di all)umina, si deve ammettere (Weil) che entrambe le sostanze nervöse abbiano quantitativamente e qualitativamente la stessa albumina (6—8% della sostanza fresca). Anche derivati purinici come xantina e ipoxantina furono trovati pressoche in quantitä uguali nelle due sostanze (Lorenz).

Nessuna prova vi e che le sostanze basofilo-metacromatiche siano uno speciale prestadio di sostanze grasse come alcuno vuol ritenere; esse sono semplicemente probabili mescolanze di lipoidi, eteri colesterinici acidi grassi e proteine che potranno poi forse scindersi in composti piü. semplici. I granuli tt di Reich dei nervi o sono prodotti anabolici, o di catabolismo fisiologico, mentre i granuli e gli ammassi tt di Alzheimer e a di Bonfiglio sono prodotti catabolici patologici e dipendenti da lesioni distruttive nervöse (della sostanza bianca e intercellulare).

Prima Serie.l

Sistema nervoso normale di vitello. Prima dell'autolisi. Nelle cellule nervöse, Non vi sono granulazioni lipoidee tinte col Nilo ne collo scarlatto.

9*

132

Alberto Ziveri

Dopo l'autolisi. Col Nilo sembra di notare qualche granulo sparso nelle cellule che sono colorate diffusamente in Celeste. Invece coUo scarlatto si notano fine granulazioni tiiite in giallo pallido (monorifrangenti).

Dopo trattamento con acetone si nota ancora, tinto appena in palli- dissinio giallo coUo scarlatto, un certo numero di granulazioni nelle cellule nervöse.

Dopo trattamento con acetone, etere di petrolio, benzolo, le granula- zioni non si riescono piü a discernere in modo sicuro.

Le fibre mieliniche si comportano, dopo l'autolisi, come nell'encefalo dell'uomo (V. piü innanzi).

Seconda Serie.

Sistema nervoso di soggetti äff etti di demenza senile e arteriosclerotica. Prima delFautolisi Dopo l'autolisi

a) nelle cellule nervöse

L'abbondante quantitä di materiale liposo che invade buona parte del proto- plasma si mostra nel corno d'ammone, prima dell'impiego dei coloranti, meno giallastro di quello che si trova nelle altre grosse cellide corticali e midollari, vale a dire esiste meno ijigmento. II pigmento giallastro si trova ben conservato anche dopo permanenza in formolo da due anni.

Alla liice polarizzata le granulazioru sono monorifrangenti.

Le differenze di grado nella pigmen- tazione si mantengono inalterate ; in quanto alla forma, v. sotto. Fra le cellule si notano minute granulazioni e figure mieli- niche, queste probabilmente sono qui trasportate meccanicamente nelle mani- polazioni.

Restano monorifrangenti ; soltanto attorno alle cellule si notano qua e lä granidi e goccioline birifrangenti.

Col blu Nilo esse si colorano in blu e piü spesso in violaceo (differenziazione piü prolungata) nel corno d'ammone". Nelle cellule con molto pigmento, questo fa assumere una tinta blu verdastra o addirittura verdastra per la sommazione delle due tinte; e a notarsi che la dove la pigmentazione e molto spiccata (corno anteriore) e piü scarsa l'assimzione del blu Nilo.

Le cellule rieche di pigmento non mostrano differenze apprezzabili di com- portamento. Invece nelle grosse cellule del corno d'ammone si incontra in qualche punto che le granulazioni, prima dell'autolisi abbastänza uguaU per dimen- sioni, sono divenute disuguali, alcune hanno confluito a mo' di grosse bolle al- quanto irregolari e sono fuoriuscite dal corpo cellidare, esse si tingono piü forte- mente in blu.

Sul comportamento delle sostanze liiDose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 133

Con la tionina le graniüazioni sudette Idem.

non rimangono colorate.

Con la fucsina di Ziehl esse (corno d'ammone) assumono una colorazione in- teusa rossa che si puö benissimo osservare malgrado il fondo del preparato sia rimasto ipercolorato in cremisi cnpo.

Assumono anche dopo l'autolisi una forte colorazione rossa, forse alquanto piü debole che prima dell'autolisi.

Col metodo delle lacche (cromo-fer- rica) laccano facilmente le granulazioni delle grosse cellule del corno di ammone, meno facilmente le altre.

Perdono in parte la facoltä di formare lacca ematossilinica, si colorano cioemolto piü pallidamente assumendo un aspetto polveroso diffuso.

Dopo trattamento con acetone (24 a 48 ore) le granulazioni appaiono alquanto agglutinate e assumono meno il blu Nilo rimanendo verdastre, verde piü intenso quelle che piü contengono pigmento giallo. Dopo acetone e benzolo assumono poco il blu Nilo, rimane solo o il fondo giallastro del pigmento o pure una colorazione ver- dastra piü accentuata nelle cellule con molto pigmento (corno anteriore). Lo stesso anche dopo trattamento con alcool ed etere.

Idem.

b) nelle cellule e spazii perivasali.

Col blu Nilo, parte assume un color verdastro piü o meno cupo ; sono granula- zioni fortemente pigmentate (pigmenti emosiderinici).

Una parte assume il colore azzmTo, im'altra parte (in grade minore) il color rosso, altre il colorito violaceo. Nelle zone rammoUite aumentano di frequenza. Sono tutte monorifrangenti, tranne qualche granulo tinto in rosa, che e birifrangente.

Idem.

Con la tionina i granuli si vedono tinti in blu, blu verdastro e violaceo, altri incolori (tutti monorifrangenti).

Idem.

Buona parte delle granulazioni forma- no lacca ematossilinica.

Idem.

134

Alberto Ziveri

Dojio im trattamento di 30 ore in acetone le bolle blu e blu verdi al blu Nilo (monorif rangenti) sono ancora ben colorate .

Dopo trattamento con benzolo ed etere ancora alcune granulazioni iDrendono col blu Nilo, il colore azzm-ro o il blu verde.

Idem.

c) Cellule granulöse delle lacune e zone di ranimollimento.

Molte gramdazioni e gocciole nonche Idem.

cristalli e geodi cristalline tutte birifran- genti. Un'altra parte monorif rangenti.

Col blu Nilo grossi accumuli di gra- nulazioni si colorano in blu scuro e ver- done scuro (monorifrangenti) ; altre goc- ciole piccole e grosse e bolle prendono un color liUa o rosa chiaro, altre rosse e altre incolore (birifrangenti).

Con la Tionina le grosse bolle e gli aghi cristaUini non si colorano, varie granulazioni si colorano in violetto (buona parte monorifrangenti).

Con la fucsina fenica si nota che tutte le graniüazioni e bolle hanno assimto, con intensitä diversa perö, un bei colore rosso cremisi. I cristalli in parte (i pic- coli cristalli raggruppati fittamente) hanno assunto un color rosa; altri rimangono incolori. Le bollicine che hanno preso meno intensamente la tinta sono biri- frangenti.

La maggior parte delle bolle col metodo di Smith rimane giallastra (non forma lacca), prendono il color viola nero soltanto piccole granulazioni isolate o poste negU interstizii delle gocciole o bolle piü grosse.

Dopo trattamento acetonico sono scomparse le bolle birifrangenti ; rimangono ancora gli aghi cristaUini e qualche bolli- cina.

Idem.

Si notano granulazioni tinte in blu.

Idem.

Col metodo delle lacche si nota un discreto aumento delle sostanze che si colorano coll'ematossUina.

Idem.

Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 135

d) Fibre niidollari della sostanza bianca,

Presentano varicositä e solo in grado Abbondantissima formazione di boUe

modico fuoriuscita di bolle mieliniche. e fignre mieliniche che sono quasi tutte Birifrangenti. birifrangenti.

AI blu Nilo le fibre sono di colorito vio- I rimasugli di fibre sono tinti in vio

b*^

laceo uniforme. laceo, le bolle in violaceo, a nuances va-

rie, e piü cupo.

Con la tionina assumono un bei colo- Idem.

rito rosso.

Formano lacca ematossilinica. Idem.

Dopo trattamento acetonico le bolle Idem.

di mielina hanno lasciato il solo contorno e il resto colorato pallidissimo in Celeste col Nilo, i tubi sono pressoche incolori e sono monorifrangenti ; cosi anche dopo trattamento con etere di petrolio, benzolo, alcool e con etere.

Corpi amiloidi.

Sia prima che dopo l'autolisi, i corpi amiloidi si colorano col blu Nilo in azzurro cliiaro un po'violaceo.

Dopo trattamento acetonico conservano la colorazione azzurro- violacea chiara e dopo trattamento acetonico etere di petrolio si vedono ancora. ma niolto piü sbiaditi di tinta, e tutto ciö anche dopo Fautolisi.

Approfitto di questi miei dati di confronto dei reperti prima dell'auto- lisi per poter, prima di entrare nelFargoniento degli effetti di questa, confermare ancora in gran parte ciö che dissi nella mia prima nota circa le sostanze lipose nei cerveUi senili e arteriosclerotici ; innanzi tutto che attorno ai vasi le sostanze che prendono il rosso col blu Nilo non sono le prevalenti ma sono piü abbondanti queUe azzurre e verdi, meno le violacee. Nelle cellule grandi del corno d'ammone le granulazioni assu- mono, col blu Nilo, spesso una tinta violacea anziehe azzurra. Le granula- zioni che contengono molto pigmento (corno anteriore del midollo, grandi piramidali) assumono meno il blu Nilo prendendo una tinta intermedia blu-verde. Confermo che nelle cellule granulöse, conie hanno detto gli altri autori (Kawamura, Roussy e Laroche, Buscaino), esistono niolte sostanze birifrangenti in forma di gocciole e cristalli; le gocciole a granula-

136 Alberto Ziveri

zioni preudono col Mio i colori rosso, blu e violaceo; i cristalli rimangono incolori. Le gocciole birifrangenti permangono quando la permanenza in formalina non sia protratta a lungo. Confermo quanto giä dissi nella mia nota precedente che in mezzo a tante sostanze, formano lacea sol- tanto piccoli granuli aggruppati piü o meno irregolannente. Circa il comportamento coi solvent!, confermo i dati recentissimi del Buscaino col quäle disaccordo solo per quanto riguarda le sostanze perivasali che egli (astrazion fatta dai vasi lacunari e di zone rammoUite) trovö sempre tinte in rosso. Naturalmente non concordo in questo punto neanche colle deduzioni circa la natura delle sostanze colorate.

Passiamo ora a quanto hanno detto gli A. A. circa gli effetti del- l'autolisi nel sistema nervoso, limitandoci ai lavori piü recenti.

Laignel Lavastine e Jonnesco ritengono che le granulazioni che appaiono nelle cellule di Purkinje in trapianti sottocutanei di cervelletto", siano di natura lipoide e originino in parte da una trasformazione di albuminoidi.

Marinesco basandosi sull'esame al paraboloide Zeiss di cellule dei gangh spinalie simpaticidel «locus niger» e corno d'ammone d'uomo e di cane, opina che non vi sia differenza tra la formazione granuläre in vita e quella per autolisi.

TzEBiNSKi neir autolisi asettica (a 37—38°) di midollo spinale di coniglio e cavia e cane, nota che solo in rari casi si puö osservare la pre- senza di inclusioni lipoidi nelle cellule nervöse.

Rachmanow ammette che nelFautolisi compaiono, oltre gli acidi grassi, gli eteri glicerinici.

Buscaino ha trovato che nelle cellule nervöse di cane normale, mentre subito dopo la morte, col metodo diCiAccio non si notano granuli, dopo 48 a 96 ore le cellule in maggioranza assumono diffusamente e intensamente il colore arancione. Secondo l'A. «e difficile dire quäle sia la ragione intima di questo reperto, se cioe aumentino i lipoidi, se avvenga una trasformazione in questo senso delle sostanze proteiche contenute nel Protoplasma cellulare o se le proteine si alterino e lascino quindi quasi isolate e megUo visibili le sostanze grasse. »

Sebbene, soltanto tratti l'autolisi di frammenti di nervi periferici, ricordo pure il recentissimo lavoro di Biondi ; egU ha notato, dopo 5 giorni, ovoidi mielinici con distacco di sferule mieliniche; alcune sferule si an- neriscono col Marchi. Nelle cellule (di Schwann, dell'epi- e peri- ed en- doneuro) qua e la sferule tinte col Ciaccio ; f atto che FA. intei-preta come mielinosi postmortale. Non ha mai potuto tro\'are (anche dopo 15 giorni

Siü comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo rautolisi. 137

di autolisi) sostanze colorabili col metodo di Herxheimer. I corpi di Elz- HOLZ e le zolle di Marchi non aumentano colFaiitolisi prolungata e FA. noii li considera come prodotti autolitici. Questi reperti sono diversi da quelli che si hanno in vece nella degenerazione Walleriana e nel trapianto (granulazioni tinte coH'Herxheimer, coIWeigert Smith; bin col Nilo).

Simon, basandosi su ricerclie puramente chimiche, osservö il rap- porto fra i prodotti fosforati combinati ofganicamente e quelli inorganici (solubili in acqua) prima e dopo Fautolisi ed ebbe che aumenta forte- mente la quantitä dei prodotti inorganici contro quella dei prodotti orga- nici, segno di una intensa scissione dei lipoidi fosforati.

Ancora non e completamente certo il meccanismo delFautolisi. Due sono le ipotesi che possono spiegarlo; i processi fisico-chimici spontanei (Albrecht); Fazione di particolari fermenti (Launoy); quest'ultima gode le maggiori preferenze e probabilmente e quella che nella maggior parte dei fenomeni autolitici ha luogo.

iVlcuni autori hanno tentato di isolare tali fermenti. Coriat, avendo notato sdoppiamento di colina dalla lecitina, tentö di isolare il fermento senza riuscirvi. Altri autori dopo di lui hanno creduto di identificare quel corpo con le perossidasi che si trovano in molti organi fra cui il sistema nervoso (Battelli e Stern, Rosell). Simon accetta questa ipotesi. Anche Pichini trovo un'ossidasi, ma solo nelle cellule nervöse. Nel sistema nervoso perö solamente Juschtschenko trovö un fermento che scinde il grasso e soltanto Wrobleski un fermento proteolitico e non e stato ricercato se nelFautolisi tali fermenti siano presenti.

Poiche Fautolisi avviene tanto procedendo asetticamente che senza alcuna precauzione contro la putrefazione,bisogna ammettere cheglienzimi siano endocellulari e non provenienti dalFesterno, gli antisettici e il calore agiscono impedendo Fautolisi probabilmente distruggendo la atti- vitä 0 la composizione del fermento. Ciaccio nomina in genere le « proteasi » come fermenti delFautolisi: «del tutto alFinizio — egh scrive — Fazione della proteasi si produce nel mezzo acido favorevole ; i lipoidi del proto- plasma sono liberati dai loro legami con le proteine e dello stesso tempo si verifica la medesima cosa pei nucleoproteidi .... L'apparizione piü 0 meno tardiva di questi due fenomeni o la loro indipendenza in qualche caso si spiega col fatto dello stato di combinazione piü o meno saldo delle proteine con le nucleine e Facido nucleinico o rispettivamente coi lipoidi. Man mano avanza il processo della autolisi, i fenomeni si accentuano ed entrano in campo altri fermenti come la nucleasi ... in un secondo tempo forse la azione della proteasi e di altri fermenti e favorita della presenza di lipoidi liberi che, secondo le recenti ricerche di Centanni,

138 Alberto Ziveri

agiscono attivamente sui fermenti. In quanto a im intervento possibile di fermenti della natura delle lipasi, le ricerche di chimici finora non le hanno potute dimostrare. »

Ricordo che nella putrefazione del cervello poi, secondo Nencki, si forma soltanto lo scatolo e poco indolo.

II diverso comportamento dei lipoidi che si mostrano nell'autolisi di cervelli giovani in confronto con le sostanze Hpose contenute negli ele- menti celhilari di cervelli senili, dimostra che e infondata Fopinione di chi vuol sostenere che la formazione del cosi detto pigmento giallo in vita sia un puro fenomeno autolitico. Non si deve trattare soltanto di un «rendersi manifesto» di sostanze prima non visibili, ma si deve trattare di un vero aumento delle sostanze lipose e, naturalmente, di origine eso- gena. NelFautolisi di cellule nervöse non si potranno mai ottenere quegli enormi accumuli di sostanze che si hanno nelle cellule cerebral! di senili e di altre forme patologiche e, senza contare poi che il componente pig- mentoso manca nell'autolisi, anche la qualitä dei componenti liposi e forse diversa. Che se tanto nell'un caso che neU'altro i processi enzimatici possono essere ugualmente tratti in causa conie produttori del fenomeno, nel caso dell'accumulo liposo «intra vitam» la prima causa deve sempre consistere in disturbi metabolici: insieme con un abbassato metabolismo albuminoide si deve avere un abbassato metabolismo liposo con progressive immagazzinamento di materiali liposi, con successiva formazione di materiale pigmentoso. Tale accumulo probabilmente non deve essere di grave danno, vista la sua grande frequenza e diffusione e certamente non e paragonabile al rigonfiamento con liquefazione e trasformazione granuläre della sostanza cromatica, quali si vedono soltanto in gravi Processi che colpiscono il sistema nervoso. Non parlo qui dei materiali contenuti neUe cellule granulöse che ormai non si puö piü dubitare siano di natura esogena e cioe accumuli temporanei di materiali in via di re- gressione che dalle cellule stesse viene trasportato, pur ammettendo il fenomeno attivo di trasformazioni intermedie (Alzheimer, Jacob) deUe sostanze che li compongono, prima di entrare nella corrente dei succhi nutritizii. Perö molti A. A. adottando la denominazione di «prepro- dotti» delle sostanze lipoidi, introdotta dalFALZHEiMER, specie per le sostanze acidofucsinofile, pare ammettano ancora dei passaggi fra so- stanze non grasse e sostanze grasse. Casamajor p. es. a proposito deUe sostanze basofilo-metacromatiche ne troverebbe, come prodotto piü avan- zato, altre tinte in verdastro le quali per ultimo si trasformerebbero in

Sul comportamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 139

grasso. Lothar ammette pure stadii di preprodotti (colorati p. es. dal bin di metile) che segnerebbero il ponte di passaggio fra materiali proto- plasmatici e materiali grassi. Biondi perö recentemente avrebbe identi- ficato i corpuseoli acido-fucsinofili col condrioma e, pur animettendo un rapporto fra essi corpuseoli e il ((pigmento grasso», afferma che «la tras- formazione dei granuli fucsinofili in granuli di pigmento non deve essere intesa nel senso che i granuli fucsinofili siano dei prodotti del metabolismo cellulare destinati a trasformarsi ulteriormente (Präprodukte); in vece si tratta di organi cellulari i quali si caricano ed eventualmente trasportano dei prodotti di disf acimento ». In quanto poi ai medesimi corpu-scoli che in date circostanze sperimentali (interruzione di circolo) si notano in quantitä molto notevole, egli dice che possono ammettersi due ipote- si; 0 che i condriosomi subiscano modificazioni fisiche o che pure si tratti di prodotti di disfacimento della stessa composizione chimica di queUi. Noi dovremmo dunque ammettere che i cosi detti «preprodotti» consistano soltanto di mescolanze di materiali lipoidi e di materiali pro- teici endocellulari che vengono man mano separandosi; il disfacimento proteico e probabilmente piü rapido come anche il suo meccanismo di eliminazione, i materiali essendo di una solubilitä maggiore possono per ciö direttamente passare nelle vie linfatiche senza Tintermediario di ele- menti cellulari di trasporto, se si eccettui alcuni materiali (fibrinoidi?) che possono essere trasportati da quelli insieme con i prodotti liposi i quali in vece hanno un processo di eliminazione piü lento e con l'inter- mediario degli elementi cellulari di trasporto. Poiche i mezzi coloranti possono colorare contemporaneamente prodotti liposi e proteici diversi, si puo giungere a interpretazioni inesatte, giudicando alcune sostanze come preprodotti di altre. Noi dobbiamo quindi accettare tale denomina- zione di preprodotti soltanto nel senso che vi sono composti molto coni- plessi (fosfatidi, cerebrosidi) che possono sdoppiarsi nei loro componenti di cui alcuni si colorano con dati mezzi, altri no; ma dovremo sempre teuer presente che dai proteidi non avrenio mai formazione di grasso direttamente; e che soltanto esiste la possibilitä di una scissione di com- posti proteidi e liposi esistenti in legami (piü o meno lassi) o in mescolanze. L'autolisi non agisce che ben scarsamente sui materiali liposi endocellulari; anche nelle mie esperienze non sono riuscito a ottenere notevoli modi- ficazioni; soltanto qualche volta ho notato una confluenza e aumentata colorazione in blu col Nilo nelle sostanze delle cellule del corno d'ammone e soltanto una notevole diminuzione della facoltä di formare lacca ema- tossilinica delle medesime ; invece tale facoltä sembra aumentare alquanto nelle sostanze delle cellule granulöse lacunari.

140 Alberto Ziveri

Le giiaine mieliniche mostrano un disfacimento il quäle, perö, e piü meccanico che chimico; infatti assistiamo alla formazione di bolle e figure mieliniche dovute al liberarsi della ((mieUna» dai tubi nervosi, ma le reazioni coloranti e la solubilitä come la birifrangenza noii si mostrano molto diverse dalla mielina prima della autolisi.

Soltanto una azione prolungata e l'elevata temperatura (nonchel'azio- ne di special! condizioni d'esperienza: antisettici, soluzioni adoperate, microorganismi neH'autolisi non asettica) possono agire piu intensa- mente con la scissione di sostanze piii semplici dalle piü complesse che si manifestano, come nelle esperienze di Simon, con la progressiva preva- lenza dei materiali fosforati inorganici su quelli organici (disfacimento dei lipoidi fosfatidi).

Nella autoUsi necrobiotica, dagli eteri colesterinici e glicerinici pro- babilmente si ha scissione di colesterina e acidi grassi. Negli antichi focolai emorragici si trovano infatti i cristalli di colesterina mentre i materiali grassi e lipoidei sono scomparsi. Ma nei processi necrobiotici non si puö escludere l'azione delle correnti nutritizie delle zone confinanti. La colesterina poi ha un grande potere di resistenza ed e noto come essa forma parte non indifferente nei focolai arteriosclerotici, permanendovi lungo tempo. Nell'organismo la colesterina subirebbe ancora dei pro- cessi di disintegrazione ; vi dev'essere probabilmente un rapporto fra essa e gli acidi biliari (Serono). Secondo Traetta, «in vitro » il f egato fresco avrebbe la capacitä di formare acido urico dalla colesterina. E poi dimostrato che, per ossidazione con acido nitrico, la colesterina puö dar origine ad acido butirrico; secondo Serono non sarebbe impossibile che da questo passasse poi in acido urico. Ma probabibnente nei sistema nervoso necrobiotico mancano fattori sufficienti per tale trasformazione. Nell'autolisi asettica l'azione enzimatica non e capace di intaccare la colesterina e forse neppure i suoi eteri, mentre ciö poträ awenire coi Processi putrefattivi.

Gli eteri glicerinici nell'autolisi probabilmente non danno luogo a formazione di acidi grassi; mentre ciö, come dissi, deve awenire dei pro- cessi necrobiotici e anche nei fenomeni putrefattivi.

Circa la parte pigmentosa delle sostanze lipose non si hanno grandi nozioni per quanto riguarda il sistema nervoso, e molti ancora si accon- tentano di nominare o il lipocromo, o il pigmento giallo oltre il pigmento bruno.

Secondo Rieder i pigmenti grassi chiamati lipocromi (Neumann) sarebbero costituiti da acidi grassi e loro glicosidi; secondo Cotte Jules essi rientrerebbero nei gruppo delle sostanze colesteriniche. Secondo

Sul compoitamento delle sostanze lipose del sistema nervoso centrale dopo l'autolisi. 141

WiLLSTÄTTER 6 EscHER la luteiiia (pigmento analogo del tuorlo cVucvo) non e che im prodotto di ossidazione della carotina o xantofilla; invece Serono ha stabilito che la luteina non e che una miscela costituita prin- cipalmente di eteri oleici e palmitici della colesterina e che il pigmento giallo e dovuto al processo di ossidazione degli eteri della colesterina con acidi non saturi; egli poi conferma che la luteina rappresenta, nelFossida- zione, un prodotto di regresso come nella maggior parte dei lipocromi che accorapagnano i grassi animali.

L'autolisi non ha mostrato ne di diminuire la pigmentazione gialla ne di aumentarla in modo sensibile lä dove i cumuli lipoidi erano poco pigmentati e lä dove esistono in copia gli eteri colesterinici.

E detto che i lipocromi si sciolgono in etere, alcool, benzolo, cloro- formio, trementina ecc. ; perö noi vediamo che il pigmento giallo resiste anche nei metodi in cui si fa inclusione in alcool e passaggi in alcool e xilolo. Abbiamo anche veduto che dopo l'estrazione acetonica, alcooMca, eteropetrolica ed eterea il fondo giallastro rimane ancora evidente. Quindi, almeno per quanto riguarda gli elementi nervosi, bisogna ammettere che tale pigmento sia invece resistentissimo ai solventi. Ho potuto notare che anche la lunga conservazione in formolo non modifica la colorazione propria del pigmento, mentre le graniüazioni perdono in gran parte la facoltä di tingersi coi coloranti. Rachmanow e Biondi, avendo essi pure notato la resistenza ai solventi degli accumuli pigmentati, ritengono che ciö dipenda appunto da un solido legame fra lipoidi e pigmenti.

In quanto ai pigmenti blu verdastri e verdi (al Nilo e alla toluidina) che si trovano nelle guaine vasali essi devono ritenersi di natura ematica (BoNFiGLio) ; sono resistentissimi alla conservazione in formolo, ai solventi, all'autolisi. Essi niüla hanno a che fare con i corpi liposi ed hanno per ciö un altro significato ; probabilmente parecchie delle granulazioni tinte in verde che alcuni Autori ritengono come «fasi» ulteriori di passaggio dei «preprodotti» alle sostanze grasse, sono appunto costituite da questa specie di pigmenti.

I corpuscoli amiloidi si sono pure mostrati non alterati dalFautolisi ed essi allo stesso modo si sono mostrati resistenti ai solventi (acetone, etere di petrolio) tanto prima che dopo dellautolisi. Tali corpi possiarao escludere contengano colesterina e suoi eteri (resistenza ai detti solventi; formazione di lacche ematossiliniche). A questo punto voglio aggiungere che la stessa cosa si puo ripetere per certe formazioni che assumono forma di bolle piü o meno grandi attornianti a manicotto i vasi e colorantisi con molti metodi, fra cui fortemente in blu col Nilo, e che Perusini i)

1^ Folia Neiirobioloeica 5—6. 1912.

142 Alberto Ziveri

descrisse in varie forme (idiozia, arteriosclerosi, paralisi progressiva) e che identificö come materiale contenente ferro ma non calce. Tali corpi descrissii) io pure (del corno d'ammone) in un caso di presbiofrenia e, poiche anclie in uno dei casi di demenza senile che qui mi ha servito ebbi modo di notarli pure attorno ai vasi del corno di ammone, potei cosi verificare che non si alterano colFautolisi, mantenendo le medesime caratteristiche (monorifrangenza, colorazione intensa bin col bin Nile, viola colla toluidina) e che dopo il passaggio nella serie dei solvent! (ace- tone, etere di petrolio. benzolo, alcool, etere) rimangono ancora completa- mente colorati.

Modifico ora la mia opinione allora espressa e non giudico piü tali corpi come corpuscoli amiloidi, diversi essendo gli aspetti di colorazione (nuance, intensitä) allorche si confrontino fra loro.

Concludendo, si puö dire che:

L'autolisi mette in evidenza negli elementi cellulari nervosi di ani- male giovane una quantita di niateriali lipoidi piü scarsa in confronto con gli accumuli che si trovano nelle forme morbose e in soggetti di etä avanzata.

I niateriali differiscono anche per le loro proprietä istologiche. KeU'autolisi non si ha formazione di materiale pigmentato: le granulazioni semplicemente autolitiche sono minute ed uniformi. La formazione delle sostanze grasse dei cervelli senili e patologici deve ritenersi in buona parte esogena cioe aggiunta, e sotto forma giä evidente, a quella che e normal- mente presente nella cellula e che si rende evidente solo colFautolisi. Esse sostanze poi non vengono modificate (istologicamente) in modo sensibile dall'autohsi.

Le modificazioni autolitiche delle sostanze lipose della sostanza bianca sono prevalentemente di natura meccanica nel senso che si libera la (cmielina» per disfacimento degli elementi proteici organizzati delle fibre nervöse.

In genere i niateriali lipoidei e sterinici hanno un forte potere di resistenza verso i processi autolitici; i lipoidi di natura fosfatidica e cere- brosidica subiscono modificazioni, nientre gli eteri colesterinici, le Sterine, i grassi e gli acidi grassi molto probal)ilmente non sono modificati.

Gennaio, 1914.

1) Riv. di Patologia nervosa e mentale. 5. 1913.

Sul comportamento delle sostanze lijjose del sistema nervoso centrale tlopo l'autolisi. 143

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Von Henrik Lundegärdh.

Mit Tafel IV.

Vor 6 Jahren habe ich eine Arbeit über die prophasischen Vorgänge in der ersten Reifungsteihmg bei einigen phanerogamen Pflanzen ge- macht. Das Ergebnis der Untersuchung war, daß dabei paarige Bildungen (Fäden oder Karyosomen) auftreten, die Entstehung zu dem hetero- typischen Spireni geben. Diese präspirematischen paarigen Bildungen wurden mit den in dem postspirematischen sogenannten Strepsinema- stadium auftretenden Doppelschüngen identifiziert. Diese Doppelschlingen besaßen die reduzierte Zahl und meine Befunde erbrachten folglich eine Bestätigung der Theorie der «zygotenie pseudoreductionelle« [Gregoirei)], Im Zusammenhang mit meinen Untersuchungen über die typische Kern- teilung wurden die Reduktionsteilungsstudien aufgenommen, doch nur um Stoff zu liefern zu den theoretischen Ausführungen über typische und heterotypische Mitose in meiner Abhandlung »Über das Karyotin im Ruhekern und bei der Bildung und Auflösung der Chromosomen «2),

Meine Untersuchungen über die typische (somatische) Kernteilung ergaben als Hauptergebnis die große Verbreitung duahstischer Anordnun- gen im Karyotin. Nicht nur in der Metaphase, sondern in Ruhekern, Interphase,, Prophase und Telophase waren doppelte Chromosomen bzw. Karyosomen oder Karyotinschlingen zu beobachten und ich fülirte diese auffallende Erscheinung auf ein allgemeines duaUstisches Prinzip im Karyotin zurück. Seitdem sind diese Ergebnisse betreffs eines der unter-

1) V. Gregoire, Les Cineses de maturation dans les deux regnes. La Cellule. T. XXVI. p.280. 1910.

2) Archiv f. ZeUforsch. Bd. IX. S. 205. 1912.

Archiv f. Zellforschung. XIII. -[Q

146 Henrik Liindegärdh

suchten Objekte, ÄlUum cepa, durch die Untersuchungen von SchustowsI) bestätigt worden^).

Es leuchtet ohne weiteres ein, daß die Entdeckung der großen Ver- breitung von Spaltungs- oder Paarungsvorgängen im Karyotin in der somatischen Teikmg für die Auffassung der heterotypischen Vorgänge von Bedeutung ist. Denn der Vergleich der beiden Teilungsarten ergab jetzt, daß sie morphologisch sehr ähnhch sind. Auch in der vegetativen Prophase werden paarig angeordnete »filaments minces« (Gregoire) be- obachtet (vgl. die Figuren auf Taf. XVIII in meiner eben zitierten Ab- handlung). Schon vor mehreren Jahren wurde u. a. von Meves^) auf die große morphologische Übereinstimmung der beiden Prophasen hin- gewiesen und daraus von ihm der Schluß gezogen, daß es überhaupt keine Zygotenie gäbe, sondern daß die Reduktion nur in einer andern Zerstückelung des (als einheithch aufgefaßten) Spiremfadens bestände. Neuerdings wird diese skeptische Auffassung der Eeduktionsteilung von dem erwähnten von Schustow geteilt.

Eine Sache ist hier klar: Das bloße Vorhandensein von »parallelen Fäden« oder «Doppelkaryosomen « beweist keine Zygotenie. Aber ebenso einleuchtend ist es, daß die Doppelbildungen in der somatischen Prophase keinen Beweis gegen die Zygotenie erbringen. Man muß eben heute andre Beweisgründe aufsuchen.

In meiner erwähnten Abhandlung 1912 habe ich als solche die be- merkenswerten Untersuchungen Rosenbergs an Drosera und Crepis

1) Über Kernteilungen in der Wiirzelspitze von Ällium cepa, Arch. f. Zellforsch. Bd. XL S.340. 1913.

2) Vicia faia wurde von Lester W. Sharp, einem Schüler Gregoires, einer erneuten Untersuchung unterzogen (Somatic chromosomes in Vicia, La Cellule, T. XXIX^ p. 297, 1913). Gregoires bekanntes Schema wird hier aufs neue verteidigt. Da es aber für Sharp offenbar angenehmer ist, die Meinung des Lehrers, statt eines eigenen Urteils, vorzutragen, ist diesen Ausführungen nicht sehr viel Wert beizidegen. Meine Auffassung wird durch ,,the Omission of the finer details and an incomplete avoidance of schematism" erklärt. Es ist wirkhch hart zu hören, daß man schematisiert, wenn man bemüht ist, die Sachen so wie sie aussehen, zu zeichnen und nicht iu"teilslos ge- wisse elegante Fixierungsbilder aussucht. Übrigens scheint Sharp (und andre) ver- gessen zu haben, daß ich gegenwärtig der einzige bin, der seine Objekte* zugleich im lebenden Zustande untersucht hat. Da ich immer die fixierten und gefärbten Präparate auf die Grundlage der hierdiu-ch gewonnenen Erkeimtnis beiurteilt habe, scheint es mir wirklich, als ob ich selbst eine etwas bessere Einsicht in dem, was hier gut und schlecht fixiert ist, besitze wie diejenigen, die die gelungene Fixation nur ganz schlen- drianmäßig nach der »Schönheit« der Präparate abschätzen.

3) Die Spermatocytenteilungen bei der Honigbiene {Apis melUfica) nebst Be- merkungen über Chromatimeduktion. Arch. f. mikr. Anat. Bd. LXX. 1907.

Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteihing. 147

aufgeführt. Namentlich in Crepis virens liegen die Verhältnisse so klar, daß man nicht an der Richtigkeit der Beobachtungen zweifeln darf. Die Pflanze besitzt nur sechs Chromosomen. In den ruhenden somatischen Kernen sind sechs Karyosomen (Prochromosomen) zu sehen. Diese Karyosomen nehmen eine zerstreute Anordnung an. In den Gonoto- konten sind sie aber deutlich paarweise aneinander genähert. Die weiteren Vorgänge in der heterotypischen Prophase verlaufen in der bekannten Weise, daß die Karyosomen sich zu gepaarten Fäden entwickeln, die end- lich die Doppelchromosomen der Diakinese darstellen.

Die chromosomenzähligen Karyosomen sind meiner Meinung nach ein deutlicher Beweis dafür, daß die Chromosomenzahl in einer erblich bestimmten Aufteilung des Karyotins begründet ist, und daß diese stoffliche Verteilung oder Lokalisation auch in den Ruhekernen (beim Capsella- Cumrbita-Tyims) zum Vorschein kommt. In den ruhenden vegetativen Kernen von Cucurbita kommen 24 ungepaarte Karyosomen vor: diese sind zuweilen längsgespaltet; aus demselben entwickeln sich in der Pro- phase die Chromosomen.

Leider bin ich nicht in der Lage, eigne Untersuchungen über das Verhalten des CucurUta-Typus, bei der heterotypischen Teilung mitzu- teilen. Ich muß daher betreffs des hierüber vorher Bekannten auf Ro- senbergs Untersuchungen, sowie auf meine früheren Befunde an Calen- dula officinalis und AckiUea millefoUuni, verweisen i).

Betreffs des Cucurhita-Tj])ViS (mit chromosomenzähligen Karyosomen im Ruhekern) besteht also ein morphologischer Unterschied zwischen den allerfrühesten Stadien der typischen und der heterotypischen Teilung. Und dieser morphologische Unterschied (Paarung von Karyosomen) ließe sich als eine sehr frühzeitig stattfindende »zygotenie pseudoreduc- tionelle« deuten. Doch wären neue Untersuchungen hier sehr erwün- schenswert. — Wie steht es nun mit den Kernen, die keine chromosomen- zähligen Karyosomen besitzen {Allmm-Ty \)iis, i^a&a-Typus)?

Nachdem von andern und von mir auf das regelmäßige Vorkommen von Doppelstrukturen in sehr frühen Stadien der somatischen Teilung aufmerk- sam gemacht worden ist, beweisen die früher hierüber angestellten Unter- suchungen (welche sich alle mit einer Ausdifferenzierung von Doppelfäden beschäftigen) häufig sehr unzureichend, daß eine Paarung von Chromoso- somensubstanzen stattfände. Um ein konkretes Urteil zu bekommen, habe

1) Rosenberg, a. a. 0. 1909; Cytologische imd morphologische Studien an Dro- sera longifolia X rotundifolia. Kungl. Svenska Vet. Akad. Handl. Bd. XLIII. Nr. 11. LuNDEGARDH, Über Reduktionsteihmg in den Pollenmutterzellen einiger dikotyler Pflanzen. Svensk. botan. Tidskr. Bd. III. 1909. S. 78.

10*

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ich neue Untersuchungen über die heterotypische Teilung bei den Ka- nunculaceen (deren Kerne Allium-Tjpiis besitzen) angestellt. Unter an- dern! wurde dabei mein früheres Objekt, Trollius europaeus, einer erneuten Untersuchung unterzogen, und das Ergebnis will ich jetzt mitteilen.

In den Hauptzügen wurden meine früheren Befunde bestätigt i). Die Aufmerksamkeit wurde namentlich auf das in Fig. 34, Taf. II, in meiner erwähnten Abhandlung abgebildete Stadium gerichtet. Es ist die frühe Prophase, in dem Augenblick, w^o die Doppehäden klar hervor- zutreten beginnen. Wie ich damals erwähnt habe^), besitzen die Doppel- fäden ganz freie Enden. Doch war es mir nicht gelungen, die Zahl der- selben festzustellen. Heute bringe ich in Fig. 1 einen derartigen Kern, wo die ebenfalls frei liegenden Doppelbildungen gezählt werden können. Man findet deren etwa zehn; da sich in einem folgenden Schnitt noch ein kleineres Stück des Kernes befand, schließe ich hieraus, daß die Zahl der Doppelschhngen mit der haploiden Chromosomenzahl übereinstimmt; diese ist nämlich bei Trollius 11 bis 12.

Der in Fig. 1 abgebildete Kern zeugt davon, daß es mir gelungen ist, was Gregoire (a. a. 0. 1910, S. 339) für «extremement difficile, pour ne pas dire impossible« hält, nämlich die Zahl der «anses leptotenes» zu bestimmen.

Im Stadium Fig. 1 ist also die Chromosomenreduktion schon vollzogen. Denn es begegnet keinen Schwierigkeiten nachzu- weisen, daß die hier abgebildeten Doppelschhngen sich zu den Doppel- chromosomen (gemini) der Diakinese entwickeln. In Fig. 2 — 4 sind spätere Stadien, »Synapsis «Stadien, abgebildet. Auch hier sind freie Enden zu beobachten, obwohl die Chromosomen recht lang und miteinander ver- schlungen sind. Namentlich aus Fig. 3, die ein etwas späteres prä- synaptisches Stadium wie Fig. 2 darstellt, ersieht man die morphologische Selbständigkeit der Doppelfäden.

Diese Befunde sind in gutem Einklang mit meinen Befunden über die somatische Teilung. Auch hier sind nämlich die Chromosomen früh- zeitig als morphologische Individuen ausgebildet (vgl. z. B. Fig. 29, 31, 34, Taf. XVIII, in meiner Abhandlung, a. a. 0. 1912). Später, im Spirem- stadium, werden sie wohl nicht selten mit den Enden verklebt. Nament- lich betreffs der heterotypischen Teilung wurde ja schon wiederholt auf das Vorhandensein derartigerChromosomenketten, bzw. »ungeteilter« Spireme, hingewiesen. Übrigens verliert die Frage des «geteilten oder kontinuier- lichen Spirems« ihre Aktualität, seitdem nachgewiesen worden ist, daß

1) Lundegardh, a. a. 0. 1909.

2) a. a. 0. 1909. S. 102.

Zur Kenntnis der heterotyi^ischen Kernteilung. 149

schon vor dem Spiremstadium die Chromosomen- »Anlagen « die richtige Zahl besitzen (vgl. oben und meine Abhandlung 1912).

Gregoire (a. a. 0. 1910, S. 339) legt großes Gewicht auf die Anzahl der «anses pachytenes» und er findet Beweise dafür, daß sie in der re- duzierten Zahl vorkommen. Ich zweifle nicht an der Richtigkeit dieser Angaben, doch findet man sicher auch Fälle mit mehr oder weniger schwankenden Zahlen, auf Endverklebungen beruhend. Den besten Beweis liefert natürlich die Zählung der «anses leptotenes)), denn daß sie, wie wir es gefunden haben, in der reduzierten Zahl vorkommen, be- weist, daß das Phänomen der Zahlcnreduktion als Faktor in den ganzen Mechanismus der Chromosomenbildung eingreift.

Damit scheint die »end-to-end- «Theorie Farmers und Moores und andrer («pseudoreduction metasyndetique », Gregoire, 1910) endgültig widerlegt zu sein. Übrigens habe ich schon 1909 den Begriff »second contraction « aufgelöst, indem ich zeigte, daß derartige Figuren ihren Grund darin haben, daß die Doppelchromosomen bei der starken Ver- kürzung vor der Diakinese sich umeinander verschlingen i); außerdem spielt wohl schlechte Fixierung hier keine unbedeutende Rolle.

Wie nun diese präsynaptische Reduktion zustandekomme, das kann schwerlich auf direktem morphologischem Wege ergründet werden. Doch möchte ich hier auf die große prinzipielle Übereinstimmung, bei bestehen- den morphologischen Verschiedenheiten, zwischen dem Calendula-, Cucur- bita-, Crepis-TjTpu?, und dem Ällium-Tjims hinweisen. Denn auch bei dem erstgenannten Typus geschah die Reduktion sehr frühzeitig. Ja, man konnte sie hier sogar im ruhenden Gonotokontenkern spüren. Es liegt daher nahe zur Hand, per analogiam dasselbe für Trollius zu be- haupten. Meine Theorie der heterotypischen Teilung (a. a. 0. 1912, S. 309 ff.) bleibt daher nicht »rein hypothetisch und höchst willkürlich«, wie von Schustow^) meint. Sie ist im Gegenteil die einzige, die die Tatsachen über typische und heterotypische Teilung in Einklang zu bringen versucht. Und ein derartiger Versuch, wenn er nicht so aufs Greratewohl hingeworfen ist, verdient wohl ein besseres Schicksal als ohne weiteres heruntergemacht zu werden. Übrigens verstehe ich nicht, daß man sich gegen die Theorie der präsynaptischen Reduktion^) ganz verschließen

1) a. a. 0. 1909. S. 108ff.

2) Über Kernteüungen in der Wurzelspitze von Allium cepa. Arch. f. Zellforsch. Bd. XI. 1913. S. 384.

3) Ich habe in meinen seit 1910 erschienenen Arbeiten niemals von einer »paral- lelen Konjugation« gesprochen. Paarung von Chromosomensubstanzen ist doch ein allgemeinerer Begriff, denn Dinge können wohl gepaart werden ohne mit- einander zu verschmelzen.

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kann, wenn doch, außer den oben erwähnten, folgende Argumente zu ihren Gunsten sprechen.

1. Die auf verschiedene, hier nicht nochmals zu erwähnende Tat- sachen bauende Theorie der stofflichen Heterogenität des Karyotins, welche Heterogenität sich morphologisch in konstanten oder wenig schwan- kenden Chromosomen- (bzw. unter Umständen Karyosomen-jzahlen kenntlich macht i).

2. Die zum Teil im Zusammenhang mit dieser Theorie stehende und durch die cytologischen Untersuchungen Rosenbergs an Drosera rotundi- folia X longifolia sehr wahrscheinlich gemachte Lehre von zwei Eltern- karyotinen.

3. Der Parallelismus z\dschen dem Verhalten der Chromosomen bei der Geschlechtszellenbildung und dem MENDELSchen Spaltungsgesetz.

Es Hegt kein Grund vor, meinen 1912 eingenommenen theoretischen Standpunkt zu verändern. Ich nehme also wie damals an, daß im Karyotin eine ausgesprochene dualistische Tendenz besteht, die einen solchen mor- phologischen Ausdruck nimmt, daß alle «Erscheinungsformen« des Karyo- tins gern Doppelanordnungen (Spaltungen, Paarungen) annehmen. Diese duaüstische Tendenz bezieht sich aber nur auf identische oder einander sehr ähnliche »Karyotinsubstanzen« (vgl. Punkt 1 oben). Deshalb sind die Chi'omosomen gespalten und deshalb paaren sich ))homologec( Chromo- somen der beiden Elternkaryotine. Denn die beiden Hälften eines Chro- mosoms sind identisch und zwei homologe Chromosomen von je einem Elter sind einander sehr ähnlich. Normalenfalls paaren sich nur die identischen Substanzen : Dann haben wir typische Teilung. In be- stimmten Geweben paaren sich statt dessen, oder besser außerdem die einander sehr ähnlichen Substanzen: Dann tritt heterotypische Teilung und Reduktion ein.

Obwohl in beiden Fällen die Teilungsmechanik in den Hauptzügen dieselbe ist, bestehen einige dem verschiedenen Stoffinhalt der »Doppel- chromosomen« entsprechende Verschiedenheiten.

Erstens könnte man wohl auch beim J.Hmm-Typus einen gering- fügigen morphologischen Unterschied in den präsynaptischen Stadien darin erbUcken, daß die Hälften der Doppelfäden etwas freier liegen wie in der frühen Prophase der typischen Teilung (vgl. Fig. 1, 2). Einige zoologische Forscher (v. Winiwarter, A. u. K. E. Schreiner u. a.)

1) Näher ausgeführt ist die Theorie bei Lundegärdh, Chromosomen, Nucleolen und die Veränderungen im Plasma bei der Karyokinese. Cohns Beitr. z. Biol. d. Pflanz. Bd. XI. 1912. S. 426ff.

Ziir Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. 151

haben sogar die Sachen so abgebildet, daß die zwei Fäden von verschiedenen Seiten kommen und dann zusammenlaufen.

Zweitens pflegen die Stadien vor dem fertigen Spireni in den beiden Teilungsarten verschieden auszusehen. Zwar hat man synapsisähnliche Figuren auch im vegetativen Gewebe beobachtet (Lagerberg) und viele »Synapsisknäuelcc sind wohl durch die Fixierung entstanden, ich bin aber überzeugt davon, daß hier eine Verschiedenheit wirklich besteht. Man hat auf eine erhöhte »Empfindlichkeit« der dünnen Synapsisfäden, auf osmotische Erscheinungen (Lawson) geraten. Meiner Meinung nach besteht der Unterschied zwischen Synapsis und entsprechenden Stadien bei der typischen Teilung darin, daß die Chromosomen hier eine gewisse Vorüebe für die periphere Lage an der Kernmembran aufweisen. Gewisse Wechselbeziehungen zwischen Karyotin und Plasma scheinen zu be- stehen, so daß das Karyotin an die Peripherie des Kernes gezogen wird. Gegen diese Peripheriestellung wirken natürlich andre Verhältnisse, so daß namentlich in jungen Stadien und bei langen Schlingen auch das Innere von denselben durchzogen wird. Doch kommt die Membran- stellung in typischen Prospiremkernen um so deutlicher zum Ausdruck, je kürzer die Chromosomen sind (Cucurhita). In der Synapsis findet man von dieser Membranstellung keine Spur. Die langen Chromosomenfäden laufen im Gegenteil in vielen Windungen durch das Kerninnere und ballen sich wohl unter Umständen auch zusammen. Im Zusammenhang mit diesem regellosen Verhalten der Synapsischromosomen steht der Mangel an einer bestimmten Orientierung derselben i). Denn die be- kannte Orientierung der Chromosomen in der typischen Prophase beruht wenigstens zum Teil auf durch stoffliche Wechselbeziehungen unbe- kannter Ai't bedingten Symmetrieverhältnissen^). Das »normale« Ver- halten der heterotypischen Chromosomenschhngen kehrt erst nach der Pachynemaphase, d. h. im Strepsinemastadium zurück. Die kurzen Chromosomen der Diakinese nehmen immer die Peripheriestellung ein.

Welche stofflichen Verhältnisse dieses merkwürdige Verhalten des heterotypischen Prospirems bedingen, wissen wir nicht. Die Synapsis ist in der Eegel die längste Phase der Teilung und nach der Meinung vieler Forscher findet hier eine Verlängerung, ein »Ausspinnen« der Karyotinfäden statt. Andre Beobachtungen (u. a. der erwähnte Befund

1) In tierischen Objekten findet man wohl eine deutliche Orientierung der Pro- phasechroniosomen, die doch hier vom Centrosom ausgeht. Übrigens ist die Synapsis in diesen Objekten bekanntlich wenig hervortretend.

2) Vgl. LuNDEGARDH, Ziu: Mechanik der Zellteilung. Svensk. botan. Tidskr. Bd. VIII. 1914. S. 161.

152 Henrik Lundegardh

Lagerbergs) sprechen dafür, daß der Synapsischarakter des dünnen Spirems unter geeigneten Verhältnissen auch im vegetativen Gewebe auftreten kann. Interessant sind in dieser Hinsicht die Befunde Tröndles in Spirogyra^). Er findet nämlich synapsisähnliche Kontraktionsstadien in den beiden aneinander liegenden, noch nicht verschmolzenen Gameten- kernen. Die synaptische Kontraktion dürfte folglich kein Merkmal der heterotypischen Mitose sein.

Dagegen darf man wohl sagen, daß die Länge dieses Stadiums und seine morphologischen Merkmale kein Gegenstück in der somatischen Mitose besitzen. Die morphologischen Merkmale entspringen, wie oben erwähnt, aus dem Umstände, daß die Chromosomen die Wandstellung verlassen und folghch die »Orientierung«, die sie in somatischen Mitosen besitzen, aufgeben. Martins ]VL\.no hat auch die Flächenstellung der somatischen Chromosomen beobachtet und Gregoire bemerkt richtig, daß diese in dem Synapsisstadium verschwindet. Doch interpretiert er (a. a. 0. 1910, S. 334) meiner Meinung nach die Sache falsch, wenn er das Phänomen auf die Paarung der Fäden zurückführt. Denn die Paarung findet in einem früheren Stadium statt (vgl. Fig. 1). Die Ursache der Synapsis dürfte daher physiologisch sein.

Als ein bemerkenswerter Unterschied zwischen typischer und hetero- typischer Teilung ist hervorzuheben, daß in der typischen Prophase die beiden Hälften der Chromosomen sich niemals separieren (auch nicht unter abnormen Bedingungen, vgl. a. a. 0. 1914). In der Diakinese kommt es aber nicht selten vor, daß die beiden Gheder eines Paares aus- einanderzweigen oder sogar voneinander etwas getrennt werden. Der- artige Chromosomenfiguren werden in typischen Teilungen, erst wenn die Chromosomen unter abnormen Verhältnissen frei im Plasma liegen, erzeugt (vgl. Svenks botan. Tidskr. Bd. VIII, 1914, S. 174).

Die WandsteUung der Chromosomen in der Diakinese kommt auch in typischen Mitosen mit kurzen Chromosomen (CucurUta) vor. Daß die Chromosomen der heterotypischen Teilung andre Gestalten anzu- nehmen pflegen wie die typischen Chromosomen, hängt wohl mit den besonderen Bedingungen zusammen, die während der Teilung herrschen. Doch geüngt es nach Untersuchungen von Nemec^) und von mir^), durch äußere Eingriffe auch die Gestalt der vegetativen Chromosomen weit-

1) A. Tröxdle, Über die Reduktionsteilung in den Zygoten von Spirogyra und über die Bedeutung der SjTiapsis. Zeitschr. f. Botanik. Jahrg. 3. 1911. S. 614.

2) Nemec, Das Problem der Befruehtungsvorgänge. Berlin 1910. Kap. XIII.

3) Lundegardh, a. a. 0. 1914.

Zur Kenntnis der heterotyjiischen Kernteilung. 153

gehend zu verändern. Durch Behandhmg mit Benzindämpfen (Nemec) oder Chloralhydi'at nehmen z. B. die Chromosomen bei Vicia faha, die normalerweise sehr lang und schleifenförmig sind, eine an die ))Paare(( in der Diakinese lebhaft erinnernde Gestalt an (vgl. a. a. 0. 1914, Fig. 15). Unter dem Einfluß von hoher Temperatur werden die Spiremfäden abnorm kurz und dick, viel kürzer wie die normalen Metaphasechromosomen. Alle diese Chromosomenmodifikationen funktionieren doch durchaus nor- mal; ihre QuaHtät hat offenbar keine Veränderung erlitten. Es handelt sich hier um Hemmungsbildungen (vgl. a. a. 0. 1914, S. 168), und es wäre nicht unwahrscheinlich, daß die auffallende Kürze und Dicke der heterotypischen Chromosomen mit Hemmungen zusammenhänge. Denn diese Teilung verläuft, wie man weiß, recht langsam.

Kommen wir so zu dem heterotypischen Spirem. Morphologisch unterscheidet sich dieses Spirem von dem typischen durch den Mangel an einer bestimmten Orientierung der Schlingen (bei Pflanzen; über die Geteiltheit oder Ungeteiltheit wurde oben gesprochen). Meine Unter- suchungen^) über das Spirem der somatischen Teilung haben ergeben, daß die in der frühen Prophase sich anlegende Längsspaltung ihre Kon- tinuität erhält. Die gegenteiligen Angaben Bonnevies und andrer wurden auf mangelhafte Fixierung und Färbung so^ie darauf zurückgeführt, daß im »dicken« Spirem eine Verengung der Spalte einzutreten scheint. Auch betreffs des heterotypischen Spirems nehmen Winiwarter und Sain- MONT^), BoNNEViE^) u. a. eine völlige Verschmelzung der früher getrennt bestehenden Spalthälften an.

Die Bilder, die Bonnevie über das Spirem in Allium mitteilt, sind ohne Zweifel richtig insofern, daß wirklich Präparate mit homogenen Spiremfäden bei jeder Fixierung nicht selten sind. Eine andre Sache ist es aber, ob man diese Bilder als Beweise für das Stattfinden einer Kon- jugation der parallelen Fäden in der Prosynapsis betrachten soll. Da man weiß, daß ein Spiremfäden sehr wohl homogen aussehen kann, während er sich doch bei andersartiger Präparation als doppelt herausstellt (denn es sind auch gespaltene Spireme in jedem Stadium beobachtet worden*), kann hier in der Tat von Beweisen in dieser oder jener Richtung keine Rede sein. Es bestehen höchstens Wahrscheinlichkeiten.

1) LuNDEGARDH, a. a. 0. 1912a, S. 249, 253; 1912b, S. 381, 405.

2) H. V. Winiwarter et G. Sainmont, Nouvelles recherches siir l'ovogenese et l'organogenese de l'ovaire des Mammiferes (chat). Arch. de Biologie. T. XXIV. 1909.

3) Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien III. Chromatinreifung in Allium cepa (6). Arch. f. Zellforsch. Bd. VI. 1911.

*) Vgl. hierüber auch Gregoire, a. a. 0. 1910, S. 357 ff.

154 Henrik Lundegärdh

Es wäre nun nicht recht einzusehen, warum eine Verschmelzung der gepaarten Cliromosomen eintreten würde, da sie doch nachher wieder getrennt werden müssen. Die wesentliche Stütze der Theorie von »Mixo- chromosomen« Bonne vies bleibt dann nur ein hypothetisches Räsonne- ment über an »sich spaltenden Chromosomenpartikeln « gebundene Erb- einheiten. Derartige hypothetische Vorstellungen sind jedoch kein hin- reichender Grund, komplizierte stoffliche Erscheinungen in einen zweifel- haften morphologischen Vorgang hineinzudichten. Daß die Clu'omosomen etwas mit den mendelnden »Eigenschaften« zu tun haben, mag als Mög- lichkeit bestehen. Wenn man sich dieser Möglichkeit anschließt, sehe ich aber nicht ein, warum man nicht annehmen könnte, daß die von der Theorie verlangte Vermischung der an das Karyotin gebundenen Teile der »Anlagen« schon beim Beginn der Prophase der heterotypischen Teilung, bzw. noch früher einträte. Denn im »Ruhezustand« findet wohl ein viel lebhafterer Verkelu* zwischen den (chemischen) Karyotinbestand- teilen statt wie in den Teilungsstadien, wo die Konsistenz des Karyotins sehr zähe ist.

Nach der letztgenannten Auffassung würde also schon beim Eintritt der heterotypischen Teilung die (Pseudo-) Reduktion und die damit ver- knüpften Verteilungsverhältnisse der »Anlagen« im Prinzip klar sein, und die beiden Teilungsvorgänge stellten nur die Vollbringung des hier implizite Gegebenen vor. Wie es kommt, daß die Chromosomenzahl bei einer derartigen Umordnung des Stoff Inhaltes sich konstant (^/i oder 1/2) erhält, das ist allerdings ein Rätsel, das im gleichen Grade von der Spirem- konjugationstheorie ungelöst gelassen wird. Übrigens will ich hier keine entschiedene Stellungnahme zu den verschiedenen theoretischen Möglich- keiten machen, denn die Frage von dem Parallelismus zwischen experimen- tellen Befunden der Bastardforschung und cytologischen Tatsachen ist in den Einzelheiten noch nicht spruchreif. Da sich meine theoretischen Betrachtungen (a. a. 0. 1912) nicht mit derartigen SubtiUtäten befaßt haben, liegt kein Grund vor, etwas von ihnen wegzunehmen.

Wenn man sich der letzterwähnten Auffassung anschUeßt, daß also die Chromosomen eine Bedeutung für das Verteilen der »Anlagen« hätten, so leuchtet ein, daß die Doppelchromosomen in der Diakinese keine wahren »Gemini« im Sinne Gregoikes sind. Denn die »gemini« sind (stofflich) identisch mit den somatischen Chi-omosomen. Nach Bonnevie geschähe in «les anses pachytenes» eine Umordnung in diesem Stoffinhalt, so daß die Diakinesechromosomen im gewissen Sinne neugeboren wären. Ich kann mich aber nicht aus morphologischen Gründen Bonnevies Auf- fassung anschließen, dagegen räume ich als Möglichkeit ein, daß die von

Zur Kenntnis der heterot)rpischen Kernteilung. 155

den Vererbungstheoretikera verlangte »Umordnung« schon in der Inter- phase vor der heterotypischen Teilung einträte. Beweise gibt es hier nicht. — Doch möchte ich darauf hinweisen, daß die einzelnen Fäden der «anses pachytenes« einen ganz andern morphologischen Anblick gewähren wie die Prophasechromosomen. Gregoire behauptet, daß beide »la valeur de chromosomes prophasiques « besitzen (a, a. 0. 1910, S. 350), obwohl er keine entsprechende Variation im Aussehen der »soma- tischen« Chromosomen zugibt!

Um jetzt wieder auf eine frühere Betrachtungsweise (a. a. 0. 1912) zurückzugreifen, sei zusammenfassend bemerkt, daß zwischen den Hälften einer «anse pachytene» und den beiden parallelen Karyotinzügen einer typischen Chromosomenanlage ein wesenthcher stofflicher Unterschied bestehe. Ich gestehe, daß diese Annahme hypothetisch ist, aber nach dem hier und andernorts von bedeutenden cytologischen Forschern und von mir Gesagten erscheint mir die Hypothese recht wohlbegründet zu sein. Und diese Hypothese steht in keiner notwendigen Verknüpfung mit den sogenannten »Korpuskeltheorien« der Vererbung.

Außerdem fehlt es auch nicht gänzhch an morphologischen Stützen der Hypothese. Es wurde schon erwähnt, daß die gepaarten Fäden in der heterotypischen Prophase im Anfang bedeutend freier liegen wie in der typischen Prophase, wo niemals eine Divergenz derselben beob- achtet wurde. Neuere Untersuchungen haben doch hier ergeben, daß die morphologische Ähnlichkeit der beiden Prophasen größer ist, wie mehrere Forscher, u. a. Gregoire (a. a. 0. 1910, S. 351) zugeben wollen i).

Die erwähnte Hypothese ist wie ein wichtiger Grundsatz der Theorie über das Karyotin zu betrachten.

Um diesen Grundsatz in Einklang mit meiner Theorie über die ausgesprochene »duaUstische« Verteilung des Karyotins zu bringen, bedarf es nur weniger Worte. Denn die Frage von der dualistischen Ver- teilung des Karyotins (in der von mir 1912 gegebenen Fassung des Begriffs) gehört in eine ganz andere Kategorie von Erscheinungen wie die eben besprochenen Hypothesen. Es handelt sich hier um die Kernteilungs- mechanik, um die allgemeinen chemischen und physikalischen (physiolo- gischen) Eigenschaften des Karyotins, welche u. a. seine Teilung in gleiche Hälften ermöglichen. Eines ist aber hier von Wichtigkeit:

1) Als Beispiel auf die manchmal sehr große Selbständigkeit der Spalthälften der jungen Spirembänder sei die Fig. 19, Taf. II, in meiner Abhandlung »Über die Mor- phologie des Kerns und der Teilungsvorgänge bei höheren Organismen« (Archiv f. Bo- tanik. Stockholm, Bd. XII, Nr. 8) genannt. Hier kajm man wirklich von »parallelen Fäden« auch in der somatischen Prophase sprechen.

156 Henrik Lundegärdh

b"

Die morphologischen Tatsachen (a. a. 0. 1912) haben gelehrt, daß eine bedeutende Variation in der Detailanordnung des Karyotins, sei es in der Euhe oder bei Chroniosomenbildung und -auflösung, besteht. Auch Gregoire muß, sofern er konsequent sein will, eine derartige Varia- tion annehmen, denn nach ihm können dieselben Chromosomen- s üb stanzen in derselben Phase wie »bandes alveolaires« (in der soma- tischen Teilung) oder »filaments distincts« (in der heterotypischen Teilung) auftreten. Diese allgemeine Variation dürfte sich nun auch über die dualistischen Erscheinungen erstrecken.

Das vergleichende Studium der prophasischen Vorgänge in soma- tischen Geweben ergibt nämHch, daß für das Entstehen der doppelten ChromosomenschHngen — da doch die Doppeltheit von Anfang an sicht- bar ist — ebensowohl eine Spaltung wie eine Paarung der zusammen- gehenden oder neuentstehenden Karyotinteilchen (-partikeln, -tröpfchen) verantwortlich gemacht werden kann. Das Resultat würde in beiden Fällen dasselbe sein. Meiner Meinung nach empfiehlt es sich, eine derartige allgemeine Verbreitung von Paarungsvorgängen im Karyotin anzunehmen. Denn eben dadurch ließen sich die typischen und heterotypischen Teilungen unter denselben kernteilungsmechanischen Gesichtspunkt bringen. Wenn man sich dieser Hypothese anschließt, kann man den heterotypischen Dualismus der Chromosomen ruhig aus einer Paarung der homologen (nicht ganz identischen) Karyotinsubstanzen hervorgehen lassen. Man findet dann auch denselben physiologischen Vorgang in der typischen Teilung wieder, obwohl hier identische Karyotinsubstanzen sich neben- einander ausdifferenzieren ; weil es identische Substanzen sind, die hier die Hälften eines Chromosoms konstituieren, kann auch Spaltung vor- kommen, die dagegen bei der dualistischen Verteilung nur homologer Substanzen unwahrscheinhch wäre. — Kurz gesagt: Die Theorie der dualistischen Verteilung der Karyotinsubstanzen läßt sich unschwer auf die heterotypische Mitose anwenden; doch wird hierdurch keine voll- ständige Erklärung derselben erzielt. Um die heterotypische Mitose zu begreifen, muß man sich andrer Betrachtungsarten bedienen.

Zusammenfassung.

1. Die Chromosomenreduktion wird im Prinzip schon vor der Sy- napsis vollzogen. »Les anses leptotenes» sind nämlich frei und kommen in der reduzierten Zahl vor.

2. Die Doppeltheit dieser Schlingen wird als ein Paarungsvorgang gedeutet, doch geschieht diese Paarung (bei Pflanzen) wahrscheinlich sehr

Zur Kenntnis der heterotyi^ischen Kernteilung. 157

früh, manchmal sogar in der Interphase, so daß die Paarigkeit schon im Augenblick der Ausdifferenzierung der Fäden besteht. Hieraus die z. T. auffallende morphologische Ähnhchkeit zwischen typischer und hetero- typischer Prophase.

3. Daß in der heterotypischen Prophase (eventuell vorhergehenden Interphase) eine Paarung verschiedener Chroniosomensubstanzen statt- findet, ist ein hypothetischer Schluß, zu dessen Gunsten jedoch eine nicht unerhebUche Zahl von Tatsachen spricht.

4. Dagegen liegt weder morphologisch noch theoretisch ein zwin- gender Grund vor, eine Chromosomenkonjugation im Spiremstadium an- zunehmen,

5. Die »end-to-end «-Theorie Farmers und Moores u. a. wird durch die unter 1. erwähnten Tatsachen direkt widerlegt. Die Diskontinuität oder (partielle) Kontinuität des Spirems ist aus ähnlichen Gründen eine Frage von untergeordneter Bedeutung. Die Doppelschlingen in dem Strepsinemastadium sind wahrscheinlich stofflich mit den präsynap- tischen Doppelschlingen identisch.

6. Als sekundäre Merkmale der heterotypischen Teilung sind Synapsis und die Chromosomenform in Diakinese und Metaphase anzusehen. Doch wurden diese Merkmale unter Umständen auch in abnormen soma- tischen Mitosen beobachtet.

7. Die Synapsis wird auf besondere physiologische Bedingungen zurückgefiÜKt, welche die für die somatische Mitose charakteristische Kern- wandstellung der Chromosomen aufheben,

8. Die Theorie über »die dualistische Verteilung des Karyotins« wird durch die Befunde über die heterotypische Teilung nicht beeinträchtigt. Der Sondercharakter dieser Mitose entspringt aus andern Prinzipien wie dieses allgemeine Gesetz.

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Lith.Anst.v.E.A.Kunke.Leipziq

Archiv für Zellforschung. Bd. Xlll.

Taf. IV.

H.Lundegardh gez.

Verlag von, Wilhelm Engelmann inLeipzig mdBerlin. Lith.Anstv. Johannes Arndt, Jena.

Inhalt des 1. Heftes.

Seite

Hermann von Neuenstein, Über den Bau des Zellkerns bei den Algen

und seine Bedeutung für ihre Systematik. Mit 20 Figuren im Text 1

KiYOSHi Katsuki, Materialien zur Kenntnis der quantitativen Wandlungen des Chromatins in den Geschlechtszellen von Ascaris. Mit Tafel I-III 92

Alberto Ziveri, Sul comportamento delle sostanze lipose del iistema

nervoso centrale dopo l'autolisi 119

Henrik Lundegardh, Zur Kenntnis der heterotypischen Kernteilung. Mit

Tafel IV 145

Terlag YOn Wilhelm Engelmann in Leipzig «nd Berlin

Zeitschrift für Wissenschaft!. Zoologie

Begründet von Carl Theodor v. Siebold und Albert v. Kölliker

Herausgegeben von

Ernst Ehlers

Professor an der Universität zu Göttingen

Hundertzelinter Band, 1. Heft

Seite 1—150. Mit 77 Figuren im Text und 7 Tafeln. Gr. 8. M 15.—

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Inhalt: E. Ballowitz, Die chromatischen Organe, Melaniridosoraen, in der Haut der Barsche (Perca und Acerina). Dritter Beitrag zur Kenntnis der Chromatophoren -Vereinigungen bei Knochenfischen. Mit 8 Figuren im Text und Tafel I— III. — Gustav Stiasny, Studien über die Entwicklung des Balanoglossus clavigerus Delle Chiaje. I. Die Entwicklung der Tor- naria. Mit 2i Figuren im Text und Tafel IV— VI. — Gustav Fritsch, Der Ort des deutlichen Sehens in der Netzhaut der Vögel. Nachtrag. Mit Tafel VII. — Richard Lehr, Die Sinnes- organe der beiden Flügelpaare von Dytiscus marginalis. Mit 45 Figuren im Text.

Hundertzehnter Band, 2. Heft

Seite 151—301. Mit 63 Figuren im Text und 4 Tafeln. Gr. 8. Jl 10.—

Inhalt: H. Rex, Über die Anlage der Quintusmuskulatur der Lachmöve. Mit 39 Figuren im Text und Tafel VIII — XI. — Wilhelm Fernau, Die Niere von Anodonta cellensis Schrot. I. Teil. Die Morphologie der Niere. Mit 24 Figuren im Text.

Hundertzehnter Band, 3. Heft

Seite 303—479. Mit 28 Figuren im Text und 5 Tafeln. Gr. 8. Ji 10.—

Inhalt: Wilhelm Fernau, Die Niere von Anodonta cellensis Schrot. II. Teil. Die Histo- logie der Niere. Mit 20 Figuren im Text. — Wolodymyr Brygider, Über den mikroskopi- schen Bau der Speicheldrüsen bei den Nudibranchiata. Mit Tafel XII — XIV. — Friedrich Martin, Zur Entwicklungsgeschichte des polyembryonalen Chalcidiers Ageniaspis (Eucyrtus) fuscicollis Dalm. Mit 8 Figuren im Text und Tafel XV und XVI.

Terlag TOn Wilhelm Eiigelmanu in Leipzig und Berliu

PHysikaliscHe Chemie

der Zelle und der Gewebe

Von Rudolf Höber

Dritte, neubearbeitete Auflage. Mit 55 Figuren im Text

XV und 671 Seiten. Groß-Oktav In Leinen gebunden Jl 17.25

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Verlag von Gustav Fischer in Jena. |

Soeben erschien:

Über den Mechanismus der Oxydations- vorgänge im Tierorganismus, von Dr. med.

Lina Stern, Privatdozent der Physiologie an der Universiiät Genf. Mit 12 Abbildungen im Text. 1914. (VI, 61 S. gr. 8") Preis : 2 Mark 20 Pf.

In dieser Monographie sind die neuesten Erfahrungen auf dem überaus wichtigen, aber bis jetzt nur wenig erforschten Gebiete des Mechanismus der Oxydationsvorjränge in den Geweben der höheren Tiere zusammengestellt. Außer den Untersuchungen über die Oxy- dasen und die Oxydone wird hauptsächlich der Mechanismus der Verbrennungen (die Atmung) in den Geweben berücksichtigt. Diese verschiedenen Kapitel sind hauptsächlich vom experimentellen Standpunkte aus behandelt. Man findet in diesem Buche eine große Zahl von wichtigen Errungenschaften, die den Ausgangspunkt weiterer Untersuchungen bilden werden und die wahrscheinlicn bald auch praktische Verwertung finden werden.

Soeben erschien:

Grundzüge einer chemisch - physikali- schen Theorie des Lebens, von Dr. Henrik

Lundegärdh, Privatdozent an der Universität Stockholm. (V, 63 S. gr. 8°) 1914. Preis: 2 Mark.

Die chemische und physikalische Physiologie findet in dem Organismus überall Vor- gänge, die den Gesetzen der Chemie und Physik folgen. Lundeg'irdh sucht in obiger Schrift aus diesen Tatsachen allgemeine kausale Prinzipien abzuleiten, die es dann ermöglichen, die innere Konstruktion und Arbeitsweise der Zelle (des Protoplasmas) bei Regulationen, onto- genetische Formbildung, Regeneration einigermaßen zu verstehen. Die Broschüre kann daher allen empfohlen werden, die sich für die Fortschritte der experimentellen Biologie interessieren.

In diesem Hefte befindet sich eine Beilage der Verlagsbuchhandlung Wilhelm Engelmann in Leipzig und Berlin betr. >Nus8baum-Karsten-Weber, Lehrbuch

der Biologie, 2. Auflage«.

Druck von Breitkopf & Härtel in Leipzig.

ARCHIV

FÜR

ZELLFORSCHUNG

HERAUSGEGEBEN

VON

DR. RICHARD GOLDSCHMIDT

PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN

DREIZEHNTER BAND ZWEITES HEFT

MIT H TEXTFIGUREN UND 5 TAFELN

AUSGEGEBEN AM 4. AUGUST J9I4

LEIPZIG UND BERLIN VERLAG VON WILHELM ENGELMANN

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Pr«is: M. 14.—.

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 Professor Dr. K. Ooldschmidt, Zoologisches In- stitut, 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. Dissertationen sind von der Honorierung ausgeschlossen.

Den Herren 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 druckfertig einzuliefern, d. h. 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 Reproduktionsverfahreu 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 macheu.

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 xu setxen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst xuxuschreiben, wenn seine Arbeit etwa für ein tpäteres Heft xurückgestellt werden muß.

Kedaktiou und Yerlagsbuchhandlung.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei

Lepidopteren.

Von

J. Seiler.

(Aus dem Zoologischen Institut in München.

Mit 14 Textfiguren und Tafel V— VII.

Inhalt.

Seite

A. Einleitung 160

B. SpezieUer Teil 164

I. Material und Technik 164

IL Keifeteilimgen im Ei und Befruchtung 167

1. Der Verlauf der Reifeteilungen im Ei der Schmetterlinge 167

a) Bau des Eies 167

b) Prophase zur ersten Reifeteilung 168

c) Metaphase der ersten Reifeteihmg 169

d) Anaphase der ersten Reifeteilung 170

«) Chromatinelimination 170

ß) Die Chromosomenformen und die Spindel der Anaphase . . 179

e) Interkinese 181

f) Die zweite Reifeteilung 183

g) Das Schicksal der Eliminationsplatte 185

2. Das Spermatozoon im Ei, Bildung der Vorkeme, Kopulation und Schicksal der Richtungskörper 188

3. Der zeithche Verlauf der ersten Entwicklmigsvorgänge im Ei . , 193

4. Die Entwicklung unbefruchteter Eier 194

Archiv f. Zellforschung. XIII. 11

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Nebst einem Beitrag zur Kenntnis der Eireifung, Samenreifung Mtw

und Befruclitung. «mjta!

Hak

160 J. Seiler

Seite

III. Die Geschlechtschromosomenfrage 195

1. Literatiu-überblick 195

2. Phrafjmaiobia fuliginosa L 200

a) Reifeteihmgen im Ei 200

b) Das Verhalten der Chromosomen wälirend der Ovogenese . . . 207

c) Das Verhalten der Cliromosomen während der Spermatogenese . 214

d) Die Spermatocytenteilungen 223

e) Die Chromosomen während der Kopulation, Furchimg, Blastoderm-

und Keimstreifenbildimg 227

3. Lymaniria dispar L. und L. japonica Motsch 233

a) Eireifung 233

b) Samenreifimg 238

c) Die somatische Chromosomenzahl 242

4. Lymaniria monaclia L 248

C. Allgemeiner Teil 243

I. Die Chromatinelimination ; ihre Verbreitung, Vergleich mit der Chromatin-

cüminution, Bedeutung 243

IL Die Reduktionsprobleme 253

III. Die Geschlechtschromosomenhypothese 258

IV. Literatiu'verzeichnis 263

V. Tafelerklärungen 267

A. Eiiileituns;.

Die Frage, auf welche die vorliegende Ai'beit eine Antwort geben möchte, ist aufgeworfen worden von der modernen Erbhchkeitsforschung, in erster Linie durch die klassischen Bastardierungsexperimente mit SchmetterUngen von Doncaster-Raynor und GoLDSCHmDT.

Doncaster-Raynor kreuzten die normale Form des Stachelbeer- spanners, Äbraxas grossulariata, mit seiner Varietät, Ä. lacticolor, die selten auftritt, und im Freien meist nur im weiblichen Geschlecht, und die sich dadurch auszeichnet, daß ihr das Schwarz der Flügelzeichnung der normalen Form fast ganz fehlt. Die F2-Generation aus dieser lü'euzung wies in beiden Geschlechtern lauter grossulariata-Formen auf; der lacticolor-Faktor kommt somit nicht zum Durchbruch, er ist rezessiv, der grossulariata-FaktoY dominant.

Durch Rücklvreuzung des Bastardes, einerseits mit der normalen Form, anderseits mit Uäicolor-lVeihchen, erhielt man nun folgende, äußerst interessante Ergebnisse:

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1. Fl (^ X gross. ? = 2 gross. ^ und 1 $ + 1 lac. $,3:1.

.2. Fic? X lac.^ = 1 gross. ^ und 1 ? + 1 lac.<^ und 1 $, 1 : 1.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 161

Die neue Form, die aus diesem Experiment hervorging, ist lacticolor- Männchen. Benutzen wir die weiter zur Kreuzung mit Fj- Weibchen, so entsteht :

3. Fl ? X lac. (J = 1 gross. <^ + 1 lac. ?, 1:1.

Benutzt man statt der F^- Weibchen g'ross.-Weibchen aus der freien Natur, so ergibt sich dasselbe Resultat:

4. gross. ? x lac. cJ = 1 gross. (^ + 1 lac. $.

Da nun die Fi-Weibchen in bezug auf den gross. -Faktor sicher hetero- zygotisch sind, so folgt aus der vierten Kreuzung, daß dasselbe auch für die wilden g^ross. -Weibchen gelten muß.

Aus den Ki-euzungen 1—4 geht nun unzweideutig hervor, daß die Merkmale für die lacticolor- und grossulariata-¥oYm einerseits, anderseits die Merkmale für Männchen und Weibchen nicht unabhängig voneinander vererbt werden, daß eine gesetzmäßige Korrelation bestehen muß. Bate- soN und PuNNETT Zeigten nun, welcher Art dieser gesetzmäßige Zusammen- hang ist. Sie benutzten zur Erklärung des ganzen Tatsachenkomplexes der geschlechtsbegrenzten Vererbung folgende drei Annahmen:

1. das weibüche Geschlecht ist heterogamet, das männhche homo- gamet.

2. Weiblichkeit (F) und Männlichkeit (f) sind mendehide Merkmale, wobei F dominiert über f.

3. Die in Frage kommenden Dominanten (F und der g^ross. -Faktor G) stoßen sich ab.

Nur an einem Beispiel will ich zeigen, daß mit diesen Annahmen die Experimente tatsächhch erklärt werden können. Betrachten wir etwa die Kreuzung 4. Nach der Presence-absence-Theorie lautet die Formel für

gross. Q = G g F f lac. cT = g g f f.

Die mögUchen Gameten und die daraus sich ergebenden Bastar- dierungsprodukte sind

Gfxgf=Ggff= g^ross. -Männchen. gFxgf = ggFf = lac. -Weibchen.

Ebenso glatt lassen sich aUe übrigen Ivreuzungen erklären.

Nun aber erheben sich die Fragen : können die getroffenen Annahmen auf irgendeinem Wege bewiesen werden? Ist das weibhche Geschlecht heterogamet? Ist das Geschlecht ein mendehides Merkmalspaar?

11*

162 J. SeUer

Es ist in den letzten Jahren bekanntlich geglückt, auf cytologischem Wege dem Problem der Geschlechtsvererbung, das noch vor kurzer Zeit unentwirrbar schien, beizukommen. Es zeigte sich nämlich, daß das Männchen vieler Tierformen eine ungerade Chromosomenzahl besitzt, und zwar ein Chromosom weniger als das Weibchen. Folge davon ist, daß bei der paarweisen Vereinigung der Chromosomen in der Synapsis ein Chromosom, das wir X-Chromosom nennen wollen, keinen Partner findet, Univalent bleibt und in der Reduktionsteilung, wo die Paarlinge sich trennen, ungeteilt an einen Pol wandert. Somit entstehen also zweierlei Spermatozoen, zweierlei Gameten, solche mit dem X-Chromosom, und solche ohne dasselbe.

McClungs bleibendes Verdienst ist es, diese Tatsache mit der Ge- schlechtsvererbung in Zusammenhang gebracht zu haben. Seine Hypo- these, von Wilson namentUch ausgebaut und verbessert, besagt kurz folgendes :

Die Spermatozoen ohne X-Chromosom sind Männchen bestimmend, » )) mit X- )) )) Weibchen »

Es gibt also einen Weg, eine von den oben aufgestellten Fragen zu prüfen. Aber schon wird mir jeder Leser mit dem Schluß zuvor- kommen, daß ja gerade die Verhältnisse bei den Lepidopteren der Mc- CLUNGSchen Hypothese widersprechen. Die experimentelle Forschung verlangt Digametie im weiblichen Geschlecht; wo aber zytologisch Di- gametie nachgewiesen werden konnte, war es im männlichen Geschlecht. Nun wird man aber zugeben müssen, daß a priori absolut kein Grund einzusehen ist, warum das unpaare Geschlechtschromosom nicht auch im weibhchen Geschlecht auftreten könnte. Das McCLUNosche Prinzip würde dadurch keineswegs berührt; einzig müßte der Hypothese eine weitere Fassung gegeben werden. Sie müßte etwa den Zusatz erhalten: ist im weiblichen Geschlecht das unpaare Chromosom, so sind

Eier mit X-Chromosom Männchen bestimmend, » ohne » Weil)chen »

Würde sich also ergeben, daß bei Lepidopteren das weibliche Ge- schlecht digamet ist, also zweierlei Eier gebildet werden, so wäre zum mindesten ein Wahrscheinlichkeitsbeweis dafür erbracht, daß die Annahme der Heterozygotie des weiblichen Geschlechtes zu Recht besteht. Zudem würde ein positives Ergebnis selbstverständlich Licht werfen auf die übrigen Fälle von geschlechtsbegrenzter Vererbung und namentUch eben von neuem zeigen, daß die Ergebnisse der zytologischen Forschung und

Das Verhalten der Geschlechtscliromosoinen bei Lepidopteren. 163

die der mendelsclien Erljüchkeitsforscliimg in verblüffender Harmonie stehen 1 was bekamitlich von einer großen Zahl von namhaften Forschern immer noch nicht anerkannt wird.

Wenn ^ür uns nun vergegenwcütigen, daß die Geschlechtscliromo- somenlehre eine Hypothese ist, ferner die Vorstellungen über geschlechts- begrenzte Vererbung hypothetischer Natur sind, so kann die Frage flu" mich natürUch nur lauten: Ist bei Lepidopteren zytologisch eine Diga- metie nachweisbar? Die Ai-beit wird somit gleichsam eine Stichprobe werden fiü* die Zulässigkeit der Geschlechtschromosomenhypothese und der Vorstellungen, die sich die experimentelle Richtung von der geschlechts- begrenzten Vererbung gemacht hat.

Zur Beantwortung der Frage war natürlich vor allen Dingen eine genaue Kenntnis der Samen- und Eireifung notwendig. Da die Eireifung der Schmetterlinge nur mangelhaft studiert und so viel wie unbekannt ist, zudem nach einem Typus verläuft, der vollständig neu sein dürfte und im ganzen Tierreich vorläufig kein Aiialogon hat, so werde ich dar- auf etwas ausführlicher eingehen, als mein Thema es verlangt. Daß ich auch das monogamete Geschlecht berücksichtigen werde, bedarf wohl keiner Rechtfertigung, denn keinem Leser der Geschlechtschromosomen- literatur \Ndrd entgangen sein, daß eigentümücherweise »unsre Kenntnisse über die Schicksale der Geschlechtschromosomen in andern, als den männlichen Keimzellen, noch recht unvollkommen sind« (Schleif 12), trotzdem es in die Augen springt, daß wir das Sonderverhalten der Ge- schlechtschi'omosomen erst dann kennen, wenn wir ihr Schicksal auch im monogameten Geschlecht studiert haben. Daß sie im digameten Ge- schlecht sich besonders verhalten, verwundert niemand, das kann aus ihrer Univalenz folgen und liraucht für ihr Wesen absolut nicht charak- teristisch zu sein.

Die vorliegende Arbeit 'WTirde im zoologischen Institut der LTniversität München vom Frühjahr 1912 bis Frühjahr 1914 ausgearbeitet, nachdem ich an der Universität Zürich ins Studium der Zoologie eingeführt worden war. Meinen hochverehrten Lehrern, Herrn Geheimrat Prof. R. Hertwig, Prof. A. Lang, Prof. Goldschmidt und Prof. Hesche- LER, bin ich zu großem Dank verpflichtet für das Interesse, das sie meinem Studium und meiner ^Arbeit entgegenbrachten und für die Unterstützung mit Rat und Tat. Besonders herzhch danke ich Herrn Geheimrat HERTW^G für die Überlassung eines Arbeitsplatzes im Institut. Der Großteil meines Materials wurde vom Institut angeschafft; einige Kulturen erhielt ich ferner von Prof. Standfuss, wofür ich an dieser Stelle herzhch danke. Vielen Dank schulde ich Herrn Prof. Goldschmidt,

164 J. Seiler

der die Anregung zur Arbeit gab, ihren Fortgang mit größtem Interesse verfolgte, stets fördernd und amegend, und sich die Mühe nahm, die für die Geschlechtschromosomenfrage entscheidenden Präparate durchzu- sehen und zu überprüfen. Herrn Privatdozent Dr. Buchner danke ich herzüch für die Überlassung seiner reichen zytologischen Bibhothek und für mamiigfache Ratschläge. EndHch schulde ich vielen Dank Herrn CuRT B. Haniel, der mir schon seit 2 Jalnen sein ausgezeichnetes Zeiss- Mikroskop zur Benutzung überlassen hat.

B. Spezieller Teil. 1. Material und Technik.

Da es sehr wünschenswert wäre, wenn weitere Untersuchungen über die Geschlechtschromosomenfrage bei Schmetterlingen und über die erste Entwicklung im Ei angestellt würden, so könnte es vielleicht nützlich sein, wenn ich meine Erfahrungen über Materialgewinnung und Technik kurz mitteile.

Der Grund, warum die erste Entwicklung des Schmetterlingeies seit Platners (88) und Henkings (90) Zeiten nie mehr untersucht wurde, liegt in den mannigfachen Schwierigkeiten, die das Material dem Unter- sucher stellt. Schon die erste Bedingung für eine einwandfreie Unter- suchung, gute Fixierung der Objekte, ist schwer erfüllbar. Und ebenfalls schwer ist meist das unerläßliche Schälen der Eier, ohne welches sie nicht geschnitten -werden können. Nach diesen beiden Punkten wird man sich richten, wenn man es nicht auf die Untersuchung einer ganz be- stimmten Form abgesehen hat. Man wird also Schmetterlinge wählen mit kleinen, dünnschaligen Eiern; die sind relativ leicht zu fixieren und zu schälen und das Absuchen der Schnittserien nach dem Kern ist natür- lich weniger zeitraubend, als bei großen Eiern. Von großem Vorteil ist es, wenn die Eier nicht rund sind, so daß sie beim Einbetten orientiert werden können und man nach Wunsch Polansichten oder Seitenan- sichten der Spindehi sich verschaffen kann.

Fixierung, Brauchbare Erfahrungen über Fixierung junger Schmet- terlingeier liegen nicht vor. Henking (90) fixierte mit heißem Wasser und Platner (88) starb, bevor er seine definitive Arbeit geschrieben hatte, und in der vorläufigen Mitteilung erwähnt er nichts über Technik. Schwangart (04) empfiehlt für spätere Entwicklungsstadien von der Keimstreifenbildung an PERENYische Flüssigkeit, bringt die Eier dann 4—5 Stunden in Formol, um das Schälen zu erleichtern. Von Physiologen

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren, 165

(vgl. Brammertz 13) ist in letzter Zeit das Schmetterlingei mehrmals untersucht worden. Dire Fixierungsweise (Carnoy) ist für cytologische Untersuchungen nicht empfehlenswert.

Was meine Erfahrungen anbetrifft, so habe ich einzig mit dem Ge- misch von Petrunke WITSCH (Ol) gute Erfolge erzielt. Die meisten übrigen Fixierungsflüssigkeiten dringen entweder gar nicht, oder zu langsam, oder erst bei hoher Temperatur, bei welcher schon längst eine reine Hitzefixierung stattgefunden hat, durch die äußerst resistente Chitinschale. Die schönste Fixierung erhält man, wenn man das Ge- misch etwas erwärmt, dann dringt es rasch durch die dünnen Schalen und ruft weder Schrumpfung noch Schwellung hervor. Dickschalige Eier sind äußerst schwer gut zu fixieren; zudem verhalten sie sich von Art zu Art so sehr verschieden, daß ich nichts weiter anzugeben brauche, als das, daß man die Eier in der Fixierungsflüssigkeit vorsichtig erwärmt bis zu dem Moment, wo man von der Mikropyle her die Flüssigkeit ein- dringen sieht. Bei den äußerst widerspenstigen Eiern von ■moyiacha z. B. dringt Petrunke witsch etwas vor 50° C ein und damit wird der Eiinhalt milchweiß. In diesem Moment muß man das Erwärmen unter- brechen, denn setzt man es nur wenig fort, so findet eine Schwellung des Eiinhaltes statt, die Dottermembran wird an die Schale gedrückt, verklebt daran, und ein Schälen ist nachher unmöglich, weil man mit der Schale das Keimhautblastem wegreißt.

Ich fixierte durchweg 24 Stunden. Ein langes Auswaschen mit Jod- alkohol ist erforderlich, da die Diffusion der Flüssigkeiten durch die Schale sehr langsam sich vollzieht.

Schälen. Über das Schälen, das unumgänglich ist, brauche ich nicht viel zu sagen. Übung ist alles. Langes Liegen der Eier in 70%igem oder 80%igem Alkohol erleichtert es wesentlich, da die Dottermassen besser zusammenhalten. Das Schneiden wird dadurch keineswegs erschwert. Frisch fixierte Eier sind immer schwer zu schälen; die Dottermassen sind derart bröckehg, daß sie beim leisesten Druck zerfallen. Wenn man weiß, wo der Kern liegt, so dreht man den entgegengesetzten Pol gegen den Boden des Gefäßes, sticht mit möghchst tangential gehaltener, scharfer Nadel an, drückt sie, wenn sie eingeckungen ist, gegen unten, hält also das Ei an der Schale fest und di'eht mit einer zweiten Nadel am Ei etwas und bricht Stück um Stück aus der Schale los.

Die chitinige Schale vor dem Schälen aufzuweichen durch Einlegen der Eier in Eau de Javelle, Seifenspiritus oder Formol kann ich nicht empfehlen. Entweder schaden die angegebenen Mittel den Eistrukturen (Eau de Javelle), oder bewirken Schrumpfungen (Seifenspiritus), oder

166 J. Seiler

taugen überhaupt nichts (Formol). Findet man ein Aufweichen doch wünschenswert, so ist es am zweckmäßigsten, che Eier kurze Zeit in salz- sauren Alkohol zu legen, der macht die brüchige Chitinschale elastisch, was gelegentlich von Vorteil ist. Die schrumpfende Wirkung des Seifen- spiritus dagegen kann man sich zu Nutzen machen. Bringt man die Eier aus 70%igem Alkohol in verdünnten Seifenspiritus, so beginnt der Inhalt langsam einzuschrumpfen, weil die Schale den Seifenspiritus nicht durchdiffundieren läßt, und dieser als Lösung mit höherem osmotischen Druck dem Ei Alkohol entzieht. Wenn eben der Eiinhalt sich von der durchscheinenden Schale wenig zurückgezogen hat, bringt man die Eier in 70%igen Alkohol zurück und muß sie rasch schälen, weil sonst die kleine Schrumpf ung durch das Nachfließen von Alkohol wieder aufgehoben wird. Findet man das lästig, so verdünnt man den Seifenspiritus stark und läßt ihn länger einwirken ; dann wird die kleine Schrumpfung nachher nicht mehr rückgängig gemacht, was der Untersuchung absolut nichts schadet. Ich betone jedoch, daß man dieses Hilfsmittel gar nicht braucht, wenn man das Schälen einmal los hat ; ich habe es nur selten verwendet. Leider versagt es vollständig, wenn bei der Fixierung eine Schwellung hervorgerufen wurde und die Dotterhaut an der Schale an- geldebt ist.

Das Einbetten und Schneiden bereitet keine Schwierigkeiten. Am besten färbt man die geschälten Eier mit Boraxkarmin vor, weil nachher das Orientieren leichter ist, führt sie langsam durch die Alkohole und sehr sorgfältig ins Intermedium, da die Schrumpfungsgefahr sehr groß ist. Als Intermedium eignet sich am besten Zedernholzöl. Die Schnittdicke variierte ich zwischen 4—8 u.

Färben. Gefärbt wurde vorwiegend mit Heidenhains Eisenhäma- toxylin und Kontrollfärbungen wurden mit Kernfarbstoffen vorgenommen. Als Plasmafarbstoff verwendete ich S.-Fuchsin.

Um Hodenmaterial und Ovarien zu erhalten, züchtete ich die Formen, die ich untersuchen wollte, selbst und fixierte für Reifeteilungen im Hoden namentlich von der zweitletzten Häutung an, für die Vermelu-ungs- und Wachstumsstadien im Ovar und Hoden am zweckmäßigsten von jungen Tieren. Osmiumsäuregemische liefern die besten Resultate; ge- legentlich ist auch Carnoy brauchbar.

Fäi'bung wie bei den Eiern, zudem mit Ehrlich-Biondis Tiiacid.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 167

II. Reifeteilungen im Ei und Befruchtung. 1. Der Verlauf der Reifeteilungen im Ei.

Als Untersuchungsobjekte ^Yälllte ich Formen, die durch die experi- mentelle Vererbungsforschung analysiert worden waren. In erster Linie wollte ich Ahraxas grossulariata untersuchen, aber leider gingen mir die angelegten Zuchten zugrunde. Das andre Objekt, auf das ich es abgesehen hatte, war die Gattung Lymantria. Ich untersuchte alle drei, durch die ausgedehnten Experimente Goldschmidts jedermann bekannten Arten L. dispar L., L. japonica Motsch, L. monacha L. Nebenher führte ich eine größere Anzahl Zuchten von Eaupen der verschiedensten Arten und hoffte, darunter eine günstige Form zu eingehender Untersuchung her- auszufinden. Die fand sich denn auch in PJiragmotohia fuUginosa L. Für die Reifeteilungen zog ich dann noch vergleichshalber Orgyia antiqua L. und 0. gonostigma F. heran.

Da zur Beurteilung der Geschlechtschromosomenfrage eine genaue Kenntnis der Reife teilungen im Ei notwendig ist, will ich erst diese schil- dern. Ihr Verlauf ist bei den sechs erwähnten Ai'ten derart überein- stimmend, mit Ausnahme der nachher zu besprechenden, für jede Art natürlich charakteristischen Chromosomengrößen und Chromosomen- zahlen, daß ich ihn gemeinsam für alle untersuchten Formen beschreiben kann. Ich hoffe, damit ein allgemein gültiges Schema für den hoch- interessanten Verlauf der Lepidoptereneireifung zu geben.

a) Bau des Schmetterlingeies.

Orientieren wir uns zunächst ül3er den Bau des Schmetterhngeies, über seine HüUen, über seine Form und über die Lage des Eikernes. Das Ei ist umschlossen von einer mächtigen, äußerst resistenten, chitinigen, für Luft leicht, für die meisten Flüssigkeiten dagegen sehr schwer oder gar nicht durchlässigen Schale, die auf meinen Abbildungen nirgends zu finden ist, weil sie ja vor dem Schneiden entfernt werden mußte. Unter der Schale folgt ein sehr zartes, helles Häutchen, das ich Dottermembran nennen wiU, Henkings Oolemm, das von den ersten Untersuchern (Bo- BRETZKJ 78) infolge seiner Zartheit übersehen worden ist. Es zeigt oft radiäre Struktur (vielleicht durch die Fixierung hervorgerufen !), er- innert so etwas an die Zona pellucida und ist bei den untersuchten Arten verschieden mächtig; bei gonostigma (Fig. 28), auch bei antiqua sehr stark, vielleicht doppelt so mächtig wie bei Lymantria und fuUginosa. Die Dottermembran grenzt nach innen an eine Schicht peripheren,

168

J. Seiler

Textfig. 1.

feinkörnigen Plasmas, ^Yelclles das' ganze Ei umspannt, nur vereinzelte Dotterkugeln in sich einschließt und Keimhautblastem genannt wird. Darauf folgt der Dotter; erst liegen die Kugeln noch weit auseinander (Fig. 15) und schließen zwischen sich weitmaschiges Plasma ein, bald aber kommt nach innen zu Dotterkugel an Dotterkugel zu liegen, nur wenig Raum für das Bildungsplasma bleibt noch frei. Diese Bezirke sind auf meinen Abbildungen nicht mehr eingezeiclmet. — Wir haben also das typisch centrolecithale Ei der Insekten vor uns.

Der animale Pol liegt bei allen Formen, die. ich untersucht habe, der Stelle, an der das Ei bei der Ablage angeheftet wird, gegenüber.

Henking gibt dasselbe an für Pieris hmssicae. Hier ist die Mikropyle, ein kleines Loch in der Schale, das man unter der Lupe bei manchen Formen auffinden kann und so von vornherein die Möglichkeit gegeben ist, über die Lage des Kernes in Gewißheit zu kom- men. Der liegt nämlich immer in nächster Nähe der Mikropyle und zwar wenig seitlich von ihr im Keimhaut- blastem, das sich an dieser Stelle etwas gegen das Eicentrum vorbuchtet und Richtungsplasma genannt wird (Text- fig. 1). Unter der Mikropyle ist das Keimhautblastem wenig mächtig.

Aus dieser Schilderung geht her- vor, daß das SchmetterUngei bilateral symmetrisch ist. Die Ebene, die durch die Mikropyle, ihren gegenüber- liegenden Pol und durch das Richtungsplasma geht, ist die Sagittal- ebene. Die Textfig. 1 gibt die Sagittalebene des Eies von cmtiqua mit Spermatozoon und Richtungsspindel wieder. Die Form des Eies ist fast kugelrund, der animale Pol ist schwach abgeplattet. Dieselbe Eiform be- sitzt gonostigma und fuligmosa, nur daß bei fuliginosa der Eikern am spitzen Eipol liegt. Die Lymantria-Eier sind eUipsoidisch, der animale Pol ist etwas flacher als der gegenüberliegende (Textfig. 4, S. 191).

Schematischer Sagittalschnitt durch das Ei von Orgyia aiitiqna, mit eingedrungenem Spermatozoon ; daneben das Richtuugsplasma mit der ersten Reifespindel. Äußerste Linie gleich Chorion, darunter das Keimhaut- l>lastem.

b) Prophase zur ersten Eeifeteilung.

Im eben abgelegten Ei befindet sich das Keimbläschen auf dem Stadium der Prophase zur ersten Reifeteilung. Die Kernmembran ist meist schon vollständig verschwunden, nur gelegentlich ist sie noch er-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 169

keiinbar (Fig. 16) ; immer aber ist der Kernbezirk durch seinen grob- körnigen Inhalt noch deutlich vom umgrenzenden Plasma abgehoben. Die Chromosomen sind bereits in die Äquatorialebene eingestellt und jetzt schon deutlich gespalten. Sie liegen jedoch, wie Polansichten zeigen (Fig. 17), noch in schleifenförmigen Verbänden vor, die aber deutlich die Clu^omosomengrenzen erkennen lassen. Im Bezirk der Chromosomen- platte bildet sich die Spindel aus, die ganz vom Kern geliefert wird, genau wie in den Spermatocyten erster Ordnung und in somatischen Mitosen. Gegen die Metaphase zu vermischt sich allmählich der Kerninhalt mit dem angrenzenden Plasma und die Chi'omosomen individualisieren sich aus den Verbänden heraus.

c) Metaphase der ersten Heifeteilung.

Auf dem Stadium der Metaphase ist die Spindel fertig gebildet; sie steht meist senkrecht zur 01)erfläche, gelegentlich aber auch schief (Fig. 28), hie und da sogar parallel (Fig. 1—3, 16, 17). Wie bei fast allen übrigen Insekten ist auch hier ein Centriol oder Centrosom nicht vorhanden; ebenso fehlt eine Polstrahlung.

Die Chromosomen haben sich inzwischen alle aus den schleifenförmigen Verbänden losgelöst, gelegentUch bleiben sie aber noch durch chroma- tische Brücken lange miteinander in Verbindung (Fig. 2). Der Trennungs- spalt der ersten Reifeteilung ist deutlicher geworden. Wichtig für die Entscheidung über die gegenseitige Lage der beiden Teilungsebenen ist nun, daß wir uns die Chromosomenform in Polansichten einprägen. Die Chromosomen sind kurz stäbchenförmig und zeigen eine Querkerbe, die namentlich deutlich an den großen Chromosomen in die Augen springt (Textfig. ba, S. 202, für fuliginosa, Fig. 10a, &, c, S. 235 für dispar und japonica). Die Vermutung wird nahe liegen, daß die Querkerbe die Richtung der zweiten Teilungsebene andeutet. Betrachten wir aber die Chromosomenformen genauer, so gehngt es, allerdings nur bei den Lyrnantria-Arten und auch hier meist nur an den größten Chromosomen, eine weitere Kerbe an der schmalen Kante zu entdecken und von ihr aus- gehend die Andeutung eines Längsspaltes durch einen schwachen, weißen Schimmer. Damit sind wir nun vollständig im ungewissen über den Verlauf der zweiten Reifeteilung, denn in Polansichten gesehen sind an den Chromosomen zwei Teilungsmögiichkeiten angedeutet, da die Chromo- somen Tetradenform besitzen. Erinnern wir uns nun, daß auf Seiten- ansichten zu dieser Zeit der Trennungsspalt der ersten Reifeteilung vor- handen ist, so haben wir als Ausgangspunkt für die erste Reifeteilung zwei untereinanderliegende »Tetraden«, also eine sogenannte Ditetrade.

170 J. Seiler

Nun muß allerdings zugegeben werden, daß der Längsspalt der Polansicht so wenig deutlich ist, daß ein Beobachtimgsfehler nicht ausgeschlossen ist; er könnte sehr wohl auf einer optischen Täuschung beruhen ; dann würde natürlich die Kerbe an der Schmalkante auch nur scheinbar existieren, eben eine Folge sein des scheinbaren Längsspaltes. Wir wollen deshalb die Frage, ob eine Ditetrade tatsächlich vorliegt, vorläufig unentschieden lassen, da es während der Anaphase leichter ist, die Sache unzweideutig zu entscheiden. Nur eines steht vorläufig fest, die Existenz einer Quer- kerbe.

d) Anaphase der ersten Eeifeteilung.

a) Chromatinelimination.

Mit Beginn der Anaphase setzen wichtige Vorgänge ein, die wir nun genau verfolgen wollen. Die Tochterchromosomen, die schon während der Metaphase reinlich voneinander getrennt waren, weichen wenig aus- einander (Fig. 18). x\ber kaum begonnen, stockt schon das Vorrücken, und zu unsrer Überraschung wird der Raum zwischen den etwas auf- gequollenen, aufgedunsenen Tochterchromosomen, ohne daß diese zurück- wanderten, kleiner statt größer; schließlich verschwindet er meist fast ganz. Es scheint, als ob die Chromosomen einander entgegenwachsen würden, bis sie schließhch aufeinander stoßen (Fig. 19). Über die Vor- gänge, die sich abspielen, erhält man im einzehien durch direkte Beob- achtung keinerlei Aufkläiimg, imd welches das Endresultat aller Um- wandlungen sein wird, ist noch nicht vorauszusehen. Die Anaphase rückt vor, die verschmolzenen Tochterchromosomen, die plump, augen- scheinlich angeschwollen und in den Konturen etwas unscharf waren, werden schlanker und präziser (Fig. 20). Man beginnt zu ahnen, daß eine Neukonstituierung stattfindet, ist aber nicht wenig erstaunt, auf einem etwas späteren Stadium (Fig. 21) drei Chromosomenplatten sich sondern zu sehen. Immer deutlicher grenzen sich die Tochterchromo- somen ab (Fig. 22 u. 24); schließhch sind sie nur noch durch einen dünnen Chromatinfaden mit dem zugehörigen Mittelstück in Verbindung. End- lich reißt auch cheser (Fig. 23), und ckei vollständig getremite Chromatin- platten liegen nun vor, die beiden Tochterplatten und zwischen ihnen die Cliromosomenplatte, die ihren Ursprung aus den Tochterplatten ge- nommen hat, und che ihre doppelte Herkunft deutÜch an der auf diesen Stadien schon gut wahrnehmbaren ZweiteiUgkeit ihrer Chromosomen verrät (Fig. 22, 24 u. 25). Es kann kein Zweifel sein, von jedem Tochter- chromosom hat sich ein Teilstück losgelöst. Wie der Prozeß im einzehien sich abspielt, kann nur vermutet werden. Eine bloße Abschnürung ist

Das Verhalten der Gesclilechtschromosomen bei Lepidopteren. 171

es kaum; der Verlauf des sonderbaren Vorganges spricht vielmehr dafür, daß während dieser Zeit eine fundamentale Xeukonstituierung statt- findet, eine allmähliche, durchgreifende Sonderung der beiden gegensätz- Uchen Chromatinmassen, ähnlich etwa dem Vorgang der Entmischung zweier Flüssigkeiten. Weil diese neue Chromatinplatte durch einen Ausscheidungsprozeß entstanden ist, nenne ich sie EUminationsplatte und unterscheide sie also von der längst bekannten, bei Pflanzen und Tieren weit verbreiteten, ähnlich aussehenden Zell- oder Mittelplatte. Die Mittelplatte entsteht nach den übereinstimmenden Angaben der

Textfiff. 2.

O"

• %

a,

Chromosomenplatten der Anaphase aus zwei Eiern von Orgyia untiqua. Es geliören zusammen a b ai nnd c d C\. ai äußere Tochterplatte, darunter b Eliminationsplatte, a innere Tochterplatte. — ci äußere Tochterplatte, darunter d Eliminationsplatte, c innere Toehterplatte. — e Äquatorialplatte der zweiten Eeifeteilung im Ei von Plirag. fuliginosa,. (Diese, wie alle folgenden Chromosomenbilder gezeichnet mit Zeiss Zeichenapparat nach Abbe, Zeiss Apochr. 2 mm. n. A. 1,4. Occ. 18. Tubus 160 mm. Zeiehen- blatt 12,5 cm unter dem Objekttisch. Bei der Reproduktion auf '»/u verkleinert, macht eine Ver- größerung von 40S0.)

Autoren durch Verkürzung und damit Verdickung der Spindelfasern; die EUminationsplatte dagegen dadurch, daß die Chromosomen einen Teil ihres Chromatins abgeben. Über eventuelle Beziehungen zwischen beiden Erscheinungen, die oft in verblüffend ähnhchem Kleide sich prä- sentieren, wiU ich später diskutieren.

Verfolgen wir zunächst das Schicksal der drei Chromosomenplatten ein Stück weiter. AVährend die Tochterplatten gegen die Spindelpole zurücken, bleibt in der EUminationsplatte vorerst aUes beim alten (Fig. 28); doch fällt auf, daß auf diesem Stadium ihre ZweiteiUgkeit fast immer deutUch ausgeprägt ist, während in der frühesten Aiiaphase sie selten

172 J. Seiler

klar vorhanden ist. Es ist nicht unwahrscheinUch, daß erst nach der beendigten Elimination eine reinliche Sonderung der Chromatinmassen, ihrer Herkunft gemäß, stattfindet. Vielleicht aber existiert sie schon von Anfang an und ist nur schwer nachweisbar. In Polansichten ist natürlich von der Zweiteiligkeit nichts zu sehen und es gleichen sich die drei übereinanderliegenden Chromosoraenplatten oft sehr genau. Ver- gleicht man z. B. in der Textfig. 2 die Chromosomenplatten von Orgyia antiqua, so wird es nicht schwer fallen, an der entsprechenden Lage die homologen Tochterchromosomen und das zugehörige Stück in der Eli- minationsplatte zu erkennen; so liegen über den 14 Chromosomen der inneren Platte a die 14 migefähr gleich orientierten Chromosomen der Eüminationsplatte b und darüber wieder in ähnlicher Lage die 14 Tochter- chromosomen der äußeren Platte a^. Dasselbe gilt von den zusammen- gehörigen Platten c, d, Cj, nur daß hier die EUminationsplatte d sich schon etwas abweichender verhält.

Ungefähr dann, wenn die Chromosomen der Tochterplatten infolge der neuen Eaumverhältnisse in der Nähe der Spindelpole aus ihrer Ebene heraustreten und sich in die Fläche einer Kugelhaube einstellen, zeigt die Eliminationsplatte die ersten Anzeichen von Veränderungen. Die zweiteiligen Chromosomenfragmente fließen an den Trennungsflächen in die Breite (Fig. 27), stoßen dabei aneinander, und in Seitenansichten scheint es, als ob ihr gesamtes Chromatin zusammenfließen würde (Fig. 26). Wie Polansichten und schiefgetroffene Spindehi erkennen lassen, ge- schieht das tatsächUch gelegentlich; meist jedoch geht der Verschmel- zungsprozeß nicht so weit, die Chromatinbrocken treten nur durch chro- matische Faserbrücken miteinander in Verbindung (Fig. 29).

So wie der ganze Vorgang der Elimination bis jetzt beschrieben wurde, verläuft er bei allen untersuchten Schmetterlingarten in der Großzahl der Fälle. Gelegenthch aber kommen Variationen in der Art der Eüminationsplattcnbildung vor, — namentlich häufig sind sie mir bei faliginosa begegnet — , von denen ich rasch einige Proben geben möchte, weil sie sehr instruktiv sind und etwaigen Zweiflern demon- strieren werden, daß Eliminationsplatte und Mttelplatte der Genese nach zwei grundverschiedene Sachen sind.

Die Tochterchi'omosomen scheinen oft vorzurücken, bevor die Elimi- nation beendet ist. Die Folge davon ist, daß das sich aussondernde Chromatin ausgezogen wird in lange Fäden (Fig. 3), die von den Tochter- chromosomen zum Äquator hinziehen. Durch diese Bilder wird die Vor- stellung erweckt, als fUeße von jedem Chromosom ein feines Bächlein von Chromatin, sich unterwegs gelegentlich mit Nachbarbächlein ver-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 173

einigend, gegen den Äquator hin, und zwar will es scheinen als ob das AbfUeßen von der schmalen Kante des Chromosoms erfolgen würde.

Die Verschleppung der Elimination betrifft oft nur einzelne wenige Chromosomen. Während die Hauptmasse derselben ihren »Reinigungs- prozeß« gleich zu Beginn der Anaphase durchgemacht hat, geben wenige ihr überflüssiges Chromatin erst unterwegs ab, auf der Wanderung gegen die Spindelpole zu. So kommt es denn, daß zwischen der Eliminations- platte und den Tochterplatten vereinzelte Cln-omatinbrocken herum- liegen (Fig. 6 u. 7). Nicht selten ertappt man solche Nachzügler bei ihrem Eliminationsgeschäft und sieht dann das sich absondernde Chromo- somenfragment noch am Mutterchromosom hangen (Fig. 4), oder man kann schon in der frühen Anaphase Clu-omosomenpaare sehen, die noch keine Anstalten zur Elimination treffen, während bei den übrigen die- selbe schon im Gange ist (Fig. 20). In der späten Anaphase wird nur selten noch eliminiert, und nur in ganz vereinzelten Fällen trennen sich noch in der Interkinese Clu-omatinbrocken ab (Fig. 12).

Schon längst wird es aufgefallen sein, daß die Quantität des abge- sonderten Chromatins sehr verschieden ist. Die Regel dürfte vielleicht sein, daß die Chromosomenplatten ^/4— 1/2 ihres Volumens bei der EU- mination verlieren, so daß also die Eliminationsplatte bis zweimal so stark wird wie eine Tochterplatte (vgl. Fig. 22, 23, 25—29), selten ist sie noch stärker (Fig. 24), so daß dann die Tochterchromosomen ver- glichen mit den .Eliminationschromosoraen unglaublich mager sind. Häufiger als diese extremen Plusvarianten sind die Fälle, wo die Quantität der Eüminationsplatte nur halb so groß ist, wie die einer Tochterplatte (Fig. 7) oder noch kleiner (Fig. 4, 6).

Betrachten wir ferner die einzehien Eliminationschromosomen auf ihre Größenverhältnisse hin, so ergibt sich wieder dieselbe Variabilität, wieder dieselbe unverständliche Gesetzlosigkeit. Textfig. 2, S. 171, z. B. zeigt in der oberen Eliminationsplatte ein sehr großes Chromosom, in der unteren zwei auffällig kleine. Zudem macht diese Figur etwas sehr Wich- tiges wahrscheinUch, durch die zahlreichen Clu'omosomenbilder im Ge- schlechtschromosomenkapitel dieser Arbeit wird es zur Gewißheit: zu- sammengehörige Tochterchromosomen sind auch nach der Eümination noch gleich groß. Daraus folgt, da zweifelsohne als sicher angenommen werden darf, daß die erste Reifeteilung die Chromosomen äqual teilt, daß Tochterchromosomen gleich viel Eliminationschromatin abgeben.

Die auffälligsten Minusvarianten haben wir in den seltenen Fällen, wo trotz vorgerückter Anaphase noch keine Elimination stattgefunden hat (Fig. 31), oder wo augenscheinlich nur einige wenige Chromosomen

174 J- Seiler

eliminiert haben (Fig. 30, 32, 40). Sofort rufen diese Fälle die Frage wach: wird hier überhaupt nicht eliminiert? oder etwa erst in einer späteren Phase der Reifeteilung? Die Vermutung, daß letzteres der Fall sein könnte, liegt nahe. Der Verdacht fällt natüi'lich auf die zweite Eeifeteilung, die wir vorgreifend darauf hin ansehen wollen.

Wenn wir uns der Seltenheit der ersten Reifeteilung ohne Elimination erinnern, so wird zum voraus gesagt werden können, daß zweite Reife- teilungen mit regelrechten Eliminationsplatten nur sehr selten auftreten können. Das Beweismaterial, das ich besitze, ist leider zu einem end- gültigen Entscheid zu klein. Ich besitze höchstens 40—50 Ariaphasen und Telophasen, brauchte aber im Hinblick auf die Seltenheit der ersten Reifeteilung ohne Ehmination wohl einige Hundert. In einem Fall nun weist eine Spindel in der Äquatorialebene sicher eUminiertes Chromatin auf (Fig. 38). Möghcherweise sind die nachhinkenden Chromosomen in Fig. 5 und 14 ebenfalls als Eliminationschromatin aufzufassen ; namentlich bei Fig. 14 halte ich es für sehr wahrscheinlich. Da jedoch beides Rich- tungskörper sind, und wir es hier mit frühzeitigem Auftreten von De- generationserscheinungen zu tun haben könnten, können sie keineswegs beweisend sein. Textfig. 2e, S. 171, zeigt ferner eine Metaphase der zweiten Reifeteilung von fuliginosa, in welcher drei Chromosomen unzweideutig eliminieren. Eine Anaphase oder Telophase der zweiten Reifeteilung, wo analog, wie in der ersten Reifeteilung, eine Eüminations- platte vorliegen würde, ist mir nicht zu Gesicht gekommen. Trotzdem glaube ich zum mindesten einen Indizienbeweis dafür erbracht zu haben, daß auch in der zweiten Reifeteilung eliminiert werden kann. Nun sind aber die Fälle, wo in der ersten Reifeteilung wenig EUminationschromatin ausgeschieden wird, relativ häufig, und man hätte erwarten dürfen, daß gleich häufig in der zweiten Reifeteilung noch ein Restteil ausgesondert würde. Das ist nicht der Fall.

Es muß als absolut sicher erachtet werden, daß die Menge des Elimi- nationschromatins in verschiedenen Eiern verschieden ist. Da es für die weibUchen Vorkerne unwiederbringlich verloren ist, me ich später zeigen werde, erheben sich die Fragen: ist der Gehalt an Chromatin der weib- Uchen Vorkerne verschieden? und sind die Größenordnungen unter den Chromosomen der Vorkerne verschieden? Auf den ersten Bück scheint, als ob die Fragen unbedingt mit einem Ja beantwortet werden müßten. Nun könnte aber ebenso gut die Quantität des Chromatins vor der Meta- phase der ersten Reifeteilung in verschiedenen Eiern verschieden sein, und die Ehmination könnte gleichsam von der vorhandenen Mitgift das zurückbehalten, was über ein normales, für die Art zukömmHches Mittel

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 175

liinausgeht, so daß alle Vorkerne ungefähr gleich viel erhalten würden. Eine weitere diskutierbare Möghchkeit gibt es wohl nicht. Entweder, die wTibhchen Vorkerne erhalten eine verschieden große Mitgift an Chro- matin, oder sie erhalten ungefähr alle dieselbe, aber dann müssen die zu verteilenden Schätze im Keimbläschen zu Beginn der Reifeteilung ver- schieden groß sein. Trifft die erste Möghchkeit zu, so werden wir zu erwarten haben, daß die Tochterplattenchromosomen nach der Eümination in verschiedenen Individuen verschieden groß sein werden, oder doch die Größenordnungen der Tochterplattenchromosomen außerordenthch vari- ieren. Trifft die zweite Möglichkeit zu, so müssen die Äquatorialplatten- chromosomen in verschiedenen Eiern verschieden groß sein. Die Alter- native ist also durch direkte Beobachtung zu entscheiden. Das ist aber nicht leicht, denn überall lauern Fehlerquellen. Die Chromosomenbilder im Geschlechtschromosomenkapitel meiner Ai'beit sind wohl alle mit großer Sorgfalt gezeichnet (mit Zeiss' Zeichenapp. n. Abbe, Z.-Ap. 2 mm n. A. 1,4 Oc. 18), und die relativen Chromosomengrößen innerhalb einer Cliromosomenplatte stimmen gewiß meistens. Ich habe immer zuerst das größte Chromosom einer Platte gezeichnet, darauf das nächst kleinere, zuletzt das kleinste. Anders aber steht es mit der absoluten Größe. Ist das erste Chromosom etwas zu groß oder zu klein gezeichnet, so werden alle übrigen vergrößert oder verkleinert. Da ich jedoch die Clu-omosomen- bilder alle, mit Ausnahme der Abbildungen für die vorläufige Mitteilung (Seilee 13), in einem Zuge gezeichnet habe, so ist es für mich wahrschein- lich, daß, wenn die wirkliche Chromosomengröße beim Zeichnen verändert wurde, das immer im gleichen Sinne geschehen ist. Aber dann die vielen andern Fehlerquellen: der verschiedene Grad der Differenzierung, ver- schieden gute Fixierung usw., namentlich aber die zu kleine Zahl der Vergleichsbilder ! In Summa, der Entscheid, den ich mit meinem Ab- bildungsmaterial treffen kann, kann kein strikter Beweis sein. Ich hoffe jedoch, daß er höchstwahrscheinlich die tatsächlichen Verhältnisse richtig trifft.

Wir haben erfahren, daß sehr häufig nicht alle Chromosomen einer Spindel eliminieren. Wären nun in den Äquatorialplatten die für die Art typischen Chromosomengrößen vertreten, so müßten sie in den Tochter- platten sehr häufig variieren. Das Gegenteil ist aber der Fall. Die Tochter- platten aller untersuchten Arten zeigten immer die für die Art charakte- ristischen Chromosomengrößen. Das mag am besten hervorgehen durch genauen Vergleich der Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung von disfar (Textfig. 11, S. 237). Für die Tochterplatten der ersten Reife- teilung besitze ich kein so reiches Material. Was ich aber besitze, spricht

Archiv f. Zellforschnng. XIII. 12

176

J. Seiler

für die letztere Tatsache (vgl. Textfig. 3, S. 180, für monacha: 5, S. 202, für fuliginosa; 10, S. 235, für dispar). Durch diese Feststellungen sind aber unsre Fragen schon so viel wie entschieden. Wir können höch- stens noch sehen, ob ein Vergleich der absoluten Chromosomengrößen auf dieselbe Lösung hindeutet. Namentlich dann sollte man große Tochter- plattenchromosomen erwarten, wenn wenig oder gar nicht eliminiert wurde. Auch das trifft nicht zu. Die Größe der Tochterchromosomen scheint durch die Elimination gar nicht beeinträchtigt zu werden. Man durch- mustere daraufhin die in der folgenden Tabelle angegebenen Aljl^ildungen. »Viel« Eliminationsmaterial Ijedeutet für die zitierten Fälle, daß die Eliminationsplatte so groß oder größer ist, wie eine Tochterplatte, fast so stark, wie eine Tochterplatte ist sie bei »mittel«. Es sei jedoch zum voraus zugegeben, daß gerade diese Feststellung weniger beweislffäftig ist, als die früheren.

		Quantum der	Textligur
Art	Stadium	Elimin.-Chrom.	Nr.	Seite
fuliginosa	Tochterplatten der ersten Eeifeteilung	wenig	bbe	202
>	»	viel	bd e	202
»	»	sehr wenig	^fg	202
>	»	wenig	bh i	202
dispar	»	mittel	\Ode	235
»	»	nichts	10/-^	235
»	Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung	viel	nah	237
»	>	wenig	lief	237
»	»	»	llgh	237
>	>	mittel	11 cd	237
»	»	»	11 ik	237
»	»	viel	Ulm	237
monacha	Tochterplatten der ersten Eeifeteilung	»	3ab	180
i	>	nichts •	3c d	180

Leider besitze ich bei allen Formen zu wenige Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung, als daß ich sie vergleichend zur Lösung der Frage heranziehen könnte. Was ich jedoch habe, spricht im gleichen Sinne, wie die vorhin mitgeteilten Beobachtungen. Ich halte es somit für ziem- lich sicher, daß die Größenordnungen der Tochterchromosomen immer dieselben sind, daß wahrscheinlich trotz der Elimination (oder eigentlich

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 177

gerade wegen der Elimination) alle weiblichen Vorkerne eine konstante Chromatinmenge erhalten, analog den männlichen Vorkernen, daß die Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung nicht die für die Art charak- teristischen Chromosomengrößen besitzen; vielmehr besitzen sie ein Plus an Chromatin, eljen das Eliminationschromatin, das irgendwo auf dem Wege von der weiblichen Urkeimzelle bis zum reifenden Ei entstanden sein muß.

An der chromatischen Natur der Eliminationsplatte wird wohl kaum noch gezweifelt werden können. Trotzdem will ich die Resultate von Farbreaktionen, die angestellt wurden, mitteilen. Sie färbt sich, wie nicht anders zu erwarten ist, mit Kernfarbstoffen in der ersten Reifetei- lung genau wie die Chromosomen ; also mit Safranin-Lichtgriin rot, Dela- FiELD- oder EHRLiCH-Hämatoxylin-Eosin blau usw. Irgend ein Unter- schied konnte nicht festgestellt werden. Das mikrochemische Verhalten der Eliminationsplatte während der Interkinese und zweiten Reifeteilung habe ich nicht verfolgt.

Zusammenfassend können wir somit das Gesamtbild der Eliminations- vorgänge so zeichnen:

1. In der ersten Reifeteilung im Ei der Schmetterlinge Pli. fuliginosa, L. dispar, L. japonica, L. monaclm, 0. antiqua und 0. gonostigma findet eine Chromatinelimination statt, wobei die Tochterchromo- somen einen Teil ihres Chromatins abgeben.

2. Die Elimination verläuft sehr variabel, denn es ist:

a) Der Eliminationsvorgang nicht ausschheßlich an eine ])estimmte Phase der Reifeteilung gebunden; in der Regel findet er zu Beginn der Anaphase statt, in allen Chromosomen zugleich, nicht selten aber verzögert er sich bei einzehien Chromosomen, so daß dann während der Anaphase, selten noch während der Interkinese und Metaphase und Anaphase der zweiten Reifeteilung einzelne Chro- matinbrocken abgegeben werden. Ob ausnahmsweise in der zweiten Reifeteilung eine vollständige Eliminationsplatte gebildet werden kann, ist nicht ausgemacht.

b) Die Quantität des ausgesonderten Chromatins ist äußerst ver- schieden. In der Regel verheren die Chromosomenplatten '^U—'^l^ ihres Volumens, selten mehr, häufiger weniger, und vermutüch findet in seltenen Fällen überhaupt keine Ehmination statt. Ferner ist der Chromatinverlust der einzelnen Chromosomen einer Tochterplatte sehr ungleich. Der Chromatinverlust von Tochterchromosomen ist dagegen gleich.

12*

178 J. Seiler

3. Die Größenordnungen der Vorkernchromosomen und wahrscheinlich auch die Quantität des Vorkernchromatins sind trotz der Elimination konstant.

4. Deshalb muß wohl die Quantität des Chromatins im Keimbläschen variieren.

5. Färberisch verhält sich die Eliminationsplatte in der ersten Reife- teilung genau wie die Tochterplatten.

Es mag vielleicht interessieren, was die ersten Untersucher der frühen Entwicklungs Vorgänge im Schmetterlingei über die Elimination zu be- richten wissen.

Platner (88) schreibt für die befruchteten und unl)efruchteten Eier von L. dispar: »Die erste Reifeteilung wird vollendet durch Auftreten einer schönen Zellplatte. Eine solche findet sich in gleicher AVeise bei allen späteren Teilungen, also auch bei denen der Furchungskerne. « Eine Zellplatte ist wohl, wie ich noch zeigen werde, in den Furchungsteilungen sowohl als in den Reifeteilungen vorhanden. Sie ist sehr schwach und wenig auffällig, nimmt Heidenhaixs Hämatoxyhn nie auf und hat mit der Eüminationsplatte sicher nichts zu tun. — In diesem Zusammen- hange kann die Beobachtung mitgeteilt werden, daß mir in einem Ei von L. monacha auf dem Blastodermstadium neben Spindeln mit ge- wöhnhcher Zellplatte einige wenige mit chromatischer Mittelplatte zu Gesicht gekommen sind, von denen ich vermute, daß es echte EÜmina- tionsplatten sind. Vielleicht handelt es sich hier um eine pathologische Erscheinung. Henking (89, 90, 92), der berühmte Entdecker des Ge- schlechtschromosoms, untersuchte Pieris hrassicae, Bomhyx mori, Leucoma Salicis und schreibt (88) über die EHminationsplattenbildung für P. hrassicae: »Bei der Bildung des ersten Richtungskörpers bleiben die auseinanderweichenden Chromatinstäbchen anfangs noch durch chroma- tische Brücken miteinander in Verbindung. Diese Brücken trennen sich dann von dem Stäbchen und werden zu kugeligen Elementen einer Mittel- platte. « Henking gibt also richtig die Herkunft des Eliminationsplatten- chromatins an, erkannte aber den Unterschied nicht, der existiert zwischen der Lepidoptereneireifung und der der übrigen Insektengruppen, die er mit Ausnahme der Orthopteren und Neuropteren alle untersuchte ; er gibt an, daß vollständige Übereinstimmung in allen Klassen der Insekten herrsche. Ich werde später zeigen, daß das nicht der Fall ist, daß der Typus, nach welchem die Eireifung der Lepidopteren sich vollzieht, bis jetzt kein Analogon im ganzen Tierreich hat. In einer vorläufigen Mit- teilung kündet Miss Dederer (12) eine Arbeit über »Gametogenesis in

Das Verhalten der Geschlechtschromosoraen bei Lepidopteren. 179

Philosamia cyntliia^^ an. Ol) die definitive Arbeit inzwischen erschienen ist, ist mir nicht bekannt. Die vorläufige Mitteilung gibt nur Auskunft über Chromosoraenzahl während der Eireifung, worüber ich später re- ferieren werde. Weitere Ai'beiten existieren nicht.

ß) Die Chromosomenformen und die Spindel der

Anaphase.

Erinnern wir uns rasch der Chromosomenformen der Metaphase. Die Chromosomen bei allen untersuchten Formen sind übereinstimmend in der Polansicht kurz stäbchenförmig, mit deutHcher Qu5rkerbe; frag- lich war die Existenz einer Kerbe an der Schmalkante. In Seitenansichten springt die Querkerbe wenig in die Augen, deshalb habe ich auf ihre Darstellung verzichtet, zudem ist während der ganzen Periode der Eli- mination davon überhaupt nichts zu sehen. Sind die Chromatinplatten gebildet, so werden die Chromosomenformen wieder bestimmter. In Seitenansichten erkennen wir deuthch, daß dieselbe Stäbchenform, wie ehedem, vorliegt (Fig. 25), und in Polansichten fällt wieder zuerst die alte Querkerbe auf, bei den Formen mit kleinen Chromosomen am wenig- sten deutlich. Sie ist z. B. bei antiqua (Textfig. 2, S. 171) nur an wenigen Chromosomen erkennbar. Neben dieser Querkerbe zeigt sich aber nun gelegentlich mit großer DeutUchkeit die Kerbe an der Schmal- kante, und ihr entsprechend ein schwacher Längsspalt am besten wohl bei monacha (Textfig. 3 a, 'b,c,d), und je besser die Präparate sind, um so deutlicher. An den kleinen Chromosomen ist sie nur selten und schwer konstatierbar, aber ich glaube sicher zu sein, daß sie auch hier vorhanden ist. Einzig bei Orgijia gelang es mir nicht, sie nachzuweisen; an ihrer Existenz jedoch zweifle ich keinen Moment.

Damit dürfte erwiesen sein, daß 1. die Elimination an der Chromo- somenform nichts ändert, höchstens daß vorhandene Skulpturen nach dem iVussonderungsprozeß deutlicher hervortreten, 2. wird jetzt klar sein, daß wir als Ausgangspunkt für die Reifeteilung eine sogenannte Ditetrade haben, bei deren Teilung zwei Tetraden, — besser Pseudotetraden, denn um ^\^rkliche Tetraden handelt es sich natürhch nicht — resultieren. Die Tetradenform ist nur in der frühen Anaphase deutlich, am deutlichsten etwa auf dem Stadium, das die Fig. 25 wiedergibt. Gegen Ende der Anaphase, oder zu Beginn der Interkinese, wenn die Chromosomen an den Spindelpolen gedrängt zu liegen kommen, verschwinden ihre Skulp- turen langsam, zugleich macht sich eine Volumenkontraktion bemerkbar, die andauert bis gegen die zweite Reifeteilung. Sobald sie rückgängig gemacht wird, erscheinen auch die alten Kerben an den Chromosomen

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wieder. Von dieser Volumenkontraktion mag Textfig. 6, S. 204, die beste Vorstellung geben. 1—25 sind homologe Chromosomenpaare, während verschiedener Phasen der Reifeteilung; 1—16 von frühen bis späten Anaphasen, 16—25 aus Prophasen und Metaphasen der zweiten Reife- teilung.

Textfig. 3.

•#•

ab und cd Tocliterplatten der eisten Keifeteilung aus dem Ei von Lymantria monacha. e Äquatorial- platte der zweiten Eeifeteilung. Yergr. 408J.

Die erste Reifungsspindel ist eUipsoidisch und besitzt ein reiches, kompliziertes, zartes Faserwerk, Über die eigentliche Spindel hinaus verlaufen von jedem Pol frei im Plasma endigende, sich kreuzende Fasern, die die Spindel gleichsam fest verankern (Fig. 25 u. 26), die aber gewöhn- lich der dichten Fixierung des Plasmas halber nicht sichtbar sind. Leicht sind in der Spindel z^Yeierlei Fasern zu unterscheiden, solche, die von Pol zu Pol ziehen, die Stützfasern und andre, die in ganzen Büscheln an den Tochterchromosomen ansetzen und nach den zugehörigen Polen

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 181

ziehen, die sogenannten Zugfasern (Fig. 19—23), die, wenn die Chromo- somen gedrängt liegen, den Eindruck einer Spindel in der Spinde] erregen (Fig. 19 u. 26). Interessant und instruktiv dürfte sein, daß neben der Eliminationsplatte auch eine wenig starke, achromatische Mittelplatte gebildet wird, die selbstverständlich am deutlichsten in die Augen springt in Spindeln, wo kein oder wenig Eliminationschromatin vorhanden ist (Fig. 30—32). Sie ist aber auch oft — nur bald mehr, bald weniger deut- lich — neben einer Eliminationsplatte nachweisbar (Fig. 1, 4, 6 u. 7). Wir wollen diese Beobachtung für die spätere Diskussion über Beziehungen zwischen Eliminations- und Mittelplatte im Auge behalten.

Sind die Chromosomenplatten an den Polen angekonmien, so be- ginnt die Spindel zu wachsen, sich zu strecken und zu weiten. Die Fig. 30, 31, 32 und 40 sollen aufeinanderfolgende Stadien illustrieren, und zwar für solche Fälle, wo kein oder wenig Eliminationschromatin vorhanden ist. Ist viel vorhanden, so ändert sich das Bild wesentlich. Es will scheinen, als ob die Fasern, in dem Eliminationschromatin stecken bleibend, der Ivraft, die sie nach außen treiben will, in der Mitte nicht gehorchen könnten, wohl aber in den Bezirken zwischen der Eliminationsplatte und den Spindelpolen, so daß geschnürte Spindelformen entstehen, wie sie Fig. 26 in einem Anfangsstadium und Fig. 9 in einem Endstadium zeigen.

In der späten Anaphase bildet sich innerhalb der Spindelfigur um die Chromosomenplatten ein Hof feinkörniger Substanz (Fig. 26, 30, 31, 32 u. 40), die augenscheinlich aus den Spindelbezirken gegen die Pole zusammengeströmt ist und ihrer Herkunft nach höchstwahrscheinlich zum Teil wenigstens Kernbestandteil ist, vermutUch entstanden durch die allmähliche Auflösung der Spindel. Der Hof ist namentUch bei den Lymantria-Aiten so scharf umgrenzt, daß man vermuten könnte, ein Ruhekernstadium würde sich vorbereiten. So weit kommt es jedoch nicht. Wenn auch diese Kernbezirke durch die Interkinese (Fig. 30) bis in die Metaphase der zweiten Reifeteilung (Fig. 37) vom umgrenzenden Plasma immer deuthch sich abheben, so gelingt es doch nie, eine Kernmembran nachzuweisen. Bei fuUginosa erfolgt die Einziehung der alten Spindel- substanz langsamer, verzögert sich bis in die Prophasen der zweiten Reife- teilung, wo erst der Kernbezirk, der bei Lymantria schon so früh sichtbar ist, sich deutlich umgrenzt (Fig. 15).

e) Interkinese.

Die Anaphase der ersten Reifeteilung findet damit ihren Abschluß, daß die Spindelfasern in der Mitte aufgelöst werden. Die Veränderungen im reifenden Ei von diesem Zeitpunkt an bis zur Ausbildung der zweiten

182 J. Seiler

Reifungsspindel seien unter dem Titel »Interkinese « beschrieben. Sobald die Mittelstücke der Spindelfasern sich auflösen, beginnt die innere Spindel- häKte gegen das Eicentrum zuzuwandern. In dem Maße, wie sie vor- rückt, strömt vom Keimhautblastem Plasma nach, ergießt sich in die freiwerdende Lücke um die Eliminationsplatte und folgt der centralen Spindelhälfte. Von dieser Strömung wird auch die Eliminationsplatte ergriffen, auch sie wandert mit, wenn auch meist langsamer, so daß ihr Abstand vom ersten Richtungskörper im allgemeinen kleiner ist, als der von der inneren Spindel. Gelegentlich rückt selbst der erste Richtungs- körper eine kurze Strecke vor (Fig. 15). Die Tendenz, der inneren Pol- platte der ersten Reifeteilung nach dem Eicentrum zuzustreben, zeigt sich schon früh. Stand die Spindel schief zur Oberfläche, so wird sie, wenn sie noch völüg intakt ist, die Literkinese also noch nicht begonnen hat, gegen das Eicentrum abgebogen. Diese Beobachtung widerlegt den Versuch Hexkings, durch die Annahme einer gegenseitigen Abstoßung der Seitenplatten von der Mittelplatte, die Evolutionen der Kernhälften in der Interkinese zu erklären. Zum mindesten wären weitere Hilfs- annahmen notwendig.

In den Einzelheiten verhalten sich während dieser Periode die untersuchten Formen etwas verschieden. Die Interkinese beginnt für fuliginosa mit Stadien, wie sie die Fig. 8 und 9 wiedergeben. Bereits rückt das Plasma zwischen die beiden SpindelhäKten. Etwa vom Sta- dium der Fig. 12 an gelingt es nicht mehr, die volle haploide Chromosomen- zahl, die für juliginosa 28 beträgt, zu zählen. Ja auf einem etwas älteren Stadium finden wir sogar nur noch ungefähr die Hälfte der 28 Chro- mosomen (Fig. 10 u. 11). Ihre Formen sprechen dafür, daß eine paar- weise Bindung stattgefunden hat, eine sogenannte Chromosomenkoppe- lung. Von den untersuchten Formen scheint nur noch gonostigma ähn- liche Verhältnisse aufzuweisen. Hier scheint die Koppelung schon mit Beginn der Interkinese sich zu vollziehen. Fig. 29 gibt ein solches Sta- dium wieder (die Spmdel liegt schief im Präparat, in Wirklichkeit sind die Platten also etwas weiter auseinander). In der äußeren Chromo- somenplatte, die vollständig ist, wird es nicht geüngen, die haploide Chromosomenzahl, die für gonostigma 30 ist, herauszuzählen. Man kommt auf 15, oder etwas mehr. Mein Beweismaterial fiü- diese Stadien ist jedoch, sowohl bei fuliginosa als auch bei gonostigma, etwas mager, so daß ich die Sicherstellung dieser Beobachtung ferneren Untersuchungen anheimstellen muß und nur noch erwälmen will, daß Chromosomen- koppelung im Tierreich keine allzu seltene Erscheinung ist und schon längst bekannt war, namentlich aus Hymenopterenarbeiten (vgl. Nachts-

Das Verhalten der Geschleehtschromosonien bei Lepidopteren. 183

HEIM 13). Sehr wohl vergleichen läßt sich die Chromosomenkoppelung der Lepidopteren mit der bei Dendrocoelum, von Gelei (13) aufgedeckten. Hier wie dort findet die Bindung in der späten Anaphase statt und wird vor der nächsten Teilung wieder aufgeholfen, nur sind es bei Dendrocoelum die Ovogonien, in deren Tclophase sich die Chromosomen paarweise innig aneinanderlegen und lückenlos vorkleben, bei Lepidopteren die Ovocyten erster Ordnung. Vielleicht handelt es sich in beiden Fällen um nichts weiteres, als um eine Anpassungserscheinung an beschränkte Raum- verhältnisse.

Bei den Lymantria-AitGn findet sicher keine Bindung statt. Hier zeigt sich im Verhalten der Chromosomen stark die Tendenz, einem Ruhe- kernstadium zuzustreben ; von den achromatischen Kernbestandteilen von Lymantria haben wir früher dasselbe mitgeteilt. Die Chromosomen treten in Verbindung miteinander durch chromatische Brücken, verschmelzen teilweise, und wir erhalten ganz ähnhche Bilder, wie wir sie von der Pro- phase der ersten Reifeteilung (Fig. 17) her kennen. Erst in der Prophase der zweiten Reifeteilung individualisieren sich die Chromosomen w^ieder aus diesen Verbänden heraus. Textfig. 3 e, S. 180, zeigt für nionacJia ein solches Übergangsstadium. Charakteristisch für alle untersuchten Formen ist, daß die Chromosomen immer mehr oder minder in der alten Tochterplatteneljene verbleiben von der Anaphase der ersten Reifeteilung durch die Literkinese (Fig. 30) bis zur Metaphase der zweiten Reife- teilung.

f) Die zweite Reifeteilung.

Sobald die Wanderung des zukünftigen weibhchen Pronucleus gegen das Eicentruni zu stockt, bereitet sich die ZAveite Reifeteilung vor. Die Spindelfasern der ersten Reifeteilung sind jetzt auch bei fuliginosa ver- schwunden und in den längst vorgebildeten, während der späten Ana- phase und Interkinese entstandenen, deutlich umgrenzten Kernterri- torien entsteht die zweite Richtungsspindel und, ungefähr gleichzeitig, die des ersten Richtungskörpers, und zwar senltt'echt zu den immer noch mehr oder minder in einer Ebene liegenden Chromosomen. Die gegen- seitige Orientierung der Spindeln ergibt sich für meine Eier aus zwei Beobachtungstatsachen, 1. daraus, daß die Spindel des ersten Richtungs- körpers immer gleich gerichtet ist, wie die erste Reifungsspindel; 2. daraus, daß unbekümmert um die Lage der ersten Reifungsspindel die centrale Kernhälfte nach der Trennung immer direkt gegen das Eicentrum zu- wandert und ebenso orientiert ihre Spindel sich anlegt. Daraus folgt, daß die beiden Spindelachsen in die Verlängerung zueinander zu liegen kommen, wenn die erste Reifungsspindel senla'echt zur Eioberfläche

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stand (Fig. 13—15, 33—35, 38), war sie schief oder parallel zur Oberfläche, so bilden die beiden Achsen einen Winkel miteinander

(Fig. 39).

Nun aber zur Hauptsache. Wie werden die Chromosomen in der zweiten Eeifeteilung geteilt? Welches ist das Schicksal unsrer Pseudo- tetraden? Findet eine Quer- oder Längsteilung statt? Da die Quer- kerbe am meisten imponierte, vermuteten wir, die zweite Teilung würde eine Querteilung sein. Das Gegenteil ist der Fall. Die zweite Eeife- teilung ist wieder eine Längsteilung. Schon das Stadium der Metaphase belegt das unzweideutig; am eindringlichsten die Polansichteu. Überein- stimmend bei allen Arten, von denen ich die Metaphase der zweiten Eeifeteilung untersucht habe (fuliginosa, dispar, monacha, gonostigma), liegen die Längsachsen der kurz stäbchenförmigen Chromosomen in der Äquatorialebene und deutlich zeigt sich die alte, nun rätselhaft gewordene Querkerbe. Suchen wir aber nach der Kerbe an der schmalen Kante, so finden wir sie in Polansichten nicht, wohl aber in Seitenansichten. Die Chromosomen halben sich also um 90° um ihre Längsachse geckeht. Man durchmustere daraufhin die Chromosomenplatten von dispar (Text- fig. 11, S. 237), und fuliginosa (Textfig. 7a u. i, S. 205), die die Chromo- somenformen so genau wie immer möglich wiedergeben.

In Seitenansichten von Spindehi könnte man gelegenthch zweifeln, eb wirklich eine Längsteilung stattfindet; nämlich dann, wenn die Längs- kanten der Chromosomen auf den Beobachter zulaufen (Fig. 34, innere Spindel). Doch zeigen auch Seitenansichten oft deutlich, daß wirkUch der Längskante nach geteilt wird (Fig. 34, äußere Spindel). Endgültig zugunsten der Längsteilung entscheidet die Frage die Anaphase, die bei gonostigma (Fig. 38) und bei dispar (Fig. 35) dieselben kurz stäbchen- förmigen Chromosomen aufweist, die ehedem vorlagen ; auch die Quer- kerbe ist oft noch erkennbar, was natürlich am deutlichsten l)ei der Form mit den größten und längsten Chromosomen, bei dispar, zum Ausdi'uck kommt. Damit dürfte erwiesen sein, daß

1. beide Eeifeteilungen Längsteilungen sind,

2. die Teilungsebenen senkrecht aufeinander stehen,

3. die Querkerbe keine Teilungsebene andeutet.

Das sind vorläufig die einzigen Beobachtungstatsachen, die ich zur Beantwortung der wichtigsten und schwierigsten Frage der modernen Cytologie, der Frage nach dem Vorkommen einer Eeduktionsteilung herbei- schaffen kann. Es ist ohne weiteres klar, daß sie noch keineswegs genügen zu ihrer Beantwortung. Dazu müßte vor allen Dingen die Genese dieser

Das Verhalten der Gesehlechtschromosomen bei Lepidopteren. 185

sonderbaren Tetrade, der Ditetrade, aufgeklärt werden. Der Versuch dazu soll in einem späteren Kapitel angestrebt werden.

Wie schon früher festgestellt wurde, ist der wesentlichste Unterschied zwischen erster und zweiter Reifeteilung der, daß in der letzteren nicht eliminiert wird, oder doch nur höchst selten, ausnahmsweise. Die Ana- phase verläuft rascher, als die der ersten Teilung, vielleicht eben weil keine Elimination durchgemacht werden muß, vielleicht auch ist ein rascher Verlauf für die zweite Reifeteilung charakteristisch. Zum mindesten trifft man diese Angabe in der Literatur äußerst häufig. Wieder wird eine schwache, achromatische Mittelplatte gebildet (Fig. 13, 14, 30), die aber, wie es scheint, gelegentlich fehlen kann (Fig. 35). Das gleiche gilt auch für die erste Reifeteilung; es müßte denn gerade sein, daß die Mittelplattenbildung, die sonst gewöhnhch in der frühen Anaphase statt- findet (Fig. 13, 38), hie und da sehr spät beginnt.

Schon längst wird es aufgefallen sein, daß das Tempo der Teilung in der äußeren Spindel nicht dasselbe ist, wie in der inneren. Als Regel kann angegeben werden, daß die Teilung des ersten Richtungskörpers langsamer sich vollzieht (Fig. 13, 14, 38, 35). Also schon jetzt macht sich ein Erschlaffen der Lebensenergie im ersten Richtungskörper be- merkbar. Daß er dem LTntergange entgegeneilt, zeigt sich namentlich beim Vorrücken der Chromosomen. Während in der inneren Spindel die Tochterplatten geschlossen vorrücken, bleiben im ersten Richtungs- körper meist einzehie Chromosomen zurück und liegen noch zerstreut auf der Spindel, wenn in der Telophase der große Haufen schon längst verklumpt ist (Fig. 5, 14).

Damit ist die zweite Reifeteilung vollendet. In einer Reihe hegen nun von außen nach innen: der erste Richtungskörper, sein Deszendent, der Ehminationskern, der zweite Richtungskörper, und endUch zu innerst der weibliche Pronucleus. Jetzt setzt die Vorbereitung zur Kopulation ein. Bevor wir die schildern, sei das Schicksal des Eliminationschromatins verfolgt.

g) Schicksal der Eliminationsplatte.

Wir kennen das Verhalten der Ehminationsplatte bis zur späten Anaphase. Die Veränderungen, die während der Interkinese und zweiten Reifeteilung stattfinden, sind derart variabel und derart reich an Nuancen, daß ich nur wenige, häufig wiederkelirendc Typen beschrei- ben kann. Das mag genügen, denn das Ende, das bei der herrschenden Gesetzlosigkeit vorausgeahnt werden kann, ist überall dasselbe: voll- ständige Auflösung.

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1. Wenn die Spindel zu Beginn der Interkinese gerissen ist, manch- mal, namentlich bei fuliginosa, schon früher, beginnt das EUminations- chromatin sich langsam aufzulockern, faserig zu werden, sich zu ver- flechten zu einem Netz^Yerk und schheßlich sehen wir als Endresultat aller Umwandlungen ein kernartiges Gebilde, das ich Eüminationskern nennen will, vor uns. Sehr wahrscheinhch besteht der Eüminationskern nicht ausscUießüch aus Ehminationschromatin. Ich vermute, daß zu seiner Bildung auch die sich auflösenden Mittelstücke der Spindelfasern Material beisteuern. Er ist oft in einen Hof hellen Plasmas eingebettet (Fig. 13) und von der Umgebung so scharf abgegrenzt, daß man wohl auf das Vorhandensein einer Membran schließen möchte. Ob tatsächlich eine vorHegt, kann ich nicht sicher angeben. Dieser Eliminationskern, der bei allen untersuchten Formen häufig angetroffen wird, ändert während der Telophase der zweiten Reifeteilung sein färberisches Verhalten. Er wii'd langsam oxychromatisch, färbt sich plasmatisch; bei Färbung mit Heidenhaix Hämatoxylin-S. -Fuchsin also Uchtrot. Damit schwinden seine scharfen Konturen, er schrumpft ein, hebt sich immer weniger vom Plasma ab und verschwindet schüeßlich in den Prophasen zur Kopulation vollständig.

2. Die EHminationsplatte der späten Anaphase der ersten Reife- teilung zerstäubt langsam, zerfällt teilweise in kleine Chromatinklümp- chen, die auseinanderweichen, regellos zerstreut liegen bleiben, oder sich teilweise auf einer Kugeloberfläche ansammehi und einen hellen Raum umgrenzen, der oft den Restteil des Ehminationschromatins, in sonder- bar verklumpten Formen, einschheßt (Fig. 35). Oder endUch, es kommt zur Bildung eines regekechten Eliminationskernes (Fig. 39), der jedoch, ohne je ein Reticulum gebildet zu halben, allmähUch verschwindet.

3. Nicht selten verklumpt das Eliminationschromatin vollständig (Fig. 15), nur wenige kleine Bröckchen springen ab und liegen in einem hellen Hof, oder beim Zusammenfließen des Chromatins Ijilden sich mannigfaltige, eigenartige Clu'omatinfiguren (Fig. 38). Wieder, wie bei den früheren Typen, folgt langsames Einschrumpfen und spurloses Ver- schwinden.

4. In der Interkinese sehen wir die Eliminationschromosomen mehr oder minder zerbröckelt, eingestellt in der alten x\quatorialebene (Fig. 33). Dieses Bild ruft sofort die Frage wach: findet hier vielleicht eine Teilung statt? Wenig spätere Stadien geben die Antwort. Tatsächlich sehen wir, daß die feinen Chromatinbröckchen beiderseits von der Äquatorialebene vorrücken und zwar gelegentUch in einer Eljene, gleichsam in Tochter- platten, während das gröbere Zeug in der Mitte verklumpt liegen bleibt

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 187

(Fig. 34). Aber noch auffälliger ! In seltenen Fällen kommt es geradezu zu unzweideutigen Versuchen, eine Spindel auszubilden (Fig. 41) und nochmals wird augenscheinlich eine Anstrengung gemacht, einen Ehmi- nationsprozeß durchzuführen. In theoretischer Beziehung ist diese Be- obachtung sehr interessant. Sie weist auf einen ursächlichen Zusammen- hang hin zwischen Chromosom und der Ausführung einer Teilung und Ausbildung eines Teilungsapparates und scheint dem alten BovERischen Satze »Der Kern teilt sich nicht, er wird geteilt« zu widersprechen.

Wie bereits mitgeteilt, verschwindet das Eliminationschromatin in dieser oder andrer Form gewöhnhch kurz nach der Telophase der zweiten Reifeteilung. Hier und da aber verharrt es länger, bis in die Telophase der ersten Furchungsteilung oder noch länger, und zwar in den von mir beobachteten Fällen immer in Form von sehr kleinen, mit Heidenhaixs HämatoxyUn sich färbenden Gelnlden, die sicher vom Typus 2 abge- leitet werden müssen (Fig. 59, 61). Sie erinnern an Kerne oder etwa an Karyomeriten, besitzen im Innern meist ein größeres Chromatinkügel- chen, um das staubförmig verteiltes oder faseriges Chromatin einen kugeligen Raum abgrenzt, gleichsam eine Membran darstellend. Die Gebilde liegen im Richtungsplasma zerstreut, ziehen interessanterweise aus diesem Bezirk aus und beginnen, von der Region der Richtungs- körper im Keimhautblastem nach allen Richtungen auszuwandern. Ihrer großen Zahl nach möchte man auf eine Vermehrung schließen. Welches das Schicksal dieser kleinen »Kerne« ist, ist mir unbekannt.

Henkings Angaben (90, 92) über das Verhalten des Eliminations- chromatins stimmen nicht, auch wenn Verschiedenheiten zwischen seinen Formen und den meinigen existieren sollten, was übrigens kaum der Fall sein ^^drd. Nach ihm verschwindet die Mittelplatte (meine Eüniina- tionsplatte) in der späten Anaphase. Wenn die Spindelhälften ausein- anderrücken, entsteht zwischen ihnen em heller, kreuzförmiger Hof, nach seiner Meinung bestehend aus achromatischer Substanz, die einer- seits aus dem alten Eikern stammt, anderseits vom Plasma erzeugt wird. »Feine Körperchen, welche gelegentÜch am Rande der Figur (der helle Bezirk) und auch weiter im Innern angetroffen werden . . . haben meiner Meinung nach mit den Körnchen der Mittelplatte nichts zu schaffen, . . . sie mögen aus dem zur Vermehrung der achromatischen Substanz ver- brauchten Plasma übrig gebUeben sein. . . . Schon eher mit der ursprüng- lichen Mittelplatte in Verbindung zu setzen sind größere Kügelchen, welche gelegenthch in dem Mitteh'aum ... ins Auge fallen« (S. 514, [90]). Die feinen Körnchen am Rande und im Innern der hellen Figur sind zweifellos EUminationsplattenmaterial. Der helle Hof aber ist größten-

188 J. Seiler

teils ein iVi'tefakt, dadurch entstanden, daß l)ei der Fixierungsmethode Henkings die Spindelstrukturen vollständig zerstört wurden und an ihrer Stelle nichts, wie ein heller Raum blieb, der nun natürlich, je nach- dem die Reifeteilung mehr oder minder weit vorgeschritten ist, eine andre Form zeigt. Zu Beginn der Literkinese mag er kreuzförmig sein; die beiden Spindelhälften bilden zusammen den einen Doppelarm des KiTuzes, und senkrecht dazu entsteht in der Zone, wo die Mittelstücke der Spindel- fasern sich auflösen und das Eliminationschromatin liegt, der andre Ai*m. In den späteren Phasen, wenn die Spindelhälften weit auseinander ge- rückt sind, etwa während der Metaphase der zweiten Reifeteilung, liegen die Chromosomen der inneren und äußeren Spindel, nach den Abbildungen Henkings, je in einem scharf abgegrenzten, hellen Raum; zwischen beiden ist ein diitter heUer Raum in der Gegend des Eliminationschro- matins und der Spindelfasernreste, der gelegenthch noch Chromatin- trümmer aufweist. Das ist Henkings achromatischer Richtungskörper oder Telyid, das er, da er fast ausnahmslos mit heißem Wasser fixierte (bei Fixierung mit Flemmings Flüssigkeit war es nicht vorhanden, S. 58, 1892), bei allen Insektenordnungen, die er untersuchte, wiederfand.

So viel darf als sicher aus diesen Mitteilungen entnommen werden, daß bei P. hrassicae genau dieselben Verhältnisse existieren, wie l)ei den von mir untersuchten Formen. Für B. mori und Leucoma Salicis erwähnt Henking nur die Anwesenheit des Telyid. Ob überhaupt bei diesen beiden Formen eliminiert wird, ist aus den Al^lnldungen nicht zu ersehen.

Über mutmaßliche Bedeutung der Elimination werde ich, unter Heranziehung aller bisher bekannt gewordenen, ähnlichen Phänomene, im allgemeinen Teil meiner Arbeit kurz diskutieren.

2. Das Spermatozoon im Ei, Bildung der Vorkerne, Kopulation und Schicksal der Richtungskörper.

Meine Schilderung der Schicksale des Spermatozoons im Ei ist lücken- haft, und bedarf der Ergänzung durch spätere Untersuchungen. Wenn ich trotzdem meine Beobachtungen wiedergebe, so geschieht es deshalb, weil für die Geschlechtschromosomenfrage und die Reduktionsprobleme die Kenntnis der Kopulation und ihrer Prophasen wünschenswert ist und weil die schon bestehenden Angaben über die Geschichte der Sper- matozoen im Ei von Henking und Platner revidiert werden müssen.

In der frühen Anaphase, wenn eben die Elimination im Gange ist, dringt das Spermatozoon aus der dünnen Schicht des Keimhautblastems unter der Milo-opyle in die Dotterregionen über. Es besitzt schon auf

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 189

diesem Stadium den sehr charakteristischen, scharf umrissenen, dicht- körnigen Plasmahof —mit Unrecht «Spermastrahhmg « genannt, — dessen Entstehung ich nicht verfolgen konnte. Es ragt über denselben in der Richtung gegen das Eicentrum zu ein beträchtliches Stück hinaus, liegt also exzentrisch und zwar so, daß das Spermaplasma dem Spermatozoon bei seiner Wanderung gegen das Innere nachfolgt; selten ist mir die um- gekehrte Orientierung zu Gesicht gekommen. In einem einzigen Fall ist es mir gelungen, in dem Spermaplasma die wirkhche Strahlung zu sehen (Fig. 43). Ein winziges Centriol ist vorhanden. Davon geht eine zarte Strahlung aus, die auf den ganzen Bezirk des Spermaplasmas sich erstreckt. Gewöhnlich aber sieht man weder das Centriol noch die Strah- lung. Über die Herkunft des Centriols kann ich nichts aussagen. Hen- KiNG (90) hatte mehr Glück: »Man bemerkt hier, daß an dem Sperma- tozoon zwei Abschnitte zu unterscheiden sind, ein stärker gefärbter faden- förmiger Kopfteil und dahinter ein viel undeutlicherer Faden. Etwa an der Stelle, wo beide ineinander übergehen, liegt ferner eine deutüclie helle Stelle im Plasma und es scheint, als befände sich in ihr noch ein kleines Körperchen.« Um dieses Körperchen )> findet sich ein Häufchen anders aussehender Substanz, und dieses Häufchen ist noch dadurch ausgezeichnet, daß in der Plasmaumgebung eine schwache Strahlung selbiges zum Mittelpunkt nimmt.« Den hellen Hof nennt er Arrhenoid und glaubt darin ein Homologon zum Telyid gefunden zu haben, Vor- stellungen, die nur noch ein historisches Interesse beanspruchen dürfen, denn sowohl Arrhenoid wie Telyid sind Artefakte. Wohl ist auch bei meiner Fixierung um das Spermatozoon gelegentlich ein kleiner heller Hof erkennbar (Fig. 46) ; aber der kann unmögUch Henkings heller Hof sein, denn dieser liegt bald da, bald dort (vgl. seine Fig. 59—68, 1890) und variiert ebenso in seiner Ausdehnung. Unzweifelhaft aber ist das kleine Körperchen, das Mittelpunkt einer Strahlung ist, nichts andres als das Centriol, das aus dem Spermatozoon austritt. Diese Beobachtung Hen- kings ist deshalb von großem Wert, weil heute verschiedentlich an der alten Theorie Boveris von der Persistenz des männlichen Centriols ge- zweifelt wird. Für die Lepidopteren trifft sie zu. Unzweifelhaft aber existieren in einigen Tiergruppen Ausnahmen, denn es steht fest, daß unter gewissen Umständen das Ei die Centriolen zu liefern vermag. Den schönsten Beleg dafür erbringt die Untersuchung Nachtsheims (13), die sicher stellt, daß bei Apis mellifica in der ersten Furchungsteilung im unbefruchteten Ei, dem Drohnenei, Centriolen vorhanden sind. Nach Kahle (08) besitzt sogar schon die Reifespindel der Eier der partheno- genetischen Miastor-Laiveji Centriolen.

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Die Form des Spermatozoons ist lang, fadenförmig. Ol) der Schwanz- teil ins Ei eincMngt, weiß ich nicht; dringt er ein (nach Henking trifft das zu), so muß er früh aufgelöst werden. Der Kopfteil ist eigentümlich geknotet (Fig. 43), was sehr wahrscheinhch zurückzuführen ist auf eine spiraUge Verdickungsleiste des Spermatozoons, die später sichtbar wird (Fig. 45).

Gewöhnlich dringt nur ein Spermatozoon ins Ei ein, häufig aber auch zwei, selten drei. Bei den Lymantria-Arteii finden sich sehr häufig zwei Spermatozoen im selben Ei. Die Behauptung Platners (88), daß Polyspermie nur bei pathologischen Eiern vorkomme, stimmt nicht, denn in der späteren Entwicklung zeigt sich zwischen Eiern mit nur einem, und solchen mit zwei oder drei Spermatozoen auch nicht der geringste Unterschied. Das Schicksal der überzähligen Samenfäden ist verschieden. In seltenen Fällen bleiben sie schon im Keimhautblastem stecken und degenerieren ; nur eines dringt zwischen die Dotterschollen vor (in Fig. 42 das mit der »Strahlung«); gewöhnhch rücken jedoch alle in den Dotter vor und der endgültige Sieger ist lange nicht erkennbar, weil die Verände- rungen anfangs in allen dieselben sind. Da die Spermafäden immer in ordentlichem Abstand voneinander sich befinden, mag auch für die Lepi- dopteren die KücKERxsche Vermutung (91) stimmen, daß die Spermato- zoen sich gegenseitig abstoßen, und daß derjenige Sieger bleibt, der in der günstigsten Situation dem weiblichen Vorkern gegenüber seine Kon- kurrenten sich vom Leibe hält.

Der Weg, den das Spermatozoon gegen das Eicentrum zu zurücklegt, ist sehr klein und die Bewegung langsam. In dem Maße, wie sie vor- schreitet, findet in den umgebenden Dotterkugeln eine Aufhellung, Auf- lockerung statt, die sich trichterförmig weit ins Eiinnere, bis etwas über das Centrum hinaus erstreckt. Dabei werden die Grenzen der Dotter- kugeln, namentlich in der allernächsten Nähe des Spermatozoons un- scharf, der Inhalt ist so aufgelockert, daß man im Zweifel sein kann, ob man wirklich noch die alten Dotterkugeln, oder ein weitmaschiges, feinkörniges Plasma vor sich hat (Fig. 50, 51). Offenbar findet eine Umwandlung von Dotter in Plasma statt.

Wenn das Vorrücken des Spermatozoons stockt (die Endstation zeigt die Textfig. 4, S. 191), so beginnt das Chromatin, das in dem zarten Faden zusammengedrängt ist, sich aufzulockern. Der Eikern befindet sich zu dieser Zeit in der späten Anaphase. Die Auflockerung beginnt an den Fadenenden (Fig. 44) und in dem Maße, wie sie fortschreitet, findet eine Verkürzung des ganzen Spermafadens statt; die Form wird gedrungener und plumper. Jetzt wird, während der Interkinese, eine spirahge Ver-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren.

191

Textfig. 4.

dickungsleiste sichtbar (Fig. 45). Die wird dann, wenn die Verkürzung weiterschreitet, immer weniger deuthch und ist auf dem Endstadium, zur Zeit der Metaphase der zweiten Reifeteilung, wenn das Spermato- zoon fast kugelig, ovoid, geworden ist (Fig. 46), nicht mehr erkennbar. Während im Eikern die Anaphase der zweiten Reifeteilung statt- findet, zeigen sich im Spermatozoon die ersten Anzeichen der Auf- hellung des Chromatins. Das ist der Zeitpunkt, wo die überzähligen Spermatozoen zu degenerieren beginnen, denn nach meinen Beobach- tungen, wandelt sich immer nur eines zum männlichen Vorkern um. Gelegentlich, namentlich bei monacJia (Fig. 47 u. 48), auch bei fiüi- ginosa (Fig. 49), beginnt die Aufhellung des Chro- matins schon früher. Un- regelmäßig geformte Be- zirke der spindelförmigen Samenfäden nehmen Hei- denhains Hämatoxylin nicht mehr auf, färben sich mit S. -Fuchsin hellrot und scheinen von einer nahezu homogenen Flüssigkeit er- füllt. Doch gewöhnlich setzen diese Änderungen erst ein, wenn das Sper- matozoon ovoid geworden ist, und zwar verlaufen ge- nau dieselben Vorgänge ungefähr gleichzeitig im männlichen und weil)- lichen Vorkern und in den drei Richtungskörpern. Mit dem Umschlag von der Basichromatizität zum oxychromatischen Zustand geht Hand in Hand eine starke Volumenvergrößerung, wie das die Fig. 50—52 zeigen, die aufeinanderfolgende Stadien der männlichen Vorkerne von dispar wiedergeben. Zu Beginn der Volumenvergrößerung beginnt der weibUche Vorkern aus dem Richtungsplasmabezirk auszuwandern, dem männlichen Vorkern entgegen, der ruhig auf seinem Platze verharrt. In der Textfig. 4 hat der weibliche Pronucleus die Hälfte seines AVeges zurückgelegt. Er besitzt keinen Plasmahof, wie der männUche Vor- kern, ist darum meist sehr schwer auffindbar.

Inzwischen ist die Aufhellung der Dottermassen, die vermutlich vom Spermatozoon verursacht wird, weiter fortgeschritten. Die helle Zone, die dadurch entsteht, zeigt bei den untersuchten Schmetterlingsarten

Sagittalsclinitt durch das Ei von L. dispar. In der Mitte des

Eies eine Plasmainsel. Im Riclitungsplasma die drei Kichtungs-

körper. Weibliclier Vorkern auf der Wanderung dem männ-

liclien entgegen.

Archiv f. Zellforschun^r. XIII.

13

192 J. Seiler

spezifische Form und Ausdehnung, sie ist z. B. bei fuliginosa ein- fach trichterförmig, bei Lymantria dagegen pilzförmig (Textfig. 4), wo- bei der Stiel des Pilzes der Miki'opylenregion aufsteht, und der Pilz- hut das Kicentrum überdeckt. Ungefähr da, wo der Pilzstiel in den Hut übergeht, erscheint zu dieser Zeit (oft aber auch ziemlich früher) ein Plasmawisch, ganz ähnlich der »Spermastrahlung ((, nur daß in dem feinkörnigen Plasmahof kein Spermatozoon oder kein Vor- kern zu entdecken ist. Die Herkunft dieser Plasmainsel ist mir un- klar. Von überzähligen Spermatozoen oder apyi'enen Spermatozoen kann sie kaum stammen, denn Henking fand sie auch im unbefruch- teten Ei von Bombyx mori. Über ihre Bedeutung weiß ich ebenso wenig etwas anzugeben. Handelt es sich vielleicht hier um Plasma der Urkeimzelle, das schon früh auftritt, ähnlich wie bei den Cecidomyiden (Kahle [09])?

Ungefähr dann (die Vorgänge vollziehen sich innerhalb einer großen Variationsbreite), wenn die Vorkerne vollständig oxychromatisch ge- worden sind (Fig. 52), trifft der weibhche Pronucleus auf den männlichen. Nun beginnen die Prophasen der Kopulation. In den Vorkernen er- scheint ein feines Reticulum, auf dem zerstreut viele kleine Chromatin- körnchen liegen (Fig. 53), die immer mehr und mehr zusammenfUeßen und allmählich sich zu größeren Strängen vereinigen (Fig. 54). Wie schon früher einmal betont wurde, verlaufen in den Richtungskörpern ungefähr zur selben Zeit genau dieselben Veränderungen, wie in den Vorkernen. Das mögen die Fig. 54 und 58 zeigen, die aus demselben Ei stammen. Die Richtungskörper (Fig. 58) kommen infolge ihrer Größen- zunahme nebeneinander zu liegen und füllen fast den ganzen Bezirk des Richtungsplasmas aus .

Langsam tauchen in den Vorkernen die Chromosomen auf (Fig. 55); erst sind sie noch lang und unregelmäßig geformt, bald aber verklü'zen sie sich, und wir erhalten die kurz stäbchenförmigen, mit deutlicher Quer- kerbe versehenen Chromosomenformen, die uns von den Reifeteilungen her bekannt sind (Fig. 56). Der Kerninhalt ist inzwischen feinkörnig geworden, und die Größe der Kerne hat in den Prophasen noch wenig zugenommen. Das ist das Stadium, auf das die Kopulation folgen muß, die mir leider fehlt. Wie verläuft die erste Furehungsteilung? Folgt die vielleicht der Querkerbe? Keineswegs ! Es ist eine Längsteilung, denn die alten Chromosomenformen treten wieder in der Prophase der zweiten Furehungsteilung auf, und wieder stellen sie sich mit der Längsachse in die Äquatorialebene ein (Fig. 57). Wie lange diese Querkerbe sichtbar bleibt, weiß ich nicht, sicher ist, daß sie bei dispar und monacJia zur Zeit

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren, 193

der Blastodermbildung verschwunden ist, bei fuliginosa dagegen ist sie auf diesem Stadium noch vorhanden.

Für die Reduktionsprobleme wollen wir von den zuletzt geschilderten Vorgängen festhalten,

1. daß die Querkerbe in der Prophase der Kopulation wieder er- scheint,

2. daß die erste, sowie alle späteren Furchungsteilungen Längs- teilungen sind,

3. daß die Querkerbe im Laufe der embryonalen Entwicklung bald früher, bald später verschwindet.

Noch interessiert uns das Schicksal der Richtungskörper. Wenn die Vorkerne kopulieren, zeigt sich in den Richtungskörpern eine gleiche Tendenz, nur fehlt che Energie zu einer konsequenten Durchfüluimg. Bald verschmelzen alle ch-ei Richtungskörper, entweder vollständig oder nur teilweise (Fig. 61) und bilden dann meist monströse, verzerrte, oft melirpohge Spindeln (Fig. 60), oder es entsteht ein sogenannter Richtungs- kopulationskern dadurch, daß der zweite Richtungskörper mit dem ersten und seinem Descendenten verschmilzt. In allen Fällen reicht die erlö- schende Lebensenergie nur noch zu einer Teilung aus, dann verklumpt das Chromatin und wird vom Plasma resorbiert. Die geschilderten Ver- hältnisse werden lebhaft erinnert haben an die ganz analogen bei einigen Hymenopteren. Auch hier wird ein Richtungskopulationskern gebildet (Henking 92, Lasius niger; Petruxke witsch Ol, Ayis mellifica; Don- CASTER 06, Blattwespen). Nach PETRUXKEW^TSCH (Ol) sollte er aber im Drohnenei nicht untergehen, sondern die männliche Keimdrüse liefern, wähi'end das Soma vom Eikern alDzuleiten wäre, eine Angabe, die natür- lich von größter theoretischer Bedeutung war. Sie konnte aber nicht bestätigt werden. Nachtsheim (13) wies nach, daß auch hier, überein- stimmend wie im ganzen Tierreich, die Richtungskörper zugrunde gehen.

3. Der zeitliche Verlauf der ersten Entwicklungsvorgänge

im Ei.

Es kann für* zukünftige Untersuchungen nützlich sein, wenn ich kurz einige Notizen gebe über den zeitÜchen Verlauf der geschilderten Entwicklungsvorgänge. Sie beziehen sich auf L. dispar, treffen aber auch ziemlich genau zu für L. monacJia. Für die übrigen Formen fehlen mir genaue Zeitangaben. Hervorheben will ich noch, daß gleich alte Eier oft etwas verschieden weit sich entwickelt haben, deshalb können die folgenden Zeitangaben nur Mittelwerte bedeuten.

13*

194

J. Seiler

Zeit nach der Ei- ablage in Stunden	Entwicklungsstadien	Entsprechende Abbildungen für den weiblichen Kern i männlichen Kern
etwa 1/4 etwa 1/4— V2 1/0-3/4	Prophase und Metaphase Anaphase Übergang zur Interkinese	Fig. 1, 16, 17 » 18-32 » 40	Fig. 43 » 44
3/4-1	Interlvinese	» 43	. 45
I-IV4 11/4-21/2 etwa 21/2—23/4	Prophase zur zweiten Reifeteilung Metaphase der » » Anaphase und Telophase der zweiten Reifeteilung	» 15 » 34 » 35, 39	» 46 » 46 . 50
23/4-31/2	Vorkernbildung und Wanderung des weiblichen Vorkerns	Textfig. 3	» 50—55
31/, 4 4"-4V2	Kopulation erste Furchungsteilung		—

Die zeitlichen Angaben, die Hexkixg für P. hrassicae gilit ([92], S. 210), stimmen mit denjenigen für dispar nicht überein. Die Vorgänge bis zur Befrnchtung vollziehen sich hei Pieris fast doppelt so rasch, wie bei dispar. Daß tatsächlich große Verschiedenheiten im Entwicklungstempo vorkommen, mag auch daraus hervorgehen, daß die Blastodermbildung bei L. dispar 39 Stunden nach der Eiablage beginnt, bei L. monacha 35 Stunden nach der Ablage ; im 25 Stunden alten fuliginosa-Ei dagegen schon die Keimstreifenbildung im vollen Gange ist.

4. Die Entwicklung der unbefruchteten Eier.

Systematische Untersuchungen an unbefruchteten Eiern habe ich keine angestellt. Zufällig war unter meinem fuliginosa-Ma.tena.1 ein Teil unbefruchtet. Davon stammen die Beobachtungen. Daß auch im un- befruchteten Ei die Metaphase der ersten Reifeteilung erreicht wird, wird nicht wundernehmen; denn sicher werden die Eier erst unmittelbar vor der Ablage befruchtet; zu dieser Zeit aber ist das Keimbläschen schon auf dem Prophasenstadium. Zur Weiterentwicklung scheint nun bei fuliginosa das Spermatozoon notwendig zu sein. Denn über die Metaphase hinaus kommt das unljefruchtete Ei nach meinen Beobach- tungen nicht. Die Chromosomen beginnen zu zerbröckeln, zu zersplittern ; bald liegt nur noch eine Staubwolke von Chromosomentrümmern vor. Jede weitere Entwicklung wird sistiert.

Ganz analoge Mitteilungen gibt Henking (92) über Leucoma Salicis. Doch scheinen die Schmetterlinge in dieser Beziehung sich verschieden zu verhalten. Derselbe Forscher fand bei Bombyx mori vollständig nor- male Richtungskörperbildung. Die darauf folgenden Furchungsteilungen

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 195

zeigen bald pathologische Erscheinungen. Zu einer Larvenausbildung kommt es nicht. Schon früher gab Verson (90) an, daß die Entwicklung im unljefruchteten Ei von Bombijx mori nur bis zur serösen Membran vor sich geht. Platner (88) fand bei L. dispar ebenfalls normale Richtungs- körperbildung. Er schreibt ferner: »Ich habe dieses Objekt gewählt, nach- dem ich in diesem Frühjahr aus den AVintereiern von fünf unl^efruchteten Weibchen zahh-eiche Räupchen gezogen habe, die munter weiter gedeihen. « Nun habe ich aus Gründen, die mit den Geschlechtschi-omosomenfragen zusammenhängen, eine große Zahl (110) von sicher unbefruchteten Weib- chen Eier legen lassen. Die Puppen bezog ich aus verschiedenen Gegenden Deutschlands, da möglicherweise gewisse dispar-B.assen zu partheno- genetischer Entwicklung neigen könnten. Eine vorläufige Visitation ergab, daß eine Entwicklung leider nicht stattfand. Doch wird es sich erst im Frühjahr 1914 zeigen, ob unter den vielen Eiern nicht doch einige wenige sich entwickelt haben, was ich jedoch nicht glaube, i) Die Angaben Platners bezweifle ich und verhalte mich ebenso skeptisch gegenüber den vielen Angaben, die in der Literatur ül^er parthenogenetische Ent- wicklung bei Schmetterlingen existieren.

III. Die Geschlechtschromosomenfrage.

Wir kennen nun den Verlauf der Reifeteilungen im Ei der Schmetter- linge in allen Einzelheiten. Jetzt können wir der eingangs aufgestellten Frage «ist bei Lepidopteren cytologisch eine Digametie feststellbar?« nachgehen, indem wir die untersuchten Formen einzeln vornehmen und das Verhalten der Chromosomen in der Ovogenese und Spermatogenese prüfen. Zuglei-ch soll das Reduktionsproblem weiter verfolgt werden. Meine ursprüngliche Absicht war, überall Chromosomencyklen auszu- arbeiten, wie wir bis jetzt solche kennen von Phylloxeriden und Aphiden (Morgan, Stevens, Baehr), von Heteropteren (Morrill- Wilson) und von Nematoden {Heterakis: Boveri-Gulick, Angiostomum: Boveri- ScHLEiP, ÄncyracantJius: Mulsow). Das Material war jedoch derart widerspenstig, daß es mir nicht überall vollständig gelang, meine x\bsicht durchzuführen und ich mich schüeßlich damit zufrieden geben mußte, mein Ziel teilweise erreicht zu haben.

1. Literaturüberblick.

Da alle Versuche, die bis jetzt angestellt wurden, bei Lepidopteren Geschlechtschromosomen nachzuweisen, resultatlos verhefen, oder noch nicht abgeschlossen sind, mag es genügen, wenn ich nur ganz kurz darüber

1) Anmerkung bei der Korrektur: Es haben sich tatsächhch keine ent-wickelt.

196 J. SeUer

referiere. Miss Stevens (06), die eifrige amerikanische Geschlechts- clii'omos Omenforscherin, hat zuerst SchmetterUnge auf Heterochromo- somen untersucht. Sie fand bei Cacoecia und Euvanessa in beiden Sperma- tocytenteihmgen 30 Cliromosomenpaare. Eines davon zeichnet sich durch besondere Größe aus (genau wie in den Spermatocyten von juligiyiosa, vgl. Textfig. 8, S. 223). Eine inäquale Teilung findet nicht statt. Nun glaubte Stevens das große Chromosomenpaar auffassen zu dürfen als Idiochromosomenpaar, vergleichbar den äqualen Idiochromosomen (x- y-Chromosomen), die Wilson (05) bei Nezara fand, und zwar deshalb, weil "in the growth stage there is a two-lobed body (or sometimes two separate spherical bodies) which seems to correspond in size to the larger pair of chromosome in the first spermatocyte«. Und ferner "In safranin- gentian preparations it stains, not like a plasmosome, but red like the heterochromosomes, while the spireme is violet. The staining reaction at least suggests that this equal pair of chromosome, which may be traced thi'ough the synizesis stage, synapsis stage, growth stages and prophases, into the first spermatocyte spindle and on to the second spermatocyte, is an equal pair of heterochromosom." Dazu muß nun gesagt werden, 1., daß wir keine Farbreaktion kennen, die für die Geschlechtschromosomen charakteristisch ist; der "two-lobed body" kann sehr wohl ein gewöhn- licher Nucleolus sein und 2., daß tatsächlich bei allen Schmetterlingen, die schon beschrieben sind, in den Spermatocyten ein Nucleolus vor- handen ist, der aber, wie Federley (13) zeigte, und wie auch ich später nachweisen werde, mit dem »Chromatinnucleolus « Montgomerys nichts zu tun hat. Und endlich 3., daß der Beweis, daß der two-lobed body wirklich übergeht in das große Chromosomenpaar der ersten Reifeteilung, weder erbracht ist, noch überhaupt ein Versuch dazu gemacht wurde. Die SxEVENSSche Vermutung, daß bei Euvanessa und Cacoeeia ein gleiches Idiochromosomenpaar vorhanden sei, ist also nicht im geringsten be- gründet.

Miss Stevens' »Beweisführung <( hat leider Schule gemacht. Man höre ein Zitat aus Gross (12), der zwar sonst sehr kritisch an die Ge- schlechtschromosomenhteratur herantritt, aber doch die SchmetterUnge als Formen ausgibt mit »Chromatinnucleolendi), die gelegentlich, wie es seine Geschlechtschromosomenhypothese verlangt, zweiteilig sind. »Der Chromatinnucleolus (der Spermatocyten) ist meist scheinbar ganz ein-

1) Montgomerys Bezeichnung »Chromatinnucleolus« für die in der Wachstums- periode kompakt bleibenden Gesclüechtsclu-omosomen ist recht mighickUch imd kann zu allerlei Begriffsverwirrmigen Anlaß geben. Nach dem Vorschlage Wilsons ver- wenden wir dafür die Bezeichnimg «Chromosomennucleolus«.

f

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 197

heitlich; zuweilen läßt schon seine hanteiförmige Gestalt auf Bivalenz schließen, ja bei Cacoecia und Vanessa antiopa kann er nach Stevens (06) sogar in zwei separate Stücke zerfallen. Immer aber ergibt eine Zählung der Chromatinelemente in den Spermatocyten, daß er nicht ein einzelnes Chromosom, sondern ein Paar von solchen vertritt. Hier ist also die Verschmelzung eines Chromosomenpaares zur Bildung des Chromatin- nucleolus wieder über jeden Zweifel erhaben.« Ich wage aber doch, etwas zu zweifeln. Wer hat denn diese Zählungen der Chromatinelemente ausgeführt und auf was für Stadien? Wohl sprechen fast alle Unter- sucher der Spermatogenese der Lepidopteren vom Vorhandensein eines Idiochromosomenpaares, das in der Wachstumsperiode kompakt bleibt und einen »Chromatinnucleolus <( (Montgomery) bildet ; das gilt von den Ai-beiten von Stevexs (06), Dederer (07), Cook (10) und vielleicht auch von denen Doxcasters (11, 12). Aber gerade die entscheidende und beweisende Chromosomenzählung fehlt, oder ist wenig überzeugend, nämlich die Zählung der bivalenten Chromosomenschleifen der Wachs- tumsperiode oder der Prophasenchromosomen, so lange der »Clu'omatin- nucleolus « noch als solcher erkenntlich ist. Einzig Miss Dederer hat die Zählung bei PJiüosamia cynthia ausgeführt und stellt fest, daß ein Chromo- somenpaar weniger vorhegt, als in den Äquatorialplatten, also der Nucleolus übergehen muß in ein bivalentes Äquatorialplattenchromosom. Leider aber hat Dederer versäumt, für diese wichtige Feststellung überzeugendes Beweismaterial in ihren Abbildungen zu geben (vgl. ihre Fig. 22—25, S. 98; in Fig. 23 z. B. wird jedermann 13 Chromosomen finden, nicht 12 !). Da zudem eine genaue Feststellung der Chromosomenzahl in den Pro- phasen äußerst schwierig ist, hat man wohl das Recht, diesen einzigen Fall, auf den Gross sich berufen kann, zu bezweifeln. In allen übrigen Ai'beiten liegt kein Versuch eines Beweises vor. Oder durch w^as für Zählungen soll denn über jeden Zweifel erhaben festgestellt worden sein, daß der Xucleolus der Spermatocyten nicht ein einzehies Chromosom, sondern ein Paar von solchen vertritt? — Ob Doncaster den Nucleolus der Spermatocyten von Pieris und Äbraxas als Chromosomennucleolus ansieht, ist mir nicht klar. Er schreibt: "the chromatinnucleolus is also similar to that of the oocyte at the corresponding stage" ; vom Ovocyten- nucleolus aber gibt er an, daß er in den in Rede stehenden Stadien über- geht in ein gleiches Idiochromosomenpaar. — Da Doncasters Unter- suchung sich auch auf die Spermatogenese und Ovogenese der durch die Ivreuzungsexperimente so berühmt gewordenen Äbraxas grossulariata und die Varietät lacticolor sich erstreckt, müssen wir darauf etwas genauer eingehen. Die Resultate sind kurz folgende: "the Jacticolor male does

198 J. Seiler

not differ recognisably from the grossulariata male in its chromosome gronp, the spermatocyte number being 28 in each" (12, S. 195) uiul: "it may be concluded with confidence that the chromosome numlier in the lacticolor female is not different from that in the grossulariata female (12, S. 198) ; beim grossulariataAYeibchen ist sie 56, also gleich wie beim Männchen. Auch ergeben sich keine Beweise für die Anwesenheit eines Idiochromosomenpaares.

In unverständlichem Gegensatz dazu stehen die folgenden Fest- stellungen DoNCASTERs: Die Eireifung beginnt damit, daß "the nuclei begin to enlarge and pass through a synizesis stage closely similar to that of Pieris, except that the nucleolus is less conspicuous and is some- times difficult to find" (S. 196). Von jetzt an wachsen die Kerne stark, schließlich kommt ein Stadium, wo "the nucleus contains about 27 pairs of Short, thick chromosomes, and an additional larger pair apparently derived from the clu'omatin-nucleolus" (S. 196). Ovocyten mit solchen Kernen ergeben nach Doncaster wahrscheinlich nutritive Zellen. Die eigentUchen Ovocyten sind größer und "contain a very large nucleolus and interlaced chromatin threads, which have not contracted into short loops. Their number is difficult to count, but appears to be the haploid number (27) rather than the diploid (54)" (Seite 197). Aber die haploide Chromosomenzahl ist doch 28, die diploide 56 ! Wie kommt Doncaster plötzlich dazu, entgegen seinen früheren Angaben, als diploide Chromo- somenzahl 54 aufzustellen? Aus dem Wortlaut des vorletzten Zitates kann man die Antwort erraten. Übrigens gibt sie Doncaster etwas später selbst klar: "In the early stages of the meiotic phase two of these (Ovogonienchi'omosomen) give rise to a double chromatinnucleolus, and the remainder undergo synizesis" (S. 197). Woher weiß das Doncaster? wahrscheinlich daher, weil auf einem früheren Stadium in den nutritiven Zellen "about 27" Chromosomenpaare auftreten und in den wahren Ovocyten eher 27 als 54 ! Man merkt, es ist dasselbe Kartengebäude, zu dem Stevens den Grund gelegt hat. Damit keine Mißverständnisse entstehen: selbstverständlich will ich nicht sagen, daß die Ovocyten von Äbraxas keinen Chromosomennucleolus (= Chromatinnucleolus, Mont- gomery) hätten, oder gar allgemein daran zweifeln, daß gewisse Chromo- somen in der Wachstumsperiode kompakt bleiben können. Man braucht sich nur etwa die vortrefflichen und lückenlosen Abbildungen, die Wilson in seiner Oncopeltus-Aiheit (12) gibt, darauf hin anzusehen, so ist man überzeugt. Was ich betonen wollte, ist nur das, daß nicht jeder Nucleolus ein Chromosomennucleolus ist, und daß man immer die Pflicht hat, den Beweis dafür zu erbringen, wenn man einen Nucleolus als Chromosomen-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomeii bei Lepidopteren. 199

nucleolus ausgibt. Und weil dieser Beweis in vielen Geschlechts- chromosomenarbeiten nicht erbracht ist, ist es Zeit, daß man darnach fordert.

Sollte nun die Behauptung Doncasters, daß die Ovocyten einen Chromosomennucleolus besitzen, stimmen, so dürfte nach unsern heutigen Kenntnissen gefolgert werden, daß Ahraxas im weibhchen Geschlecht ent- weder Heterochromosomen, oder Idiochromosomen, oder Mila-ochromo- somen, oder "überzählige Chromosomen" (Wilson 09, Stevens 08) besitzt. Andre Chromosomen bleiben während der Wachstumsperiode nicht kompakt. Ein Heterochromosom aber kann nicht vorliegen, da die Chromosomenzahl in beiden Geschlechtern dieselbe ist; Idiochromo- somen kommen nach Doncasters eigner Aussage nicht in Betracht, weil die Hälften des »Chromatinnucleolus « keine konstanten Größen- unterschiede aufweisen; m-Chromosomen können es wegen der Größe nicht sein und »überzähhge « wegen der konstanten Chromosomenzahl nicht ! Was denn? Da Doncasters Mitteilungen über Pieris genau dieselben Unklarheiten und Widersprüche enthalten, gehe ich nicht darauf ein.

In einer neuesten Publikation über Äbraxas teilt Doncaster (Juni 13) mit, daß "it appears probable that all the females oi a unisexual family have 55 chromosomes instead of 56", und verspricht die Reifeteilungen der Eier solcher Formen zu untersuchen. Man wird mit Spannung dem Resultat entgegensehen.

In einer vorläufigen Mitteilung berichtet Miss Dederer (12) über Reifeteilungen im Ei von Philosamia cynthia, deren Spermatogenese sie früher (07) studiert hatte. In Ovogonien und Spermatogonien sind 26 Chro- mosomen vorhanden, in beiden Reifeteilungen im Ei 13. Bei der Fusion der Vorkerne sind, unmittelbar bevor die Nuclearmembran verschwindet, im männüchen und weiblichen Pronucleus 13 Chromosomen zu zählen. Ein sichtbarer Dimorphismus existiert also auch im weiblichen Ge- schlecht nicht. Zum Schluß erwähnt Dederer, daß bei Pli. cynthia nichts gegen die Annahme eines gleichen Idiochromosomenpaares im männlichen Geschlecht spreche, also der Nezara-Typus vorliege.

Außer den erwähnten neueren Arbeiten über Spermatogenese und Ovogenese bei Schmetterlingen existiert noch die von GrIInberg (03), die von Munson (07) und die äußerst interessante und ergebnisreiche Pygaem-Aiheit von Federley (13). AUe ckei berichten weder von He- terochromosomen noch Idiochromosomen.

200 J. Seiler

Aus diesem kritischen Überblick auf die bis jetzt erschienene Literatur über mein Thema ergibt sich, daß für die Lepidopteren die Geschlechts- chromosomenfrage vollständig ungelöst ist. Bevor ich meine eigenen Be- funde mitteile, sei die Bemerkung gemacht, daß es nicht meine Absicht war, Jagd nach Geschlechtschromosomen bei SchmetterHngen zu ver- anstalten. Ich nahm mir von vornherein vor, einige wenige Formen (die Rücksicht, die mich bei ihrer Auswahl leitete, habe ich schon betont) genau zu untersuchen, unbekümmert um das Endresultat. Leser, die von mir den Nachweis von möglichst vielen Geschlechtschromosomen erwarten, werden deshalb eine Täuschung erleben.

2. Phragmatobia fuliginosa.

a) Reifeteilungen im Ei.

Die Äcpiatorialplatte der ersten Reifeteilung zeigt bei fuliginosa 28 Chromosomen. Gut getroffene Platten sind schematisch klar; über die Chromosomenzahl kann man sich kaum täuschen, denn weit und breit liegen keine Dotterkugeln, die zu L'rtümern Veranlassung geben könnten, im Richtungsplasma (Fig. 2). Liegen dami und wann doch vereinzelte Dotterschollen in der Nähe der Spindel, so sind sie meist größer als die Chromosomen, zudem rund, in gut chfferenzierten und gut fixierten Präparaten größtenteils plasmatisch gefärbt, also immer leicht erkennbar. Betrachten wir die Chromosomenplatte, so springt sofort in die Augen ein unverhältnismäßig großes, lang stäbchenförmiges Chro- mosom. In Textfig. 5 a, S. 202, liegt es in der Mitte der Platte, ist wohl ungefähr viermal so groß wie eines der gewöhnlichen Chromosomen und zeigt meist eine schwache Segmentierung, l)ald mehr, bald weniger deut- lich. Es scheint aus vier Teilstücken zu l)estehen. Die Lage dieses großen Chromosoms, dem wir in Zukunft besondere Aufmerksamkeit schenken wollen, wechselt; mit Vorliebe liegt es peripher. Die Größen- unterschiede zwischen den übrigen Chromosomen, die kurz stäbchen- förmig oder bisquitförmig sind, sind in der Metaphase nicht sehr prägnant; erst nach der Elimination fallen sie in die Augen.

Nun interessiert uns das Resultat der ersten Reifeteilung. Text- fig. bh, c gibt zwei zusammengehörige Tochterplatten kurz nach der voll- endeten Elimination wieder. Die eine Platte (h) ist aus zwei Schnitten kombiniert. Ich gebe hier, wie in allen analogen Fällen, die Grenzen der Schnitthälften durch eine punktierte Linie an. Die Chromosomen sind, mit einer Ausnahme, in allen meinen Chromosomcnbiklern in der normalen Lage gezeichnet. Vergleicht man nun die beiden Tochter-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lei)idoi)teren. 201

platten, so fällt auf den ersten Blick auf, daß die beiden großen Chromo- somen verschieden sind. Dasjenige der inneren Platte h, die später den weiblichen Pronucleus liefert, hat ungefähr die Form und Größe, wie wir sie von diesem auffälligen Cliromosom von der Äquatorialplatte a her kennen. Der Partner aber in der Platte c, die nach außen liegt, also den ersten Eichtungskörper liefern wird, ist sichtlich kürzer und plumper. Aber weiter: zählen wir die Chromosomen der Platte h, so finden wir, wie wir erwarten, 28 Chromosomen. Zu unsrer Verblüffung dagegen weist die andre Polplatte 29 Chromosomen auf. Wie kommt das? Ursprüng- lich waren doch nur 28 vorhanden ! Es ist möglich herauszufinden, wo das überzählige Chromosom 29 liegt, denn in Form, Größe und Lage gleichen sich die Chromosomen der beiden Tochterplatten so genau, daß es nicht schwer fällt, die homologen Clu-omosomenpaare herauszufinden. Das gehngt um so leichter, als jetzt nach der Elimination viel deutlicher als in der Äquatorialplatte Größenverschiedenheiten sich zeigen. So werden die kleinen Chromosomen 6, 7 der Platte h (&i) leicht in der Platte c (ci) auffindbar sein. Dasselbe gilt von den ebenfalls kleinen Cliromosomen 23—27. Weniger leicht gelingt die Identifizierung bei den übrigen Chromosomen, da alle mehr oder minder gleich groß sind. Doch geben die gegenseitigen Lagenbeziehungen genug Anhaltspunkte in die Hand, alle 28 Chromosomen der Platte h in der Tochterpiatte c wiederzu- finden. Dabei bleibt hier als überzähhges Chromosom dasjenige, das über dem großen, plumpen Chromosom liegt. Damit ist die Herkunft des Chromosoms 29 klar; es ist von 28 abgesprengt worden, und zwar muß das in der frühesten Anaphase geschehen, da mir keine Tochter- platte zu Gesicht gekommen ist, wo die Clu-omosomen 28 gleich groß waren. Zum Glück ist die entscheidende Tochterplatte, die 29 Chromo- somen enthält, nicht zerschnitten, liegt mitten in der Dicke des Schnittes und ist schematisch klar.

Durchmustern wir vorerst alle Anaphasenbilder der Textfig. 5 darauf hin, ob sie die mitgeteilten Beobachtungen bestätigen. Besonders glück- lich getroffen sind die Tochterplatten d und e. Jede liegt in einem beson- deren Schnitt und zwischen ihnen, wieder auf einem besonderen Schnitt, ist die Eliminationsplatte, die ungefähr dasselbe Bild aufweist, wie eine Tochterplatte. Li der Tat zeigt es sich auch hier auf den ersten Bhck, daß die beiden Chromosomen 28 nicht gleich groß sind. Das in der äußeren Tochterplatte e ist bedeutend kürzer, als der Partner in der inneren Platte d. Wieder besitzt diese, analog wie im ersten Beispiel, 28 Chromosomen, die andre 29. Die zusammengehörigen Chromosomen- paare sind, weil während der vorrückenden Anaphase keine Verlagerung

202 J. Seiler

stattfand, leicht identifizierbar; so leicht, daß es überflüssig gewesen wäre, sie zu numerieren, wie in hi und Cj. Suchen wir das Chromosom 29 auf. Links von der Mitte der großen Chromosomen 28 hegen in d und e

Textfig. 6. • ••,♦

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Phragmatohia fuliginosa. a, Äquatorialplatte der ersten Keifeteilung im Ei. hc, Tocliterplatten der ersten Keifeteilung. (6 aus zwei Schnitten kombiniert, Tvas immer durch eine punktierte Linie an- gegeben wird.) 61 ci, dieselben Tochterplatten, homologe Chromosomen mit gleichen Nummern versehen. de, fg, hi weitere Toehterplatten, immer gleich orientiert. (Bei /( und i sind beide Platten zerschnitten.)

Vergr. 4080.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 203

in einer Keihe drei kleine Clu'omosomen, darüber ein paar von größeren Chromosomen und über diesen in der Platte d in der Fortsetzung vom Chromosom 28 ein einzehies, in e dagegen zwei, wovon das innere das Chromosom 29 sein muß. Beginnt man von einem andern Punkt der Chi'omosomenplatte aus, sich zu orientieren, so kommt man immer wieder zum selben Resultat. Also auch hier wieder verrät das Chromosom 29 an seiner Lage seine Herkunft. Es ist von 28 abgesprengt.

Im Gegensatz zu den beiden erwähnten Beispielen besitzen in den beiden folgenden die inneren Platten, und somit später die weiblichen Pronuclei, 29 Chromosomen, die ersten Richtungskörper dagegen nur 28. Von den zusammengehörigen Platten / und g hat / 28 und g, die innere Platte, 29 Chromosomen. Hier klebt das Chromosom 29 noch schwach mit chromatischer Brücke an 28. Das Partnerchi'omosom in / ist in diesem Fall auffälÜg kurz, was aber sicher daher rührt, daß das Messer, das hart an ihm vorbeigeschnitten hat, ein Stück mitgerissen hat. Auch ist es im Präparat sichtlich etwas aus seiner normalen Lage herausge- zogen nach rechts und von mir beim Zeichnen willkürlich mutmaßlich an seinen richtigen Platz zurückversetzt worden. Die beiden folgenden Tochterplatten h und i sind weniger übersichthch, weil beide mitten entzwei geschnitten sind. Aber das, worauf es ankommt, ist klar zu erkennen: die eine Platte besitzt ein langes Chi"omosom 28, die andi'e, auch hier ist es die innere, hat ein kürzeres. Da die Lagenverhältnisse in beiden Platten in ihren rechten, unteren Ecken sicher ungestört sind, gelingt es auch hier leicht, das Chromosom 29 zu ermittehi. Es hegt unter dem Chromosom 28 der Platte i.

Es kann kein Zweifel mehr darüber existieren, daß juliginosa im weiblichen Geschlecht Geschlechtschromosomen besitzt, denn es zeigte sich ein konstanter Unterschied z\\ischen den Tochterplatten der ersten Reifeteilung. Die eine erhält 28 Chromosomen, die andre 29, weil in ihr das große, für juliginosa so charakteristische Chromosom zu Be- ginn der Anaphase in zwei Stücke zerfällt. Eine inäquale Teilung der übrigen Chromosomen findet nicht statt. Bezeichnen wir vorläufig das große Chromosom 28 als x-Chromosom, seine beiden Partner als y-Chromo- somen. Der konstante Größenunterschied zwischen dem x-Chromosom und dem größeren y-Chromosom erleichtert den Nachweis der Geschlechts- chromosomen bei juliginosa wesenthch. Alle Anaphasenbilder, in denen die Längsachsen der x- und y-Chromosomen in der Schnittebene liegen, sind beweisend. Über ihre Größenverhältnisse soll die Textfig. 6 orientieren. Die zusammengehörigen x- und y-Chromosomen sind nach den vorrückenden Phasen der Reifeteilung geordnet; die in 1—15 sind

204 J. Seiler

frühen bis späten Anaphasen entnommen. Das Chromosom 29, das kleinere y-Chromosom, ist nur dann eingezeiclmet, ^Yenn es als solches identifiziert werden konnte. Die Volumenschwankungen der Chromo- somen zwischen Anaphase und Metaphase der zweiten Reifeteilung, auf die ich früher schon aufmerksam gemacht habe, kommen namentUch an

Textfig. 6.

\) O et M O

^ ^ 7 ^S ^ 10

\l II II <C M

11 12 13

l'f 15

M {\ f( ii 11

16 17 ^ ^*

19 20

22 23 2^ 25

Phragmatuhia fnliginosa. Die GescMechtscliromosomen zusammengehöriger Tochterplatten einander gegenübergestellt. Das größte Chromosom ist das x-Chromosom; von den beiden y-Chromosomen ist das kleinere nur dann eingezeichnet, wenn es als solches identifiziert werden konnte. Die Partner- chromosomen sind nach den aufeinanderfolgenden Phasen der Reifeteilung angeordnet. 1 — 15 sind frühen bis späten Anaphasen entnommen, 16 — 25 Prophasen bis Metaphasen der zweiten Keifeteilung.

Vergr. 4 OSO.

den X- und y-Chromosomen zur Geltung und erschweren das Abschätzen der Größenverhältnisse wesentlich. So viel ich erkennen kann, sind beide y-Chromosomen zusammengenommen ungefähr so groß wie das x-Chromo- som, wahrscheinlich eher etwas kleiner, als größer. Der Größenunter- schied zwischen dem größeren y-Chromosom und dem x-Chromosom ist also beträchthch und leicht konstatierbar. Das kleine y-Clu-omosom

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren.

205

gleicht einem Autosom von mittlerer Größe. Die Form der Geschlechts- chromosomen ist immer lang stäbchenförmig, im Gegensatz zu dem Ver- halten in den männlichen Geschlechtszellen, wie wir später sehen werden. Die schwache Segmentierung, die schon in den Äquatorialplatten bald mehr bald weniger deutlich sich zeigte, ist während der ganzen Reifeteilung erkennbar. Da wo sie am deutlichsten ist, zeigt das x-Chromosom vier

Textfig. 7.

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Phragmatohia fuUginosa. ah zusainmengeliörige Äqnatorialplatten der zweiten Reifeteilung, a äußere

Platte, h innere, c Äquatorialplatte der zweiten Reifeteilnng mit 29 Cbromosomen. de Anaphasen der

zweiten Reifeteilung aus demselben Ei; d die des Richtungskörpers, e innere Spindel. Vergr. 4080.

Segmente (5, 8, 12, 16, 17, 20, 21, 23, 25), das größere y-Chromosom ist nur selten und undeutlich segmentiert.

Als äußerst sinnfälliges Kennzeichen der Geschlechtschromosomen während der Reifeteilungen gilt, daß sie gesondert an die Spindelpole wandern, entweder den Autosomen voran oder hintendrein. Das trifft vorzugsweise für die Reifeteilung zu, die die ungleichen x- und y-Chromo- somen trennt, oder in der das Univalente x ungeteilt einem Pol zustrebt. Doch ist das Merkmal durchaus nicht durchgängig. Gerade auch für fuUginosa trifft es nicht zu. Für die frühe Anaphase war ja das zum vornherein zu erwarten, wegen des Eliminationsprozesses. Aber auch

206 J- S^'üer

in der späten Anaphase der ersten Reifeteilung ebenso, das kann vor- greifend gesagt werden, in der Interkinese und zweiten Reifeteilung rücken alle Chromosomen miteinander vor. In sonderbarem Gegensatz dazu steht das Verhalten der Geschlechtschromosomen in den Reife- teilungen im monogameten Geschlecht, wie wir erfahren werden.

In der Interkinese findet bei fuliginosa, wie ich früher ausgeführt habe, eine paarweise Chromosomenbindung, eine sogenannte Chromosomen- koppelung statt, die vor der Metaphase der zweiten Reifeteilung wieder rückgängig gemacht wird. Es wird von Interesse sein zu erfahren, wie die y-Chromosomen sich verhalten, ob sie sich wieder voneinander trennen, wenn sie überhaupt gebunden waren, was ich annehme, aber nicht mit unzweideutigen Abljildungen beweisen kann. Die Textfig. 7 zeigt in a und b zwei zusammengehörige Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung, a ist die des ersten Richtungskörpers, h die, welche den weibhchen Pro- nucleus liefert. Hier sind in der Tat die y-Chromosomen getrennt zu er- kennen, und die Zahl der Chromosomen ist 29. Werfen wir einen Blick auf die Lagenverhältnisse der Autosomen, so erkennen wir, daß trotz der weiten Wanderung der einen Spindelhälfte durch die Dotterregionen gegen das Eicentrum zu, und trotz der Chromosomenkoppelung auch jetzt noch in beiden Platten ziemUch übereinstimmende Lagenbeziehungen zwischen den einzelnen Chromosomen vorhanden sind. Das gibt uns die Mittel in die Hand, das kleine y-Chromosom aufzufinden. Es liegt höchst- wahrscheinlich unter dem größeren y-Chromosom.

Genau gleich verhalten sich die y-Chromosomen, wenn sie in die Äquatorialplatte des ersten Richtungskörpers zu liegen kommen. Auch hier sind sie getrennt (Textfig. 7 c), und die Gesamtzahl der Chromosomen ist somit 29. Über die Größenunterschiede zwischen x- und y-Chromo- somen in der Prophase und Metaphase der zweiten Reifeteilung kann man sich in der Textfig. 6 (16—25) orientieren. Am auffälhgsten sind sie in der Metaphase (21—25). Hier will es oft scheinen, als ob die beiden y-Chromosomen zusammen kleiner wären, wie das x-Chromosom.

Die zweite Reifeteilung teilt die Geschlechtschromosomen, wie nicht anders zu erwarten ist, äqual. Sie ist eine Längsteilung genau wie bei den Autosomen. Textfig. 7 zeigt aus demselben Ei die Anaphase im Richtungskörper (d) und im weibhchen Pronucleus (e). Der Richtungs- körper besitzt in diesem Fall die y-Chromosomen; das größere davon hat sich eben geteilt, während in der inneren Spindel die viel längeren Hälften des x-Chromosoms schon ein bedeutendes Stück auseinander- gerückt sind. Aus dieser Teilung wird ein weibUcher Vorkern mit 28 Chro- mosomen resultieren. Ebenso oft aber, wie er 28 Chi-omosomen erhält,

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 207

bekommt er 29, und damit die Hälfte der Eier das x-Chromosom, die andre die v-Chromosomen,

Im Prinzip verhalten sich die Geschlechtschromosomen während der Reifeteilung also vollkommen übereinstimmend, gleichgültig 0I3 das männliche oder das weibliche Geschlecht das digamete ist. Es wird unsre Aufgabe sein zu prüfen, ob dieser Satz auch zutrifft für das Ver- halten während der Synapsis und Wachstumsperioden.

b) Das Verhalten der Chromosomen während der Ovogenese.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen von fuliginosa während der Ovogenese wird vermutlich dem der Spermatogenese der Formen, wo das männliche Geschlecht digamet ist, gleichen. Die Verhältnisse während der Reifeteilung legen diesen Schluß nahe. Man könnte versucht sein, vorauszusagen, was in der Ovogenese zu erwarten ist. Über- bUcken wir jedoch die Geschlechtschromosomenliteratur, so erkennen wir bald, daß es schwer hält, allgemein gültige Merkmale für das Verhalten der Geschlechtschromosomen im monogameten Geschlecht herauszuarbei- ten. Außer dem einen Merkmal, daß eine Reifeteilung in bezug auf die Geschlechtschromosomen inaequal ist, gibt es wohl kein zweites mehr, das überall zutrifft. Denn bald können die Geschlechtschromosomen schon in den Spermatogonien von den Autosomen unterschieden werden, und ihr Sonderverhalten wird von da an durch die Wachstumsperiode immer prägnanter (»progressive Heteropycnose « Brunelli 10), bald sind sie erst etwa vom Synizesisstadium an durch ihr vorzeitiges Kom- paktwerden erkennbar, oder sie erscheinen erst im Diplotänstadium, oder noch später, in der zweiten Phase der Wachstumsperiode, oder in den Prophasen kurz bevor auch die Autosomen kompakt werden, oder endlich, sie unterscheiden sich vor den Reifeteilungen überhaupt nicht von den Autosomen. Auch ist das Verhalten bei ein und derselben Form oft variabel. Welches das Verhalten der Geschlechtschromosomen von fuli- ginosa in der Ovogenese sei, ist also nicht vorauszusehen.

Die topographischen Verhältnisse im Ovar sind sehr übersichtlich. Die vier Eischläuche, die anfangs gerade sind, später sich in Windungen legen, zeigen schon bei bald erwachsenen Raupen aufeinanderfolgend die bekannten Bezirke: 1. die Keimzone, 2. die Synapsiszone, 3. die Diffe- renzierungszone und 4. die Wachstumszone. Die Ovogonien der Kym- zone besitzen eine wechselnde Zahl von Nucleolen, meist sind zwei bald aber auch nur einer, oft mehr als zwei vorhanden. Die wechselnde Zahl und die verschiedene Größe und Form der Nucleolen schließen zum vorn- herein den Gedanken aus, daß wir es hier mit kompakten Geschlechts-

Ärchiv f. Zellforschung. XUL 14

208 J. Seiler

Chromosomen zu tun haben könnten. Sowohl in den Ruhestadien als während der Teilungen sind keine Unterschiede zwischen den Autosomen und den Geschlechtschromosomen erkennbar. Leider besitze ich keine einwandfreie Äquatorialplatte, die zu einem Zählen der Chromosomen hätte verwendet werden können.

Die Synapsiszone beginnt mit der Synizesis (McClungi), dem Knäuelstadium, dessen Spirem bei guter Fixierung den größten Teil des Kernraumes ausfüllt, aber doch immer die Tendenz zeigt, sich am einen Kernpol zu häufen (Fig. 62). Ob der Synizesis noch ein Leptotänstadium vorausgeht, konnte ich nicht entscheiden; ich halte es für sehr wahr- scheinlich, lasse aber die Frage unentschieden. Für die jungen Ovocyten, die an Größe von den Ovogonien noch wenig verschieden sind, ist charak- teristisch, daß sie immer nur einen großen Nucleolus besitzen, der durch alle die folgenden Stadien persistiert und durch sein färberisches Ver- halten leicht in die Augen fällt. Während die Chromosomenschleifen das Eisenhämatoxylin nicht, oder nur wenig aufnehmen, färbt er sich tiefschwarz. Seine Form ist recht variabel; meist erhält man den Ein- druck, als wäre er zusammengesetzt aus mehreren kleinen Chromatin- nucleolen, die ein gemeinsames, achromatisches Plasmosom fast ganz erfüllen. Gelegentlich auch ist er deutlich zweiteilig. Über seine Her- kunft kann ich nichts Bestimmtes aussagen. Unsre Aufmerksamkeit wird sich nun hauptsächlich darauf konzentrieren, zu erfahren, ob wir es hier mit einem Chromosomennucleolus zu tun haben, wie ein solcher für die Ovocyten von Pieris und Äbraxas von Doncaster (12) unter dem Namen »Chromatinnucleolus « beschrieben wurde. Vorläufig müssen wir fest- stellen, daß die Diagnose, die Doncaster für seinen Nucleolus gibt, im großen und ganzen auch zutrifft für den Ovocytennucleolus von fuli- ginosa, nur daß hier die Zweiteiligkeit nie sehr ausgeprägt ist. Man kann die Vernnitung nicht unterdrücken, daß in lieiden Fällen dieselbe Ai*t von Nucleolus vorliegt.

Was für Vorgänge vollziehen sich während der Synizesis? Es ist unmöglich, sich darüber eine Vorstellung zu bilden, denn der Knäuel zeigt einen undurchdringlichen Wirrwarr von Fäden, die Zahl derselben ist sehr groß und die Elemente äußerst klein. Ein kontinuierliches Spirem liegt sehr wahrscheinnch nicht vor, denn in der lichten Kenihälfte sind immer freie Fadenenden zu erkennen (Fig. 62).

1) Ich folge in der Terminologie fast durchwegs den Vorschlägen des amerika- nischen Cytologen Wilson. In seiner Oncopelhis-Aiheit (Studies VIII, 12) findet man die Umschreibung und Abgrenzmig der benutzten Begriffe.

Das Verhalten der Gesehlechtsclironiosomen bei Lepidopteren. 209

Das nun folgende Stadium, das Pachytän, klärt darüber auf, was während der Synizesis sich vollzogen hat. Während der Knäuel sich lockert, die Fäden auseinanderweichen, fällt im Vergleich mit dem vor- hergehenden Stadium zuerst die geringe Zahl der Chromosomenschleifen auf. Trotzdem ein genaues Zählen noch nicht mögUch ist, kann man darüber keinen Augenblick zweifeln, daß die haploide Zahl vorhanden ist. Während der Synizesis muß also die Pseudoreduktion stattfinden und die Pachytänschleifen müssen bivalent sein. Ihre Zweiteiligkeit erkennt man auf diesem Stadium allerdings nur sehr schwer, und von allen Vorgängen, die sich abgespielt haben mögen, kann nur so viel ermittelt werden, daß vom Synizesisstadium an dickere Chromosomenschleifen auftreten, bis schließlich im vollendeten Pachytän alle Schleifen ungefähr doppelt so dick sind als die des Spirems. Übergänge in der Dicke der Schleifen zwischen beiden Extremen aber gibt es nicht. Die Pachytänschleifen tauchen gleichsam unvermittelt auf. Sie sind viel chromatischer als die der Synizesis. Eine Orientierung zu einem Bukett findet nicht statt.

Das Pachytän ist nur von kurzer Dauer. Ihm folgt l)ald das Diplotän. Der Kern hat inzwischen an Größe bedeutend zugenommen, ebenso der Kucleolus, der jetzt seine zusammengesetzte isatur viel deutlicher zeigt, als früher. Die Chromosomenschleifen liegen unmittelbar unter der Kern- membran, färben sich ganz plasmatisch und sind ungefähr von der Länge der S-förmigen Schleife der Fig. 63, die ein späteres Stadium darstellt. Sie bestehen aus paarweise hintereinandergereihten und verklebten Chro- momeren (Vejdovsky ), die in eine feine Haarspitze auslaufen, und zwischen denen nur sehr deuthch ein schmaler Trennungsspalt wahrnehmbar ist. Es will scheinen, als ob er nicht kontinuierlich, sondern sehr oft unter- brochen wäre, so daß die Vorstellung erweckt wird, als lägen zwei spiralig umwundene Fäden vor, nicht zwei parallel aneinander gelagerte. Da die Verhältnisse jedoch sehr klein sind, wage ich vorläufig keine Ent- scheidung. Der Trennungsspalt lileibt durch das ganze Diplotän, das sehr lange dauert und einen großen Bezirk im Eischlauch in Anspruch nimmt, unverändert.

Zu Beginn der Differenzierungsperiode sehen wir nun die vorhandenen Ovocyten zwei verschiedene Entmcklungswege einschlagen. Weitaus die größere Zahl wird zu Nährzellen, die übrigen ergeben die eigentlichen Eizellen. Die Ursachen, die bestimmend sind für die verschiedene Ent- wicklung, sind mir vollständig unbekannt. Da keine Unterschiede zwi- schen den Ovocyten erkennbar sind, so ist die Vermutung nicht sehr wahrscheinlich, daß, ähnlich wie bei den Dytisciden (Giardina Olj GüNTHERT 10), in den Ovogonien Differentialmitosen vorkommen. Es

14*

210 J. Seiler

wären spezielle Untersuchungen notwendig und wünschenswert, um diese interessanten Fragen zu lösen. Die ersten Unterschiede zwischen den wahren Ovocyten und den jN^ährzellen zeigen sich darin, daß in den letzteren die DiplotänschleüY^n sich verkürzen (Fig. 63j, während sie in den Eizellen auf dem alten Stadium verharren. Mit der Verkürzung der Schleifen geht Hand in Hand eine stärkere Aufnahme von Eisenhämatoxy- lin. Zudem Avird der alte Längsspalt deutlicher und allmähÜch sicher kontinuierlich. Hatten in der Synizesis homologe Chromosomen sich spirahg umwunden, was ich, wie schon betont, nicht mit Bestimmtheit angeben kann, so muß wohl dieser Prozeß beim Kompaktwerden wieder rückgängig gemacht werden. Oder man ist zur Annahme gezwungen, daß eine Neukonstituierung der Chromosomenschleifen stattfindet.

Schon im Diplotänstadium fiel auf, daß eine Doppelschleife be- deutend länger ist als die übrigen. Am deutlichsten zeigt sich das jetzt in den Nährzellen. Sie ist ungefähr drei- bis viermal länger als die ge- wöhnlichen und ist in Fig. 63 S-förmig. Es kann keinem Zweifel unter- liegen, daß hier die Geschlechtschromosomen vorliegen. Wir dürfen an- nehmen, daß diese, genau wie die Autosomen, sich während der Synizesis gepaart und weiterhin dieselben Veränderungen durchgemacht haben, wie die Autosomen. Eine Verschiedenheit zwischen den beiden Hälften der bivalenten Geschlechtschromosomenschleife ist nicht zu erkennen. Neben den sich verkürzenden Chromosomenschleifen zeigen die Nährzellen den alten Nucleolus (Fig. 63), den wir lückenlos verfolgen konnten von der Synizesis an bis hierher. Die Frage nach der Natur des Nucleolus, von der wir ausgegangen sind, ist nun gelöst. Der Nucleolus der Nährzellen und Ovocyten von fuliginosa hat mit den Geschlechtschromosomen nichts zu tun. Erinnern wir uns der sonderbaren Behauptung Doncasters über den Nucleolus der Nährzellen von Pieris und Äbraxas, so können wir noch nachsehen, ob er bei fuliginosa vielleicht ein Autosomenpaar liefert, trotzdem ja alle unsre Kenntnisse gegen eine solche Annahme sprechen. Und tatsächlich trifft sie auch keineswegs zu. Das geht schon aus seiner Größe und unregelmäßigen Gestalt hervor. Zudem ist er noch vorhanden, wenn die Autosomen und Geschlechtschromosomen schon alle kompakt sind und löst sich erst mit diesen endgültig auf, wenn die Funktion der Nährzelle beginnt. Der Nucleolus der Nähr- zellen im Ovar von fuliginosa ist also ein gewöhnlicher Chromatinnucleolus. Ob er eine Rolle spielt bei der Bildung der Chromosomen, ist mir unklar. In der Großzahl der Fälle färbt er sich noch lange intensiv schwarz, wenn schon alle Chromosomen kompakt sind. Seltener ist von ihm (im selben Präparat!) zu dieser Zeit nur das Plasmosom übrig. Dazwischen

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 211

existieren alle Übergänge. Auffällig ist, daß häufig viele Chromosomen am Nucleolus angeheftet sind (Fig. 63). Aus diesen Beobachtungen dürfte so viel sicher hervorgehen, daß, wenn er überhaupt beiträgt zur Bildung der Chromosomen, er dabei sich nicht aufzehrt. Am wahr- scheinlichsten scheint mir, daß er dabei überhaupt keine Kolle spielt. Die Beobachtungen in den Spermatocyten stehen damit ebenfalls in Übereinstimmung. Zu demselben Resultat gelangt Gelei in einer über- aus sorgfältigen Untersuchung über die Ovogenese von Dendrocoelum (13). Tvach den Beobachtungen vom Kemnitz (13) an BracJu/coelium liegen die Verhältnisse jedoch l)ei andern Tiergruppen wahrscheinlich verschieden. (Über die mannigfachen Widersprüche, die über diesen Punkt in der Literatut- existieren, vgl. Jörgensox [10], Gelei [13], v. Kemnitz [13]).

Das Geschlechtschromosomenpaar nimmt in den Nährzellen nach dem Kompaktwerden die Form an, wie wir sie von den Eireifeteilungen her kennen. Es ist also lang stäbchenförmig und zeigt deutliche Segmen- tierung. Die Autosomen bekommen ebenfalls die von den Reifeteilungen her bekannte Tetradenform dadurch, daß die rätselhafte Querkerbe auf- tritt. Die weiteren Veränderungen in den jN^ährzellen sind für unsre Fragen belanglos.

Beim Übergang der Differenzierungszone in die Wachstumszone verändern sich die bivalenten Chromosomenschleifen der Ovocyten nicht. Ihr weiteres Schicksal habe ich nicht mehr verfolgt, da die Hauptfrage nach dem Verhalten der Geschlechtschromosomen während der synapti- schen Phänomene entschieden ist. Möglich wäre nun allerdings noch, daß ihr Sonderverhalten erst in den Prophasen zu den Eireifeteilungen zum Durchljruch kommt. Da zudem die Kenntnis der Genese der Ditetrade wünschenswert wäre, will ich diese wesentlichen Lücken in meinen Beob- achtungsreihen, wenn immer möglich, später ausfüllen.

Versuchen wir noch auf die Frage, wie die Reduktion herbeigeführt wurde, eine Antwort zu geben. Durch direkte Beobachtung ist sie nicht zu lösen. Der Synizesisknäuel ist undurchdringlich, und sobald er sich auflockert, ist die Reduktion vollzogen. Wenn wir uns vergegenwärtigen, daß das Spirem äußerst wahrscheinlich nicht kontinuierlich ist, ferner während des Knäuelstadiums unvermittelt merklich dickere Chromo- somenschleifen auftreten, und keine Übergänge zwischen den dünneren und dickeren Schleifen vorhanden sind, die auf eine langsame Verdickung der dünnen Schleifen durch Kontraktion deuten würden, und von der Synizesis an bis zum Stadium der Tetradenbildung in den Nährzellen, und in den Ovocyten bis in die Prophasen zu der ersten Reifeteilung an den bivalenten Chi'omosomenschleifen auch nicht eine Spur von einer

212 J. Seiler

Querkerbe zu erkennen ist, so ist es am nächsten liegend, auf Parallel- konjugation zu schließen. CTe\Yiß trifft die Annahme, für deren Richtig- keit ein Indizienbeweis erbracht ist, die tatsächUchen Verhältnisse richtig, denn sie steht in bester Harmonie mit allen Beobachtungen während der Ovogenese und Spermatogenese. Hier glaube ich zudem noch einen Wahrscheinlichkeitsbeweis erbringen zu können, daß wirklich Parallel- konjugation vorliegt.

Erinnern wir uns in diesem Zusammenhang an die Beobachtungs- tatsachen, die wir früher während der Reifeteilungen im Ei zur Beant- wortung der Reduktionsfragen herbeischaffen konnten. Dort stellten wir für alle untersuchten SchmetterÜngsformen, also auch für fuli- ginosa, fest:

1. Beide Reifeteilungen sind Längsteilungen.

2. Die Teilungsebenen stehen senkrecht aufeinander.

3. Die Querkerbe der Chromosomen deutet keine Teilungsebene an. Neu kommt zu diesen Beobachtungstatsachen hinzu:

4. Sehr wahrscheinlich findet Parallelkonjugation statt.

Wenn wir noch die Umwandlung der bivalenten Chromosomen- schleifen der Ovocyten in die Ditretade kennen würden, könnten wir die Frage nach dem Vorkommen einer Reduktionsteilung beantworten. Nun kennen wir aber die Genese der Tetrade der Nährzellen, die genau so aus- sieht wie die Ditetrade. Mit großer WahrscheinUchkeit darf wohl an- genommen werden, daß die Tetradenbildung in den Ovocyten gleich verläuft. Ist das der Fall, so ist sicher, daß der eine Längsspalt der länglichen Ditetrade identisch ist mit dem Spalt der Ijivalenten Chi'omo- somenschleifen im Diplotän. Die Reifeteilung, die diesem Spalt folgt, ist die Reduktionsteilung. Die andre Teilungsebene, die senkrecht steht zu der ersten und ebenfalls Längsteilung ist, muß die Chromosomen äqual teilen, sie ist Äquationsteilung.

Die erste Reifeteilung ist für die Gcschlechtschromosomen sicher Reduktionsteilung, vorausgesetzt, daß während der Synapsis oder Pro- phasen keine Umgestaltung der Chromosomen durch Auswechslung ihrer Teile, der Iden, also keine Symmixis stattgefunden hat; die zweite ist die Äquationsteilung. Nun taucht die Frage auf: gilt das auch für die Autosomen? Man wird geneigt sein, auch für diese anzunehmen, daß die erste Reifeteilung reduziert. Aber beweisend kann der Analogieschluß keineswegs sein. Wir wissen heute zur Genüge, daß das Verhalten der Geschlechtschromosomen von dem der Autosomen gelegentlich außer- ordentlich unabhängig ist. Schon während der Vermehrungsperiode können sich Unterschiede zeigen, der Zeitpunkt der Synapsis kann für

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 213

die Autosomen und Geschlechtschromosomen verschieden sein, ebenso der Moment des Kompaktwerdens in den Prophasen, selbst auf gewissen Stadien das färberische Verhalten, ferner der Beginn der Reifeteilungen usw. Zu allem Überfluß sind jetzt schon Beobachtungen bekannt, die es wahrscheinlich machen, daß die Reduktion der Autosomen und Ge- schlechtschromosomen nicht in derselben Reifeteilung erfolgt (z. B. bei Lygaeus, Wilson [12], A?igiostomiim, Schleif [11], RhaMitis aherrans, Krüger [12]). Aus diesen Gründen soll die Frage, ob bei fuUginosa die erste oder zweite Reifeteilung für die Autosomen reduzierend ist, offen gelassen werden. Sie ist ja ohnehin nur von untergeordneter Be- deutung. Hauptsache ist, daß nachgewiesen werden konnte, daß über- haupt eine Reduktionsteilung vorkommt.

Ich mache nun weder mir noch sonst jemandem die Illusion, das Reduktionsproblem für die Ovogenese von fuUginosa gelöst zu haben. Die Resultate ruhen auf einer erschreckend großen Zahl von unbewiesenen Annahmen, und es kann heilsam sein, die wesentlichsten aufzuzählen. Die Annahme einer Reduktionsteilung (in der modernen Tragweite des Wortes, Weismann-Montgomery) stimmt

1. Wenn die Chromosomen der Ovogonien qualitativ verschieden sind.

2. Wenn die Ovogonien ein doppeltes Chromosomensortiment be- sitzen und homologe väterUche und mütterliche Chromosomen konju- gieren.

3. Wenn die Leptotänschleifen der Synizesis identisch sind mit den Ovogonienchromosomen.

4. Wenn wirklich Parallelkonjugation stattfindet.

5. Wenn weder im Pachytän noch auf einem andern Stadium der Wachstumsperiode eine Fusion der Paarhnge stattfindet, also wenn keine Mixoclnomosomen gebildet werden.

6. Wenn die Tetradenljildung in Ovocyten gleich ist wie in den NährzeUen.

Ist es mir bei weitem nicht gelungen, das Reduktionsproblem zu lösen, so steht doch fest, daß die mitgeteilten Beobachtungen mit der An- nahme einer Reduktionsteilung in bester Harmonie stehen. Nur ein Punkt bleibt ungelöst: Die Existenz der Querkerbe. Darauf will ich im allgemeinen Teil meiner Arbeit zurückkommen.

Die wesentlichsten Resultate dieses Kapitels sind kurz die folgenden: 1. Die Geschlechtschromosomen von fuUginosa unterscheiden sich in der Ovogenese bis zu den Prophasen der Reifeteilungen nicht von den Autosomen.

214 J. Seiler

2. Der Nucleolus der Ovocyten ist ein Chromatinnucleolus und steht in keiner Beziehung zu den G^schlechtschromosomen.

3. Die Pseudoreduktion findet während der Synizesis sehr wahr- scheinlich durch Parallelkonjugation statt.

4. Alle Beobachtungen stehen in Übereinstimmung mit der Annahme einer Keduktionsteilung,

c) Das Verhalten der Chromosomen während der Spermatogenese.

Wenn die Vorstellungen, die wir uns über die Geschlechtschromo- somen gebildet haben, richtig sind und die Verhältnisse bei den Lepi- dopteren im Vergleich mit allen übrigen Vorkommnissen von Geschlechts- chromosomen wirklich reziprok sind, wie es bis jetzt den Anschein hatte, so muß erwartet werden, daß an Stelle des ungleichen x y-Paares des weiblichen Geschlechts von fidiginosa das männliche zwei gleiche Geschlechtschromosomen besitzt. Ob die beiden y-Chromosomen in den Spermatocyten doppelt vorhanden sind oder das eine x-Chromosom, läßt sich nicht voraussagen. Fast allgemein gilt, daß überall, wo Idiochro- mosomen vorliegen, das größere von beiden im monogameten Geschlecht zweimal vorhanden ist. Da aber bei fuliginosa keine oder nur un- wesentliche Größenunterschiede zwischen den x y-Chromosomen vor- liegen, so ist die Entscheidung unsicher. Wir vermuteten, daß das Chro- mosom, das wir x-Chromosom nannten, das größere sei. Bestätigt der Verlauf der Spermatogenese alle unsre Erwartungen?

In den Spermatogonien ist, wie in den Ovogonien, weder in den Ruhestadien noch während der Teilungen ein Unterschied zwischen Auto- somen und Geschlechtschromosomen zu erkennen. Wichtig sind für unsre Fragen die Cliromosomenverhältnisse in den Äquatorialplatten. Wie wir erwartet haben, zeigen sie zwei große Geschlechtschromo- somen, die an Größe gleich sind (Textfig. 8e, S. 223). Das Größen- verhältnis der Geschlechtschromosomen gegenüber den Autosomen läßt darauf schließen, daß die x-Chromosomen vorliegen. Da die weiblichen Vorkerne, in welchen das große x-Chromosom sich vorfand, 28 Chromo- somen besaßen, so muß der männliche Vorkern dieselben 28 Chromo- somen mitbringen, wenn das männliche Geschlecht monogamet sein soll. Die diploide Chromosomenzahl müßte fürs Männchen also 56 sein. Die tatsächlichen Verhältnisse geben der Theorie recht. Die Spermatogonien besitzen 56 Chromosomen; sehr wahrscheinlich wenigstens, denn zur Gewißheit führen die Zählungen in den Spermatogonien nicht; die Ver- hältnisse sind bei fuliginosa ungünstig, die Chromosomen sehr klein und die Zahl relativ hoch. Mehr wie 56 habe ich in den beiden Hoden,

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 215

in welchen Spermatogonienteilungen sich vorfanden, nicht gezählt ; mehrere Male dagegen 56; in Textfig. Se sind es zufällig nur 55. Da diese Angaben nicht befriedigen können, habe ich nach andern, für das Chromosomen- zählen günstigeren, somatischen Mitosen gesucht und solche gefunden, worüber ich im übernächsten Kapitel berichten will.

Die Wachstumsperioden beginnen mit einem Leptotänstadium, dessen Chromosomenschleifen den ganzen Kernraum ausfüllen. Zum Unterschied von den Spermatogonien, die meist zwei Nucleolen besitzen ist in den jungen Spermatocyten immer nur einer vorhanden. Seine Schicksale wollen wir wieder mit besonderem Interesse verfolgen. Über seine Entstehung konnte ich nichts ermitteln.

In denselben Cytocysten (Munson 07), in welchen sich Leptotänkerne vorfanden, treffen wir das nun folgende Stadium, die Synizesis (Fig. 64). Die Tendenz zur Zusammenballung an einen Kernpol zeigt sich in den Spermatocyten etwas stärker, als in den Ovocyten. Je besser die Prä- parate sind, um so weniger aber ist der Knäuel kontrahiert. Osmium- säuregemische sind die besten Fixierungsmittel fiü' diese empfindlichen Perioden. Carnoy liefert sehr schlechte Resultate. Wieder ragen aus dem Ivnäuel freie Schleifenenden in den lichten Kernraum hinein, und es darf wohl geschlossen werden, daß es nicht zur Bildung eines kontinu- ierlichen Spirems kommt. In die Vorgänge, die sich nun abspielen müssen, erhält man keinen Einblick. Die Verhältnisse sind noch ungünstiger als im Ovar. Daß aber hier wie dort die gleichen Veränderungen sich vollziehen, mag daraus hervorgehen, daß, wie in den Ovocyten, während der Synizesis die dünnen Chromosomenschleifen verschwinden und un- vermittelt ungefähr doppelt so dicke auftauchen und am Ende des Knäuel- stadiums lauter dicke vorhanden sind (Fig. 65 ).

Im Pachytänstadium weichen die stark chromatischen Schleifen auseinander und füllen langsam den ganzen Kernraum wieder gleich- mäßig an. Jetzt gelingt es, manchmal schon früher (Fig. 65), ihre Zwei- teiligkeit deutlich zu erkennen. Da zudem die Schleifenzahl zweifellos die haploide ist, dürfte erwiesen sein, daß auch im Hoden die Pseudo- reduktion sich während der Synizesis vollzieht. Da die Vorgänge, die sie herbeiführen und die, welche auf sie folgen, genau dieselben sind, wie im Ovar, so schließe ich auch im Hoden auf Parallelkonjugation. Über den Bau der Doppelschleifen kann gar nichts ausgesagt werden; nicht einmal die Chromomere sind erkenntlich. Eine Orientierung der Schleifen zu einem Bukett findet nicht statt; alle Untersucher der Spermatogenese der Schmetterlinge sind darüber einig, so widersprechend die meisten übrigen Feststellungen sind. Da es den Anschein hat, als würde inner-

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halb ganzer Tiergruppen in bezug auf das Bukett Übereinstimmung herrschen (den Hemipteren scheint es allgemein zu fehlen, bei Ortho- pteren tritt es überall in äußerst prägnanter Form auf), so darf es als wahrscheinlich gelten, daß allen Schmetterlingen das Bukettstadium fehlt. — Der Nucleolus ist seit der Synizesis wenig größer geworden, sonst sind an ihm keine Veränderungen vorgegangen.

Beim Übergang vom Pachytän ins Diplotänstadium findet ein Um- schlag im färberischen Verhalten der Chromosomen statt. Die früher stark chromatischen Schleifen färben sich schließlich ganz plasmatisch. Ihre Zweiteiligkeit ist weniger deutlich erkennbar, als im Pachytän. Auch gelingt es nicht mit Sicherheit die Geschlechtschromosomenschleifen aufzufinden. Gegen Ende des Diplotäns Ijeginnen die bivalenten Chromo- somenschleifen sich aufzulösen. Ein Auseinanderweichen der beiden parallelen Fäden kann dabei nicht konstatiert werden. Sind alle ver- schwunden, so hat sich ein feines Reticulum gebildet; der Nucleolus ist inzwischen stark angewachsen. Damit beginnt der zweite Teil der Wachs- tumsperiode.

Wenn wir einen Moment zurückblicken auf die beschriebenen Stadien der Spermatogenese und sie vergleichen mit den entsprechenden der Ovogenese, so fällt auf, daß bis zum Ende des Diplotänstadiums voll- ständige Übereinstimmung herrscht in allen wichtigen Punkten: Dieselbe Reihenfolge der Stadien liegt vor, dasselbe Verhalten der Chromosomen und des Nucleolus. Diese völlige Parallele ist für die Untersuchung außerordentlich förderlich, und der stete Vergleich gibt den Feststellungen einen größeren Grad von Sicherheit. Von jetzt an aber scheiden sich die Entwicklungswege der männlichen und weiblichen Keimzellen.

Während des zweiten Teiles der Wachstumsperiode vollziehen sich in den Spermatocyten keinerlei Veränderungen, die für unsre Fragen von Interesse sind. Die Kerne sind am Ende derselben im Vergleich mit den Ausgangsstadien bedeutend angewachsen (Fig. 66). Der alte Nucleolus, den wir lückenlos verfolgen können vom Leptotän durch die Synizesis zum Pachytän und Diplotän, ist noch vorhanden und hat, wie der Kern, an Größe bedeutend zugenommen. Deutlich zeigt er auf diesem Stadium seine zusammengesetzte Natur; scheinbar erfüllen mehrere Nucleolen ein gemeinsames Plasmosom.

Wenn die Prophase zu den Reifeteilungen beginnt, so fängt das Chro- matin des Nucleolus an zu schwinden ; schließlich bleibt das Plasmosom allein übrig mit den letzten Resten des Chromatins (Fig. 67), bis auch diese noch, samt dem Plasmosom, vollständig aufgelöst werden (Fig. 68). Der Nucleolus der Spermatocyten hat also ebensowenig mit den Ge-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei LejDidopteren. 217

schlechtschromosomen etwas zu tun, wie der derOvocyten; er ist ein ge- wöhnlicher Chromatinnucleohis. Über die gegenteiligen Angaben, die in der Geschlechtschroniosomenliteratur der Schmetterlinge von Miss Ste\'ens, JVIiss Deuerer und Miss Cooc gemacht wurden, habe ich ein- gangs gesprochen. Ich lehne sie als nicht bewiesen ab. Wohin kommt die gewaltige Menge von Chromatin bei der Auflösung des Xucleolus? Die nächstliegende Vermutung ist die, daß es zum Aufbau der Prophasen- ehromosomen beiträgt. ISach Federley (13) trifft sie für Pygaera zu; ob sie auch für fidiginosa stimmt, bezweifle ich. Da ich diese heiklen Fragen nicht eingehend mit allen Hilfsmitteln der modernen Färbe- technik untersucht habe, will ich keine Entscheidung treffen. So viel ist jedoch sicher, daß kein direkter Zusammenhang zwischen Abnahme des Chromatins im Xucleolus und dem Chromatischerwerden des Reti- culums erkannt werden kann. Bald ist der Nucleolus noch größtenteils vorhanden, wenn das Reticulum schon ordentlich chromatisch ist, bald ist er fast vollständig verschwunden, wenn es noch achromatisch ist (Fig. 67). Es will fast scheinen, als ob hier nur deshalb zwei Vorgänge in ursächlichen Zusammenhang gebracht werden, weil sie zufällig zur selben Zeit sich abspielen. Oder aber, die »Bezeichnung , Nucleolus' stellt einen Sammelnamen dar für die heterogensten, physiologisch völlig verschiedenartigen Dinge« (v. Ivemxitz 13).

Um diese Zeit also, wo der Xucleolus verschwindet, erscheinen auf dem Reticulum kleine Chromatinklümpchen, Chromiolen (Vejdovsky); sie sammeln sich in Gruppen, und allmählich werden die Bildungsterri- torien der Prophasenchromosomen kenntUch (Fig. 68). Das Erscheinen derselben habe ich mit großer Aufmerksamkeit verfolgt, da Federley (13) für Pygaera in diese Perioden die wichtigen Vorgänge der Pseudo- reduktion verlegt. Für fuliginosa kann mit Sicherheit festgestellt werden, daß, sobald die Umrisse der auftauchenden Clu'omosomen ge- nügend scharf sind, jede Zählung derselben ungefähr die haploide Zahl (28) ergibt, nie auch nur annähernd die diploide. Dasselbe stellten wir für die Nährzellen fest. x\uch dort kann während des Kompaktwerdens der Schleifen die haploide Chromosomenzahl ermittelt werden. Die Elemente, die in den Spermatocyten vorliegen, sind also sicher ])ivalent und sicher identisch mit den bivalenten Chromosomenschleifen, die am Ende des Diplotäns in den Ruhekern der Wachstumsperiode eingingen.

Verfolgen wir zuerst die Geschicke der uns am meisten interessierenden Geschlechtschromosomen. Sie tauchen mit den x\utosomen aus dem Reticulum auf. Ein Unterschied im Zeitpunkt des Kompaktwerdens liegt also nicht vor. Sie erscheinen meist in Form eines großen Ringes,

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der während der nun vor sich gehenden Chromatinaufnahme und Avährend des Kompaktwerdens unregehnäßige, knotige Verdickungen aufweist (Fig. 70), deren Zahl absohit keine Konstanz zeigt, wie aus der Textfig. 8 (1—6 und 9 — 10) S. 223 hervorgehen mag. Die Ringe sind in mehreren, etwa aufeinanderfolgenden Stadien des Kompaktwerdens gezeichnet. Diese Unregelmäßigkeiten machen es uns unmöglich, über den Bau des Ringes ins Klare zu kommen. Nun kommen im Verhalten der Geschlechts- chromosomen während der Prophasen ziemlich häufig Varianten vor, die uns den Weg zum Verständnis der Ringe weisen. Schon in Fig. 70 wird aufgefallen sein, daß der Ring an einer Stelle recht lose geschlossen ist, oft aber treffen wir ihn überhaupt offen (Textfig. 8^, S. 223), oder es liegt gar kein Ring vor, sondern zwei, bis in die Metaphase der ersten Reifeteilung getrennte, große Chromatinstäbchen (Textfig. 8'^, S. 223), oder endlich, mr sehen zwei lange Chromatinfäden mit ihren Enden sich berühren (Fig. 69, 5). In diesen beiden Chromatinfäden haben \\dr zweifellos die beiden x-Chromosomen vor uns, die parallel konjugiert haben, mit ihren Enden schwach aneinander kleben und in der Mitte etwas auseinandergewichen sind, oder die eben im Begriff sind, parallel zu kon- jugieren.

Anch'e Auffassungen vertragen sich nicht mit den vorhegenden Tat- sachen. Nehmen wir an, daß die Geschlechtschromosomen auf einem früheren Stadium end-to-end konjugiert, und hierauf sich längsgeteilt halben, so dürfen wir erwarten, daß später an der Verklebungsstelle eine Querkerbe oder ein Querspalt sich zeigt. Davon ist aber an den Ge- schlechtschromosomen nie etwas zu entdecken.

Noch eine andere Vermutung könnte auftauchen. Das x-Chromo- somenpaar in den Spermatocyten ist auffällig kurz, und zwar sowohl in der Prophase, als während der Reifeteilungen höchstens zweimal so lang wie ein Autosom. In der Ovogenese stellten wir fest, daß das x-Chromo- som ungefähr viermal so lang ist. wie ein Autosom. Dasselbe gilt für die Spermatogonien. "Wäre nun der Ring so entstanden, daß die Geschlechts- chromosomendoppelschleife sich uml)iegt und die freien Enden ver- kleben und hierauf die Kontraktion stattfindet auf che Ai't, wie es che Textfig. 8 an den Ringen 4 — 5 und 9—10 zeigt, so wäre die Verkürzung der Geschlechtschromosomen in den Spermatocyten erklärt. Die Tat- sachen sprechen aber entschieden gegen eine solche Annahme. Es kann an den Ringen der Prophase nie eine Spur davon entdeckt werden, daß sie Doppelringe wären. Ferner hätten wir zu erwarten, daß aus der Vereinigung eines weil)lichen Vorkernes mit 28 Chromosomen mit einem männlichen Vorkern ein Embryo resultieren sollte, der zweierlei

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 219

X-Chromosomen besitzt, einmal das lange vom weiblichen Vorkern und vom männlichen ein viel kürzeres, dickeres. Solche Embryonen gibt es nicht, wie ich im übernächsten Kapitel zeigen werde. Die kurzen X-Chromosomen sind also einzig für die Spermatocyten charakteristisch, ohne daß ein Grund angegeben werden könnte für dieses Sonderver- halten. — Auch das Verhalten der Autosomen spricht, wie ich gleich ausführen will, dagegen, daß der Geschlechtschromosomenring entsteht durch Umbiegung der Doppelschleife.

Es bleil)t nur die eine Möglichkeit : Die Ringe sind entstanden durch Parallelkonjugation ; hierauf weichen die Paarlinge in der Mitte aus- einander, oder aber, die Ringe sind Anfangsstadien der Parallelkonjugation, diese vollzieht sich vor unsern Augen in den Prophasen und beginnt da- mit, daß die Enden der Paarlinge sich nähern und verkleben.

Darnach hätten wir noch die Frage zu entscheiden, wann die Parallel- konjugation der Geschlechtschromosomen stattfindet. Daß sie für die Autosomen während der Synizesis sich vollzieht, ist sicher, denn die Zahl der Diplotänschleifen kann unmöglich die diploide sein. Da nun auch die Autosomen in der Prophase gelegentlich in Ringform erscheinen, so macht diese Tatsache es wahrscheinlich, daß auch die Geschlechts- chromosomen während der Synizesis konjugieren; was weiter dadurch bestätigt wird, daß es weder im Pachytän noch im Diplotän gelingt, in den Spermatocyten Univalente Chromosomenschleifen zu entdecken. Haben nun die x-Chromosomen in der Synizesis konjugiert, so müssen sie, wahrscheinlich beim Übergang vom Diplotän in den Ruhekern der Wachstumsperiode wieder mehr oder minder unaljhängig werden von- einander. Sie weichen entweder nur in ihrer Mtte auseinander, oder trennen sich vollständig und entwickeln sich gesondert, oft l)is gegen die Metaphase der Reifeteilung hin, um erst hier sich wieder zu vereinigen, während die Autosomenringe der Prophase ausnahmslos geschlossen sind (bei dispar fand sich dagegen in einem Fall ein offener), die Bindung zwischen diesen Paarlingen also eine soüdere ist. Hierin ha])en wir den ersten Hinweis auf die besondere Natur der x-Chromosomen. Ihre Sy- napsis ist keine so innige, wie die der Autosomen.

Noch interessiert uns die Ausbildung der x-Chromosomentetrade und ihre Einstellung in die Spindel der ersten Spermatocytenteilung. Wenn der Geschlechtschromosomenring sich so weit kontrahiert hat, daß sein Lumen fast verschwunden ist, so bricht er an zwei gegenüberliegenden Stellen durch und die Ijeiden x-Chromosomen liegen wieder getrennt vor (Textfig. 8^~^®, S. 223). Waren sie schon von der frühesten Prophase an im Ring nur lose vereinigt, wie in Fig. 69 (5), so kann ihr Kompakt-

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werden gesondert Schritt für Schritt verfolgt werden, und der alte Tren- nungsspalt bleibt immer kenntlich. Da keine weitere Andeutung einer Teilungsebene während der Prophase auftritt, so kommt es nicht zur Bildung einer Tetradenform. Die Geschlechtschromosomen, wie übrigens auch die Autosomen, zeigen Dyadenform (Textfig. 8 p, S. 223). Liegen die beiden x-Chromosomen getrennt vor, so zeigen sich an ihnen in Über- einstimmung mit dem eben Gesagten keinerlei Kerben, die etwa eine Teilungsebene andeuten wiü'den (Textfig. 8 q). Waren sie nur an einem Ende verklebt, so bleibt dieser Zustand oft bis zur Einstellung in die Reifespindel (Textfig. 8 r).

Die Verkürzung der Längsachsen der x-Chromosomen geht sehr weit, sie schießt sozusagen übers Ziel hinaus, so daß die Längsachse der Di- ploidschleifen nicht zur Längsachse der Dyade wird. In Textfig. 8 p ist die Geschlechtschromosomendyade etwa maximal kontrahiert. Die alte Längsachse, der Trennungsspalt zwischen den beiden x-Chromosomen, ist durch die Kerben angedeutet, steht also senkrecht zur Längsachse der Dyade. Eine Verwechslung kann deshalb nicht vorliegen, weil nie zweierlei Kerben vorhanden sind. Die Dyade stellt sich, wie nicht anders zu erwarten ist, so in die erste Reifungsspindel ein, daß ihre Längsachse zusammenfällt mit der Spindelachse (Textfig. 8 /). In /, -p und r haben wir also die Seitenansicht der Dyade, in a, i und s die Polansichten, in q liegt die untere Dyadenhälfte in Pol-, die obere in Seitenansicht vor. Wie die erste Reifungsteilung verlaufen wird, ist klar. Sie wird für die Ge- schlechtschromosomen Reduktionsteilung sein. Erfreulicherweise ist diese Feststellung in bester Übereinstimmung mit den Beobachtungen während der Eireifung. Auch hier ist die erste Reifeteilung für die Ge- schlechtschromosomen die Reduktionsteilung.

Kurz sei noch das Verhalten der Autosomen in der Prophase skizziert. Sie sind lang stäbchenförmig, gerade (Fig. 69, 8), oder geschlängelt (Fig. 69, 1), sehr häufig V-förmig (2, 3, 6, 10), selten ringförmig (4). Ich glaube diese konstant auftretenden Formen der Prophasenclu'omo- somen darauf zurückführen zu dürfen, daß im Ruhekern des zweiten Teiles der Wachstumsperiode die Ijald gestreckten, bald gebogenen Diplo- tänschleifcn nicht vollständig aufgelöst werden, und daß bei ihrer Neu- bildung in den Prophasen sie in ihrer alten Lage und Form wiederkehren, nur haben sich die bivalenten Schleifen inzwischen bedeutend verkürzt. In Übereinstimmung mit dieser Annahme steht die Angabe Cooks, daß an Ausstrichpräparaten erkannt werden kann, daß die Chromosomen- doppelschleifen nicht vollständig untergehen im Ruhekern der Wachs- tumsperiode, sondern ihre Individualität beibehalten.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 221

Die Prophascncliroinusomen verraten ihre Bivalenz durch ihre Form meist nicht. Doch sind die Fälle nicht allzuselten, wo deutlich erkannt werden kann, daß zwei parallel gelagerte Fäden vorliegen (Fig. 69, 8), die durch einen weiten Längsspalt getrennt sind. Dieser verschwindet dann bei der Chromatinaufnahme und der darauf folgenden Kontraktion. Da die gespaltenen Prophasenchromosomen in ihrer Mitte bald mehr, bald weniger weit auseinanderklaffen, sind alle Avünschbaren Übergänge vorhanden zu der Autosomenringform (Fig. 69, 4), die zweifellos aus zwei in ihren Enden verklebten ursprünglich parallel gelagerten Chromo- somen besteht, wie das die Geschlechtschromosomenringe oft so schön zeigen. Schon das nur gelegentliche Auftreten der Autosomenringe deutet darauf hin, daß zwischen ihnen und den übrigen Prophasenformen unmöglich ein prinzipieller Unterschied bestehen kann.

Kurz nach dem Auftauchen aus dem Reticulum, sobald die Chromatin- aufnahme beginnt, strecken sich die gebogenen oder V-förmigen Prophasen- chromosomen. Sie werden dabei immer chromatischer. Der Prozeß der Chromatinaufnahme beginnt meist an den Chromcsomenenden (Fig. 69, 2, 3) und setzt sich von da gegen die Mitte zu fort. Hier bssteht anfangs eine achromatische Brücke (Fig. 69, 7, 9 ; Fig. 70), die verschwindet, wenn das Kompaktwerden der Chromosomen weiter fortgeschritten ist. Doch bleibt sie anfangs noch durch das Vorhandensein einer Querkerbe angedeutet (Textfig. 8 p). Vom alten Längsspalt ist auf diesen Stadien nie mehr etwas zu sehen. Es kommt also auch bei den Autosomen, wie bei den Geschlechtschromosomen, nicht zur Ausbildung einer Tetraden- form, auch sie weisen eine typische Dyadenform auf. Die Querkerbe der Autosomendyade ist aber nicht identisch mit derjenigen der Ge- schlechtschromosomendyade. Hier ist der angedeutet} Querspalt zurück- zuführen auf den alten Längsspalt, er trennt die beiden x-Chromosomen, die sich so sehr verkürzt haben, daß die ursprüngliche Längsachse zur Querachse wird. Bei der Autosomendyade dagegen ist der angedeutete Querspalt ein echter Querspalt, und die Teilung, die ihm folgen würde, würde die Autosomen c|uer halbieren. Sollte wirklich eine Reifeteilung so verlaufen, so bestände ein prinzipieller Gegensatz zwischen Sperma- togenese und Ovogenese. Denn hier hatten wir konstatiert, daß beide Teilungen Längsteilungen sind. Oder sollte vielleicht auch die Autoso- menlängsachse sich so extrem verkürzen wie die der x-Chromosomen? Und ist vielleicht die jetzt noch vorhandene Querkerbe nur ein vorüber- gehendes Gebilde, die letzte Phase in dem Prozeß der Chromatinaufnahme, der an den Enden der achromatischen Chromosomen beginnt, und nach der Mitte zu fortschreitet? Ich vermute, daß das tatsächlich der Fall ist.

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Einen überzeugenden Beweis dafür kann ich jedoch nicht erbringen. Doch hoffe ich, daß die folgenden Beobachtungstatsachen die Vermutung zum mindesten rechtfertigen.

Wie wir gesehen haben, verschwindet an der Autosomendyade die anfangs vorhandene achromatische Querbrücke (Fig. 10), und es bleiben an ihrer Stelle nur Querkerben (Textfig. 8 2?). Nun folgen Stadien, wo die Dyade merklich kürzer wird und damit die Querkerben undeutlicher. Die Dyaden werden fast kubisch und man zweifelt oft, ob überhaupt noch Kerben vorhanden sind. Textfig. 8 s, zeigt eine Spermatocyte, deren Autosomen in allen Stadien dieser Übergangsperiode begriffen sind. Gegen die Metaphase der ersten Spermatocytenteilung zu, wenn die Dyaden sich einstellen in die Spindel, werden wieder Kerben deutlich sichtbar. Die stellen sich in die Äciuatorialebene ein. — Das sind die Beobachtungstatsachen. Ob während dieser Vorgänge aber die ursprüngliche Längskante der Dyade zur Schmalkante wird, läßt sich durch direkte Beobachtung nicht entscheiden. Trifft das zu, so ist sicher, daß die erste Reifeteilung für die Autosomen, gleich wie für die Geschlechts- chromosomen, die Reduktionsteilung ist. —

Die Angaben, die in der Literatur über den Verlauf der Spermato- genese bei Schmetterlingen vorliegen, gehen weit auseinander. Es kann nicht meine Aufgabe sein, all die Widersprüche Imtisch zu beleuchten; das würde mich viel zu weit von meiner Aufgabe abführen, und zudem ist der Moment dazu jetzt ungeeignet, da Federley (13) eine ausführ- liche Spermatogenese der Schmetterlinge in Aussicht gestellt hat. Auch habe ich ja nur die Geschicke der Chromosomen verfolgt. AVas die an- belangt, darf gesagt werden, daß mehr die Interpretationen der Autoren als Tatsachen zu verschiedenen Resultaten geführt haben. Das wird übrigens niemanden verwundern, der die Schwierigkeiten kennt, die die Spermatogenese der Schmetterlinge jedem Untersucher stellt. Doch liegen Anzeichen vor, die die Hoffnung aufkommen lassen, daß die Lösung der wichtigsten Fragen, in allererster Linie der Reduktionsprobleme, für die SchmetterÜnge einheitlich sein wird. Ich weise nur auf die Über- einstimmung in den Formen der Prophasenchromosomen hin. Alle von mir untersuchten SchmetterÜnge besitzen die für fuligmosa beschrie- benen Prophasenchromosomen, ebenso plantaginis, dominula, caja, lubri- cipeda, die ich flüchtig darauf hin angesehen habe. Genau dieselben Prophasenchromosomen beschreibt auch Federley für die Pygaera- Arten. Bei einigen Saturniiden und einer Äcromjcta-Ait scheinen nach Cook (10) und bei Philomia cynthia nach Dederer (07) Ringformen vorzuherrschen. Doch die kommen ja auch bei fiäiginosa und Pijgaera

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren,

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vor, nur selten, und es kann zwischen ihnen und den stäbchenförmigen Chromosomen, wie ich gezeigt habe, kein prinzipieller Unterschied vor-

liegen.

Textfig. 8.

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Phraginatohia fidiginosa. Spermatocyten. a, h Äquatorialplatteu der ersten, c, d der zweiten Reife- teilung, e Spermatogonienäquatorialplatte. / — m Anaphasen der ersten, n, o der zweiten Reifeteilung. 1 — 10 das Kompaktwerden des Geschlechtschromosomenpaares. p — s Propliasen der ersten Reifeteilnng. (In p — s ist die Vergrößerung etwas schwächer als tn a — o. Tubus nur 120 mm!] Yergr. 40S0.

d) Die Spermatocytenteilungen.

Die Äquatorialplatten' der ersten Spermatocytenteilung zeigen 28 Chromosomen (Textfig. 8 a, h), die dieselben Größenverhältnisse aufweisen,

Archiv f. Zellforschung. Xm. 15

224 J. Seiler

wie die Chromosomen der Äquatorialplatten der ersten Reifeteilung im Ei. Es ist schon darauf hingewiesen worden, daß in den Spermatocyten die Geschlechtschromosomen eine andi'e Form besitzen, als in allen übrigen Keim- und Somazellen, sowohl des männlichen, als weibhchen Geschlechtes. Das Größenverhältnis zwischen den Autosomen und Geschlechtschromo- somen bleibt jedoch dasselbe: Auch in den Spermatocyten ist das x-Chromosomenpaar ungefähr viermal so groß wie ein größeres Auto- somenpaar.

Sehr instruktiv ist das Verhalten der Chromosomen während der Anaphase der ersten Reifeteilung. Sobald die beginnt, sehen wir die Autosomen gemeinsam vorrücken, während die x-Chromosomen noch zögernd in der Äquatorialebene verharren. Die Autosomen sind schon ein beträchthches Stück vorgerückt, wenn die Geschlechtschromosomen auseinanderzuweichen beginnen. Das geschieht meist vorerst nur an einer Seite (g); bis sie sich auch an der gegenüberUegenden Seite end- gültig getrennt haben, sind sie, wahrscheinlich von der Zugkraft der Spin- deln, um 90° geckeht worden (g—i). In dieser Lage hinken sie den Auto- somen nach, erreichen sie aber erst an den Spindelpolen (k). Oft auch bleiben die x-Chromosomen Ijeini Vorrücken mehr oder minder in der Lage, die sie in der Metaphase inne hatten {l, m).

Ein Ruhestadium liegt nicht zwischen erster und zweiter Reifeteilung. Die Telophasenchromosomen lösen sich nicht auf, sondern verharren kurze Zeit in einem kugeligen Chromosomenklumpen, der allerdings verdächtig kernartig aussieht, bis sie sich in die Äquatorialplatten der zweiten Reife- teilung einstellen (n). Diese besitzen wieder 28 Chromosomen (c, d), die dieselben Größenverhältnisse aufweisen, wie die der ersten Spermato- cytenteilung, nur daß sie bedeutend kleiner sind. Eine ungleiche Ver- teilung des Chromatins hat also in der ersten Reifeteilung sicher nicht stattgefunden. Ob das auch zutrifft für die zweite Reifeteilung, kann nicht mit Bestimmtheit angegeljen werden; denn diese ist wenig über- sichtlich und die Elemente sind sehr klein, zudem ballen sich die Chromo- somen sehr bald zusammen und ein Zählen derselben in den Tochterplatten ist ganz unmöglich. So viel ist jedoch sicher, daß das große Chromosom auch hier sich gleich teilt, und es liegt kein Grund vor, für die übrigen Chromosomen etwas andres anzunehmen. Demnach erhalten alle Sper- matozoen 28 Chromosomen, und das mänuHche Geschlecht ist monogamet.

Selbstverständlich hätte es interessiert zu erfahren, wie die Teilungs- ebenen der beiden Reifeteilungen zueinander stehen. Die erste Spermato- cytenteilung war für die Geschlechtschromosomen sicher, für die Auto- somen wahrscheinlich Längsteilung und Reduktionsteilung. Leider ver-

Das Verhalten der Gesclüechtschromosomen bei Lepidopteren. 225

liert man nach der ersten Reifeteilung jede Orientierungsmöglichkeit an den Chromosomen, so daß über den Verlauf der zweiten Spermatocyten- teilung nur Vermutungen ausgesprochen werden können. Nach dem, was wir während der Ovogenese erfahren haben, darf es für wahrscheinUch gelten, daß auch im Hoden die zweite Reifeteilung eine Längsteilung ist. Diese Vermutung wird namentlich dadurch gestützt, daß sowohl im männlichen, wie im weiblichen Vorkern und in den Furchungsmitosen die Querkerlje noch vorhanden ist, und das ge-wiß deshalb, weil keine Reifeteilung Querteilung ist. Stimmt das, so erhebt sich natürhch auch hier cUe Frage nach der Bedeutung der vorübergehend vorhandenen achromatischen Brücke und späteren Querkerbe der Prophasenautosomen. Darauf komme ich kurz im allgemeinen Teil meiner Arbeit zurück. Vorläufig sei nur so viel gesagt, daß man ohne weiteres die Querkerbe der Spermatocytenchromosomen (vorausgesetzt natiu'hch, daß beide Reifeteilungen Längsteilungen sind) homologisieren wird mit der Quer- kerbe der Ovocytenchromosomen.

Daß ein L'nterschied zwischen der ersten und zweiten Spermato- cytenteilung bestehen muß, geht aus dem Verhalten der Geschlechts- chromosomen hervor. Li der Anaphase der zweiten Reifeteilung rücken nämlich die x-Chromosomen immer gemeinsam mit den Autosomen vor (o), während sie, wie wir erfahren haben, in der ersten Reifeteilung immer gesondert gegen die Spindelpole wandern. Wir werden nicht fehlgehen, wenn wir diese Beobachtungstatsache mit den Reduktionsfragen in Zu- sammenhang bringen, da aus der GeschlechtschromosomenÜteratur zahl- reiche Fälle bekannt sind, wo, die Geschlechtschromosomen in der Re- duktionsteilung nachhinken, in der Äquationsteihmg dagegen sich von den Autosomen nicht unterscheiden. Trotzdem alle diese Beispiele sich auf das dygamete Geschlecht beziehen, kann man nach den mitgeteilten Beobachtungen keinen Augenblick daran zweifeln, daß sie bei fuli- (jinosa auch flu" das monogamete Geschlecht zutreffen, denn wir konnten ja durch direkte Beobachtung nachweisen, daß die erste Reifeteilung für die a;-Chromosonien Reduktionsteilung ist.

Das Sonderverhalten der Geschlechtschromosomen von fuUginosa im monogameten Geschlecht würde somit darin bestehen, daß sie nach der Konjugation in der Synizesis wieder mehr oder minder auseinander- weichen, gelegentlich vollständig unabhängig voneinander werden und sich bis gegen die Metaphase der ersten Reifeteilung hin gesondert entwickeln. Ferner darin, daß sie in der Anaphase der Reduktions- teilung den Autosomen nachhinken, während sie in der Äquationstei- lung mit denselben vorrücken.

15*

226 J. Seiler

Diese Beobachtungstatsachen haben in der gesamten Geschlechts- chromosomcnhteratur vorläufig noch kein Analogon. Die Vermutung liegt nahe, daß die Ursache dieser isoherten Stelhmg der Lepidopteren darin liegen könnte, daß im männlichen Geschlecht der besondere Charakter der Geschlechtschromosomen leichter in Erscheinung treten kann, als im weibhchen, daß also Faktoren, die außerhalb der Geschlechts- chromosomen liegen, für ihr Verhalten verantwortlich oder doch mit- bestimmend sind. Noch wahrscheinlicher jedoch ist es, daß die Ursache einfach darin liegt, daß das monogamete Geschlecht nur sehr selten studiert wurde und unsre Kenntnisse in dieser Hinsicht noch gar keinen Vergleich und keine allgemeinen Schlüsse zulassen.

Die wenigen sicheren Mitteilungen, die wir darüber besitzen, Ijerichten übereinstimmend, daß die Geschlechtschromosomen im monogameten Geschlecht (bis jetzt war das immer das weibliche Geschlecht) sich ver- halten wie die Autosomen. Das scheint allgemein zu gelten für Nema- toden und trifft zu nach Gulick (10) für die weiblichen Keimzellen und Furchungsmitosen von Heterakis, nach Schleif (11) für die Ovogonien, die Eireifung und Furchung von Angiostomum, nach Krüger (12) für die Ovogonien und Furchungsmitosen von Rhahditis, nach Mulsow (12) für die weiblichen Keimzellen, die Eireifung und Furchung von Äncyra- canthus. Morrill (10) berichtet dasselbe für einige Hemipteren: "the idiochromosomes behave exactly like the other chromosomes, in the oöcyte cüvisions, at fertilization and in the cleavage and early blastoderm stages" (Seite 109). Dasselbe gilt auch für einige Phylloxeriden nach Morgan (08, 09, 12) und Aphiden nach Stevens (05, 06, 09), Baehr (08, 09) und Morgan (09). Damit haben wir aber wohl schon alle sicheren Beobachtungen, die sich auf das monogamete Geschlecht erstrecken, er- schöpft. Ihre Zahl ist verschwindend klein im Vergleich mit der großen Zahl der Formen, bei welchen Geschlechtschromosomen nachgewiesen wurden.

Für unsre Fragen ist das Schicksal der Chromosomen während der Spermiogenese ohne Interesse; deshalb können wir diese Stadien ruhig übergehen.

Die Hauptresultate der beiden letzten Kapitel können wir zum Schlüsse kurz so zusammenfassen:

1. Die Spermatogonien besitzen höchstwahrscheinlich 56 Chromo- somen, darunter sind zwei große x-Chromosomen.

2. Bis zu Ende des Diplotäns gleicht die Spermatogenese vollkommen der Ovogenese. Die hier gemachten Feststellungen gelten auch fiü* die Spermatogenese.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 227

3. Der Nucleolus der Spermatocyten ist ein gewöhnlicher Chromatin- nucleolus und hat mit den Chromosomennucleolen nichts zu tun.

4. Die Formen der Prophasenchromosomen sprechen darür, daß Parallelkonjugation stattgefunden hat.

5. Beide Reifeteihmgen sind für die Autosomen vermutlich Längs- teilungen, und ihre Querkerben sind wahrscheinlich den Querkerben der Ovocytenchromosomen homolog.

6. Die X-Chromosomen, die sehr wahrscheinlich während der Syni- zesis konjugiert haben, treten bis zur Prophase wieder mehr oder minder auseinander und entwickeln sich oft vollständig getrennt bis gegen die Metaphase hin, um sich erst hier wieder zu vereinigen.

7. Die erste Reifeteilung ist für sie Längsteilung und Reduktions- teilung. Sie wandern gesondert an die Spindelpole.

8. Die zweite Reifeteilung ist Äquationsteilung, hier rücken sie mit den Autosomen vor.

9. Alle Beobachtungen sprechen dafür, daß in beiden Spermatocyten- teilungen das Chromatin gleich geteilt wird. Alle Spermatozoen erhalten demnach 28 Chromosomen. Das männliche Geschlecht ist monogamet.

m

e) Die Chromosomen während der Kopulation, Fiirchung, Blastoderm-

vind Keimstreifenbildung.

Wie wir erfahren haben, besitzen alle Spermatozoen 28 Chromosomen, während die eine Hälfte der Eier ebenfalls 28, die andre 29 Chromoso- men besitzt. Trifft die McCLUNG-WiLSONSche Geschlechtschromosomen- theorie auch für die Lepidopteren zu, so müssen zweierlei Embryonen resultieren. Vorausgesetzt, daß bei der Befruchtung keinerlei Verände- rung an den Chromosomengarnituren der' Gameten vor sich gehen, haben wir solche zu erwarten mit 56 Chromosomen, darunter die beiden x-Chro- mosomen und weiter solche, mit 57 Chromosomen, darunter das vom Spermatozoon stammende x-Chromosom und die beiden aus dem Ei stammenden y-Chromosomen. Die Embryonen mit 56 Chromosomen müssen zu Männchen sich entwickeln, denn nur Individuen, entstanden aus der Vereinigung zweier gleicher Gameten, können bei ihrer Reife wieder lauter gleiche Gameten erzeugen, in unserm Fall lauter Sperma- tozoen mit 28 Chromosomen. Die Embryonen mit 57 Chromosomen müssen sich zu Weibchen entwickeln, denn nur diese vermögen Gameten mit 28 und solche mit 29 Chromosomen zu bilden. Wie verhalten sich die wirkhchen Verhältnisse zu unsern Erwartungen?

Der Versuch, die Vereinigung zweier ungleicher Gameten in den Prophasen zur Kopulation zu demonstrieren, mißlang, da die beiden

228 , J. Seiler

Geschlechtschromosomen nie in ihrer ganzen Länge in der Schnittebene lagen; höchstens fand sich gelegentüch das eine in dieser für die Re- produktion notwendigen Lage (Fig. 55). Ihre Anwesenheit jedoch kann in beiden Vorkernen konstatiert werden.

Nach der Konjugation beginnen die Furchungsteihmgen, die Kern- material zur Bildung des Blastoderms liefern. Vom Moment der Befruchtung an, bis zum Zeitpunkt, wo die Furchungskerne gegen die Eiperipherie rücken, wo also die superfizielle Furchung beginnt, verstreicht eine geraume Zeit, bei fuUginosa wahrscheinlich gegen 20 Stunden. Inzwischen haben nur wenige Furchungsteilungen statt- gefunden; schätzungsweise nur ungefähr zehn, oder wenige mehr. Da die Teilungen zudem rasch verlaufen und synchron sind, so sind die Aus- sichten Äquatorialplatten zu erhalten, die für ein Chromosomenzählen hätten benutzt werden können, äußerst gering. Anders während der nun einsetzenden Bildung des Blastoderms. Dieses soll nach den in der Literatur vorliegenden Angaben dadurch entstehen, daß so lange Fur- chungskerne an die Eiperipherie rücken, bis sich hier ein geschlossenes Epithel gebildet hat (Bobretzky 78). Diese iVngaben sind falsch. Die Zahl der Furchungskerne, die aus dem Eiinnern ins Keimhautblastem vorrückt, ist relativ klein. Hier setzt nun eine rege Kernvermehrung ein, wobei das Plasma des Keimhautblastems sich um die jungen Blasto- dermkerne abrundet und so Zellen entstehen. Die Kernvermehrung wird so lange fortgesetzt, bis das Blastoderm vollständig geschlossen ist, Zelle an Zelle schließt. Der ganze Vorgang verläuft unglaublich rasch, in wenig mehr als einer Viertelstunde ist das Blastoderm schon fertig. Die Teilungsfiguren sind sehr groß, und die Chromosomenbilder der Äqua- torialplatten schematisch klar. Trotz der im allgemeinen sehr* hohen somatischen Chromosomenzahl der Schmetterlinge, kann sie auf diesen Stadien mit der größten Leichtigkeit und Sicherheit ermittelt werden. Aber schwer ist es, diesen kurzen Moment der Blastodermbildung aus- findig zu machen. Ich habe ihn bei fuUginosa verpaßt.

Wenn das Blastoderm fertig vorliegt, folgt eine lange Ruhepause. Hierauf hebt die Keimstreifenbildung an. Bei fuUginosa ist sie im 25 Stunden alten Ei im vollen Gange. Aus dieser Periode stammen die Chromosomenbilder der Textfig. 9, Die Äquatorialplatten dieser Ent- wicklungsperiode sind ebenso groß und ebenso klar, wie die der Blasto- dermstadien. Wenn man die Äquatorialplatten a—f vergleicht mit der in derselben Vergrößerung wiedergegebenen Spermatogonienäquatorial- platte in Textfig. 8e, S. 223, so wird man ermessen können, wie viel sicherer die Zählresultate in diesen Furchungsmitosen sein müssen. Leider aber

Das Verhalten der Geschleclitschromosomen bei Lepidopteren.

229

sind die Kernteilungen während der Keimstreifenbildung nicht sehr häufig, auch war mein Zuchtmaterial beschränkt, und das meiste habe ich zudem verloren, nur um herauszufinden, auf welchen Entwicklungs- stadien Mitosen vorkommen, die für das Chromosomenzählen günstig

Textfig. 9

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Phragmatobia fuliginosa. Äquatorialplatten somatischer Mitosen, a und 6 mit 56 Chromosomen, c mit 62, d und « mit 58, / mit 61. g Schema des /MJjsrtwosa-Typus. Vergr. 4080.

sind. So kommt es, daß ich nur aus acht Eiern klare Äquatorialplatten besitze. Die Chromosomen, die wir hier antreffen, gleichen an Form und Größe den Chromosomen der reifenden Eier. Die alte Querkerbe der Autosomen ist noch vorhanden, wälirend sie auf den entsprechenden Stadien bei dispar und monacJia, wie wir sehen werden, längst ver- schwunden ist. Da die Größenunterschiede der Autosomen wenig mar- kant sind, und die Zahl derselben groß ist, gelingt es nicht, festzustellen,

230 J. Seiler

ob jede Chromosomengröße zweimal vorhanden ist, ob die somatischen Kerne wirklich ein doppeltes Chromosomensortiment besitzen, was wir früher als unbewiesene Voraussetzung angenommen haben.

Die aus demselben Ei stammenden Äquatorialplatten a und h be- sitzen beide 56 Chromosomen, darunter die beiden auffäUigen, schwach segmentierten Geschlechtschromosomen. Da diese an Größe sich genau gleichen, und ungefähr viermal länger sind, als ein Autosom, so müssen wir sie als x-Chromosomen bezeichnen. Kach dem früher Gesagten wissen wir bestimmt, daß ein Embryo mit diesen Chromosomenverhältnissen männlichen Geschlechts sein muß. Der direkte Beweis ergibt sich durch einen Vergleich mit den Chromosomen der Spermatogonien. Für diese stellten wir fest, daß che Gesamtchromosomenzahl sehr wahrscheinlich 56 ist, und daß darunter zwei gleich große x-Chromosomen sind — die- selben Feststellungen wie oben für die Embryonalzellen a und h, nur daß hier die Gesamtchromosomenzahl 56 sicher ermittelt werden kann.

Noch aus einem zweiten Ei besitze ich eine klare Äquatorialplatte mit 56 Chromosomen, darunter die beiden langen x-Chromosomen. Die gegenseitige Lage derselben ist verschieden. Davon überzeugte ich mich, außer in den angeführten Beispielen, in mehreren nicht ganz kompletten Äquatorialplatten, die aber die x-Chi-omosomen deutlich zeigten. Auch die Autosomen lassen nichts erkennen, was darauf hindeuten könnte, daß «homologe« (d. h. gleich große) Chromosomenpaare in Nachbarschaft sich befinden, was bekanntlich oft zutrifft, z. B. bei Dypteren nach Stevens (08), bei Orthopteren nach Button (02) und nach Untersuchungen von Strasburger (06, 07) und Rosenberg (05, 09) auch bei Pflanzen.

Die weibhche-n Embryonen weisen nicht die Chromosomenverhält- nisse auf, die wir bei ihnen erwarten. Ihre Gesamtchromosomenzahl ist 58; 57 vermuteten wir vorzufinden. Ein Blick auf die Äquatorial- platten klärt uns über chese Differenz auf. In den Äquatorialplatten d und e, die aus verschiedenen Eiern stammen, sehen wir nur ein Geschlechts- chromosom, das, seiner Größe nach zu schließen, ein x-Chromosom sein muß. Das andre Geschlechtschromosom, zweifellos das größere y-Chromo- som, muß sich in zwei Teilstücke aufgespalten haben, so daß wir jetzt im ganzen drei y-Chromosomen, ein x-Chromosom und 2 x 27 Autosomen haben, zusammen also 58 Chromosomen. Einen direkten Beweis, daß das größere y-Chromosom sich in zwei Stücke aufspaltet, kann ich nicht erbringen. Diese Annahme scheint mir jedoch unabweislich, weil die y-Chromosomen doch bei der Hälfte der Embryonen erscheinen müssen, da alle Eier sich entwickeln, und weil die Embryonen mit 58 Chromo- somen nur ein großes Geschlechtschromosom besitzen und das «icher das

Das Verhalten der Gesehlechtschromosomen bei Lepidopteren. 231

X-Chromosom ist. Eben so unabweislich ist die ancke Annahme, daß die Embryonen mit diesen Chromosomengarnituren zu Weibchen sich ent- wickehi, weil wir sicher sagen können, daß aus ihnen keine Männchen werden können. Also bleibt nichts andres als Weibchen. Ich besitze im ganzen aus drei Eiern je eine Äquatorialplatte mit 58 Chromosomen. Neben den Embryonen mit 56 und 58 Chromosomen scheinen noch solche mit 62 und 61 Chromosomen vorzukommen. Die Äquatorial- platte / hat 61, c, die aus einem andern Ei stammt, 62 Chromosomen; in einem dritten Ei fanden sich ebenfalls sehr wahrscheinlich 62 Chromo- somen vor. Alle drei Bilder sind jedoch nicht ganz einwandfrei, die Chromosomen sind teilweise etwas verklebt, so daß Beobachtungsfehler nicht ausgeschlossen sind. Deshalb soll vorläufig auf diese Beobachtungen kein großes Gewicht gelegt werden. Ich erkläre sie so: die Embryonen mit 62 Chromosomen sind Männchen, in welchen die beiden x-Chromo- somen in ihre vier Segmente zerfallen sind ; so hätten wir 2x27 Auto- somen und 2x4 X-Chromosomen, zusammen 62 Chromosomen. Die Embryonen mit 61 Chromosomen sind Weil)chen, in welchen das x-Chro- mosom in seine vier Segmente aufsplittert, die y-Chromosomen verhalten sich wie gewöhnheh; so haben wir 2 x 27 Autosomen, 4 x- und 3 y-Chromo- somen, zusammen 61 Chromosomen. Die getroffenen Annahmen haben al)solut nichts unwahrscheinliches an sich, denn ein Aufspalten von Ge- schlechtschromosomen in den somatischen Kernen ist schon oft beob- achtet worden. Es sei nur erinnert an die Chromosomenverhältnisse von Syromastes marginaius. Das Weibchen besitzt 20 Autosomen und vier Geschlechtsclu'omosomen, das Männchen 20 Autosomen und zwei Ge- schlechtschromosomen, die in den Spermatocyten vereinigt sind zu einem ungleichen Paar, welches in den somatischen Kernen wieder in seine Komponenten zerfällt (Wilson 09). Nach einer älteren Angabe von Gross (04) sollen die Ovogonien von Syromastes, gleich wie die Sper- matogonien, nur 22 Chromosomen besitzen. Gross hält noch 1912 an der alten, für seine Geschlechtschromosomenhypothese entscheidenden Beobachtung fest. Da sie im Gegensatz steht zu allen unsern Kenntnissen über das Verhalten der Gesehlechtschromosomen, hat man das Recht, sie so lange unberücksichtigt zu lassen, bis Gross durch neues Beweis- material die Angaben Wilsons (es sei zugegeben, daß diese selbst noch nicht vollständig befriedigend ausgearbeitet sind. Welches ist das Ver- halten der verschieden großen x-Chromosomen während der Synapsis im weibhchen Geschlecht?) entkräftet. PJujUoxera fallax weist nach Mor- gan (09, 12) ebenfalls ganz analoge Verhältnisse auf. Auch hier ver- schmelzen die Gesehlechtschromosomen in den reifenden Keimzellen (in

232 J. Seiler

Spermatocyten und im Ei der Weil)clien produzierenden flügellosen Form), und hierauf folgt in den somatischen Kernen wieder Trennung derselben. Thyanta custator besitzt nach Wilson (11) gewöhnlich zwei inäquale Idiochromosomen, an deren Stelle aber gelegentlich drei Idio- chromosomen vorhanden sind. Bei Ascaris luhricoides (Edwards 10) sind in den Spermatocyten die x-Elemente vereinigt, in den somatischen Kernen getrennt. Bei Ascaris megalocephala (Boring 09, Boveri 09) sind die x-Chromosomen frei oder mit Autosomen verbunden. (Vgl. ferner Browne [13] Notoneda usw.) Zudem hat der Zufall mir in L. monacha eine weitere Form in die Hand gespielt, deren Keimzellen eben- falls ein auffällig großes Chromosom besitzen, das sich in den Soma- kernen aufspaltet. Auch hier ist die haploide Chromosomenzahl 28, die diploide für das eine Geschlecht 62. Daß endlich Formen vorkommen, die mehrere Geschlechtschromosomen besitzen, ist ebenfalls schon längst bekannt, und trifft z. B. zu für eine ganze Anzahl von Hemipteren: Conorrhinus, Prionidus, Sinea, Gelastocoris, Acholla (Payne 09).

Daß die Aufsplitterung der x- und y-Chromosomen von fuliginosa unmittelbar nach der Vereinigung der Vorkerne stattfindet, scheint mir sicher. Wann aber die Wiedervereinigung sich vollzieht ist noch fraglich. Vielleicht bei der Herausdifferenzierung der Keimbahn; wahrscheinlicher erst während der Synapsis. Die Chromosomenzahlen in Ovogonien- und Spermatogonienteilungen müssen darüber aufklären. Leider kenne ich aber vorläufig die Ovogonienteilungen noch nicht, und Spermatogonien- mitosen besitze ich nur aus zwei Hoden, in diesen ist die Chromosomen- zahl wahrscheinlich 56.

Selbstverständlich befriedigen mich selbst die mitgeteilten Beobach- tungen über die somatische Chromosomenzahl noch nicht. Sobald ich neues Material erhalten kann, sollen alle schwebenden Fragen endgültig entschieden werden. Vorläufig darf so viel als sicher gelten, daß die Digametie des weiblichen Geschlechts von fuliginosa auch in den somatischen Kernen zum Ausdruck kommt, daß die Chromosomengarni- turen der weiblichen Kerne verschieden sind von denjenigen der männ- lichen. — Wenn wir von der Aufsplitterung der Geschlechtschromosomen absehen und Eücksicht nehmen auf die Versuche Wilsons, die ver- schiedenen Typen geschlechtsbestimmender Chromosomen zueinander in Beziehung zu bringen, so können wir für den neuen ))Fuliginosa-Tj\msi( etwa ein Schema aufstellen, wie es in Textfig. 9 g, S. 229, wiedergegeben ist, wobei der wesentliche Unterschied zwischen beiden Geschlechtern darin liegt, daß das monogamete zwei x-Elemente, das digamete nur ein x-Element besitzt. Die übrigen Teile der Geschlechtschromosomen,

Das Verhalten der Gesclüechtsclu-omosomen bei Lepidopteren. 233

die ich mit z und y bezeichnet habe, können ihrer Natur nach identisch sein mit den bei so vielen Formen nachgewiesenen y-Chromosomen. Der i^w%mosa-Typus wäi'e somit nichts andres, als ein »reziproker (( Lygaeus- Typus. Eine Verwandtschaft mit dem J.scam-Typus zu konstruieren, wie ich es in der vorläufigen Mitteilung (13) versucht habe, geht wegen der Größenverhältnisse der Geschlechtschromosomen nicht ungezwungen. Wohl aber kann angenommen werden, daß die Abschnitte z und y ihrem Werte nach ein oder mehrere Autosomen vorstellen, mit welchen das x-Element vereinigt bleibt. So wäre der FvJiginosa-Tjinis ein reziproker Ascaris-Typws. Es ließen sich leicht noch andere Möglichkeiten aus- denken, die jedoch so naheliegend sind, daß ich sie nicht aufzuzählen brauche.

3. Lymantria dispar und L. japonica.

Der Gedanke lag nahe, daß die interessanten, durch die Kreuzungs- experimente Goldschmidts aufgedeckten Beziehungen, die zwischen Lymantria dispar und L. japonica bestehen, irgendwie in den chromo- somalen Verhältnissen zum Ausdruck kommen könnten. Daß etwa das Vorhandensein von morphologisch verschiedenen Geschlechtschromoso- men in beiden Formen das Auftreten der Gynanchomorphen bei Bastar- dierung cytologisch begreiflich machen würden. Solche Vermutungen ließen es mir wünschenswert erscheinen, die cytologischen Verhältnisse von dispar und japonica zu studieren. Ich verwendete auf die Untersuchung viel Sorgfalt und Zeit und habe von dispar allein wohl über 2000 Eier geschält und geschnitten. Die Resultate seien gleich mitgeteilt : Zwischen L. dispar und L. japonica existiert kein greifbarer Unterschied in den Chromosomenverhältnissen, nur sind die yapowica-Chromosomen wenig größer, als diejenigen von dispar. Weder bei der einen, noch bei der andern Form konnte ein Geschlechtschromosom nachgewiesen werden. Auch zeigte der Bastard in seinen chromosomalen Verhältnissen keine Abweichung von den Elternformen. Wenn ich trotzdem die Befunde kurz schildere und mit beweisendem Abbildungsmaterial illustriere, so geschieht das deshalb, weil möglicherweise später meine Feststellungen als Ausgangspunkt für eine subtilere Chromosomenanalyse benutzt werden könnten, weil ich an verschiedenen Stellen meiner Arl)eit mich auf die Chromosomenbilder von dispar berufen muß und endlich, weil neue Beobachtungen für die Reduktionsfragen gewonnen werden können.

a) Eireifung.

Die ersten Phasen der Ovogenese von dispar und japonica gleichen den entsprechenden von fuliginosa. Ich habe nichts Neues hinzu-

234 J. Seiler

zufügen. Auch hier vollzieht sich sicher die Pseudoreduktion während der Synizesis, auch hier kann die Bivalenz der Chromosomenschleifen leicht festgestellt werden, und der große Nucleolus ist ein gewöhnhcher Chi'omatinnucleolus. Die Prophasen zu den Reifeteilungen kenne ich auch für dispar und japonica nicht. — Nachgeholt kann hier noch werden, daß die Angaben Doncasters über die Ovogenese von Pieris und Äbraxas darin mit den meinigen in Übereinstimmung stehen, daß auch nach Doncaster die Pseudoreduktion sich während der Synezisis vollzieht. Die Verkürzung der Chromatinschleifen zu den Tetraden der Nährzellen soll aber so vor sich gehen, daß die Schleifen sich umbiegen, hufeisenförmig werden und an der gelaiimmten Stelle durchtreten. Vorher kann gelegentlich ein Längsspalt entdeckt werden. Doncasters Mit- teilungen über den Ovocytennucleolus habe ich schon kiitisch besprochen.

Die Äquatorialplatten der ersten Eeifeteilung zeigen 31 Chromosomen und zwar sowohl bei japonica (Textfig. 10 a), als auch bei dispar {h, c). Die relativen Chromosomengrößen sind bei beiden Formen ebenfalls dieselben, und zwar haben wir eine ganze Skala von Größenordnungen unter den Chromosomen, von ganz kleinen bis zu ungefähr viermal größeren. Deshalb gelingt es auch nicht, sie auseinanderzuhalten. Am ehesten noch ist das möglich bei den kleinsten, denn die drei oder vier kleinsten sind in allen Chromosomenplatten von den übrigen Größenordnungen ziemlich gut abgegrenzt. Die absoluten Chromosomen- größen sind zwischen japonica und dispar etwas verschieden; japonica besitzt größere Chromosomen, und zwar kommt das in den Eiern eher zum Ausch-uck, als in den Spermatocyten. Da jedoch die Unterschiede nicht bedeutend sind, zudem die relativen Größenverhältnisse bei beiden Formen dieselben sind, habe ich die übrigen Phasen der Eireifeteilung nur noch für dispar und den Bastarden dispar X japonica untersucht.

Alle Tochterplatten der ersten Reifeteilung besitzen 31 Chi'omo- somen. Ein Heterochromosom kann also sicher nicht vorhanden sein. Wieder können wir konstatieren, wie bei fiiUginosa, daß eine Lagen- verschiebung der Chromosomen während des Vorrückens in der Anaphase nicht stattfindet. So ist es möglich, die zusammengehörigen Tochter- chromosomen leicht herauszufinden. Das wird z. B. gut gehngen, in den Tochterplatten d und e, die beide gleich orientiert sind; weniger sicher in / und g, weil hier die eine Platte durchschnitten ist, und das Messer hart an den unteren Chromosomen der andern Platte vorbeigefahren ist. Vergleichen wir die Größe der homologen Chromosomen in d und e, so ergibt sich, daß ziemlich genaue Übereinstimmung herrscht; sollte ein Chromosomenpaar der Äquatorialplatte inäqual sich geteilt haben, also

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 235

Idiochromosomen vorliegen, so ist sicher, daß der Größenunterschied zwischen x- und y-Chromosom gering sein muß. Solche kleine Unter- schiede zeigen sich schon. So haben wir z. B. in e oben zwei kleine, gleiche

Textfig. 10.

Lymantria dispar und Lijinantria japonica. a Aquatoiialplatte der ersten Reifeteilung von japoiiica h und c von dispar. de und /jr Tochterplatten der ersten Reifeteilung von dispar. Vergr. 40S0.

Chromosomen untereinander, in d dagegen ist das untere von beiden bedeutend größer. Diese Beobachtung ist schuld, daß ich lange Zeit im Glauben war, bei dispar ein xy-Paar gefunden zu haben, bis ich mich schließlich durch das Vergleichen von zahheichen, vollständig klaren, zusammengehörigen Äquatorialplatten der zweiten Reifeteilung, einige

236 J. Seiler

wenige davon sind in der Textfig. 11 wiedergegeben, überzeugte, daß die erste Reifeteilung nicht inäqual ist. Da sehr häufig durch Zufällig- keiten Unterschiede vorgetäuscht werden, war es außerordentlich zeit- raubend und mühsam, zur Sicherheit zu gelangen. Einzig der günstige Umstand, daß die dispar-Eier orientiert werden konnten, ermöglichte es, genügend einwandfreie Äquatorialplattenpaare, die ganz in der Schnitt- dicke und Schnittebene lagen, zu erhalten. Ich muß es dem Leser über- lassen, an Hand des Abbildungsmaterials der Textfig. 11, die ich un- möglich eingehend besprechen kann, sich durch Vergleichung der zu- sammengehörigen, gleich orientierten Äcpiatorialplatten davon zu über- zeugen, daß meine Feststellung richtig ist. Dabei ist zu beachten, daß die Identifizierung der homologen Chromosomen nicht mehr so leicht ist wie in der Aiiaphase ; oft überhaupt deshalb unmöglich wird, weil, während des Vorrückens der inneren Tochterplatte durch die mächtigen Dotter- massen gegen das Eicentrum zu, ihre Chromosomen zusammengech'ängt werden und leicht Verlagerungen vorkommen. So kommt es, daß die Äquatorialplatten der inneren Spindeln (a, /, g, m, c, i) viel kleiner sind, als die der äußeren (&, e, h, l, d, Ä), welchen im weiten Richtungsplasma Raum genug zur Verfügung steht. Trotz dieser neuen Schwierigkeit dürfte es gelingen, sich zu überzeugen, daß die erste Reifeteilung nicht inäqual war.

Nachzuweisen, ob das auch zutrifft für die zweite Reifeteilung, ist unmöglich. Die Elemente sind zu klein, und es hält zu schwer, ganze und deutliche Tochterplatten zu erhalten. Es kann nur so viel mitgeteilt werden, daß in Seitenansichten von zweiten Reifespindeln nichts beob- achtet werden konnte, was auf eine inäquale Teilung schließen ließe. Auch rücken die Chromosomen in der Anaphase gemeinsam miteinander gegen die Spindelpole vor (Fig. 35), gleich wie in der ersten Reifeteilung. Die somatische Chromosomenzahl klärt weiter darüber auf, das kann vorgreifend gesagt werden, daß kein Heterochromosom vorhanden sein kann, denn alle Embryonen besitzen dieselbe somatische Chromosomen- zahl.

Noch wäre zu untersuchen, welche Reifeteilung Reduktions-, welche Äquationsteilung ist. Auch das zu entscheiden ist unmöghch. Wir können nur wiederholen, was wir früher für fuUginosa feststellten. Weil sehr wahrscheinlich Parallelkonjugation vorhegt und wahrscheinlich die Längsachse der Tetrade mit der Längsachse der bivalenten Chromo- somenschleife zusammenfällt, ferner weil sicher beide Reifeteilungen senki-echt aufeinanderstehende Längsteilungen sind, muß eine Reife- teilung Reduktionsteilung sein. Bei fuUgmosa ist es, nach dem Ver- halten der Geschlechtschromosomen zu schließen, vermutlich die erste

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 237

Textfig. 11.

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Lijmantria dispar. Äquatoiialplattea der zweiten Keifetellung. Es gehören zusammen a6, cd, cf, gh, ik und Im. Die kleinere Chromosomenplatte ist immer die des Richtungskörpers. Vergr. 4080.

238 J. Seiler

Eeifeteilung. Ein Analogieschluß auf die Verhältnisse von dispar wäre nicht zulässig, denn wir wissen zur Genüge, daß in cytologischer Be- ziehung selbst nah verwandte Formen sich oft sehr verschieden verhalten.

b) Samenreifung.

Was schon die Ovogenese zeigte, bestätigt auch die Spermatogenese: zwischen japonica und dispar existiert cytologisch kein Unterschied. Der Verlauf der Samenreifung beider Formen gleicht bis in die Prophasen- stadien genau dem von fuliginosa. Erst die Vorbereitungen zu den Eeifeteilungen zeigen einige neue Züge, die wir nun schildern wollen. Der Nucleolus bleibt etwas länger chromatisch als bei fidiginosa\ er ist meist noch vorhanden, wenn die Umrisse der Prophasenchromosomen schon deutlich sind. Aber auch hier kann er leicht durch alle Stadien der Auflösung bis zum vollständigen Verschwinden verfolgt werden. Von einem Übergehen in ein Prophasenchromosom kann absolut keine Eede sein. Der Spermatocytennucleolus ist also auch bei dispar und japonica ein gewöhnlicher Chromatinnucleolus_, kein Chromosomennucleolus.

Alle Typen von Prophasenchromosomen, die mir zu Gesicht ge- kommen sind, sind in der Fig. 71 vereinigt, und zwar in verschiedenen Stadien des Kompaktwerdens. Sofort fällt in die Augen, daß die Chromo- somen viel größer sind, als die von fuliginosa, was übrigens auch aus allen Chromosomenbildern der Textfiguren hervorgehen wird. Immerhin mag die Fixierung (Carnoy ! bei fuliginosa Osmiumsäuregemische) diese Größenunterschiede etwas auffälliger gemacht haben, als sie normaler- weise wohl sind. Das Endresultat des Kompaktwerdens der Prophasen- chromosomen ist dasselbe wie bei fuliginosa; es resultiert eine Dyade (Fig. 71, 5), die sich auch bei dispar und japonica mit ihrer Längsachse parallel zur Spindelachse in die Äquatorialplatte der ersten Reifeteilung einstellt (Textfig. 12 e, S. 241). Die Übergangsformen, die zu dieser Dyade führen, sind viel mannigfaltiger in ihrer Form, als bei fuliginosa, zugleich aber auch viel klarer. Was hier nur schwach angedeutet ist kann bei den Lymantria-Yormen mit Leichtigkeit erkannt werden. Das gilt namentlich von der Existenz des Längsspaltes an den stäbchenförmigen (Fig. 71, 15), geschlängelten (14), oder V-förmigen Chromosomen (16), w^elche drei Typen die große Mehrzahl der Prophasenchromosomen aus- machen. Die übrigen Typen, die in Fig. 71 vereinigt sind, kommen seltener vor. Zweifellos ist der Längsspalt identisch mit dem Längsspalt der bivalenten Chromosomenschleifen, der die Univalenten Paarlinge trennt. Wichtig ist, daß dieser Längsspalt erkennbar bleibt an den aufeinander- folgenden Kontraktionsstadien der Prophasenchromosomen. Die Chro-

Das Verhalten der Geschleehtschi'omosomen bei Lepidopteren. 239

mosomen 14, 15, 7, 2, 8, 5 mögen das für eine Reihe von Übergängen zur Dyade zeigen. Bei 7, 2, 8 geht die Längsachse der bivalenten Chromosomenschleife über in die Querachse der Dyade. Ob diese Stadien tatsächlich so aufeinander folgen, kann natürlich nicht direkt l)ewiesen werden. Sehr wahrscheinlich dürfte diese Annahme deshalb zutreffen, weil 7, 2, 8 sehr häufig vorkommen, die Ring- oder IviTuzformen aber, von welchen sie eventuell noch abgeleitet werden könnten, selten sind. Die Ringformen, die dispar und japonica aufweisen (9, 10), nehmen ebenso unregelmäßig das Chromatin auf, wie die von fuliginosa, so daß man über ihre Zusammensetzung nicht ins klare kommt. Doch sind auch hier wieder zwischen den Ringen und den gewöhnlichen Prophasen- chromosomen alle wünschbaren Übergänge (12, 6, 4) vorhanden, welche zeigen, daß überall zwei parallel gelagerte Chromosomen vorliegen, die in der Mitte mehr oder minder weit auseinandergerückt sind.

Noch in einer andern Beziehung sind Zwischenformen wie 12 und 6 interessant. Man könnte auf die Vermutung kommen, daß die Ivnie- stelle in der Mitte der Chromosomen die zukünftige Querteilung andeutet ; oder, wer die Gründe, die zur Annahme von Parallelkonjugation geführt haben, nicht anerkennen will, wird annehmen, daß an der KniesteUe die längsgespaltenen Paarlinge end-to-end verklebt sind. Die Teilung, die hier durchgeht, müßte somit die Reduktionsteilung sein. Die vorhegen- den Tatsachen sprechen aber entschieden gegen beide Annahmen, Wohl ist die lüüestelle oft in der Mitte der Chromosomenschleife, aber ebensooft oder noch häufiger liegt sie unsymmetrisch, wie in 12 und 6, oder noch weiter seitlicher. Die Querteilung, die ihr folgen würde, müßte die Chromo- somen inäqual teilen, oder die end-to-end-Konjugation müßte zwischen ungleichen Paarungen sich vollzogen haben. Eine inäquale Chromo- somenteilung bei dispar und japonica gibt es aber nicht und kann es nicht geben, weil in jeder Äquatorialplatte der ersten Reifeteilung die- selben Größenunterschiede zwischen den Chromosomen auftreten. Eine end-to-end-Konjugation ungleicher Paarlinge ist aus demselben Grunde unmöglich und widerspricht zudem allen unsern Erfahrungen. Es bleibt nur eine Möglichkeit: die Kniestelle ist durch Zufälligkeiten hervorgerufen, sie hat mit einer Querteilungsebene nichts zu tun. Eine solche ist an den Prophasenchromosomen überhaupt nie angedeutet, denn die achroma- tische Brücke der fuKginosa-Chvomosomen fehlt bei dispar und japonica, oder ist mir doch bei der angewendeten Fixierungsmethode nur bei Typen wie 6 zu Gesicht gekommen.

Neben den erwähnten Typen von Prophasenchromosomen kommen noch Kreuzformen (1, 3, 13) vor, welche bei fuliginosa fehlen, oder

ArcliiT f. ZeUforschung. XIII. 16

240. J. Seiler

wahrscheinlicher eher übersehen worden sind. Wie entstehen sie? Ich glaube Chromosom 12 deutet den Weg an und ist vielleicht ein Anfangs- stadium. Wird die begonnene Ablagerung von Chromatin an den Knie- stellen fortgesetzt und dabei die achromatische Unterlage etwas zu- sammengezogen, wie das an einem Ende von Chromosom 12 geschieht, so entsteht die Ki'euzform (13). Daß sie diese Genese haben kann, wird dadurch sehr wahrscheinlich, daß die Arme des Ivreuzes, analog den Verhältnissen bei den Typen 12 und 6, sehr verschieden lang sein können ; gelegentlich sind alle gleich lang (13), meist aber ungleich, wie bei 1, oder noch auffälliger, etwa so, daß der kurze Balken mehr gegen das eine Ende des langen zu liegen kommt. So kann natürlich nur die Ebene äqual teilen, die durch den langen Balken zieht; und das wäre zweifellos die Reduktionsteilung. Die Umwandlung der lireuzform in die Dyade ist schwer verfolgbar. Der alte Längsspalt wird undeutlich oder ver- schwindet ganz (13) ; von hier mag der Weg über 3 zur Dyade 5 führen. Mag unsre Auffassung von der Kreuzform stimmen oder nicht, so viel ist wohl sicher, daß die Dyade, die aus ihr hervorgeht, denselben Bau hat, wie die übrigen. Denn es kann unmöglich angenommen werden, daß die Kreuzform (ebenso die Ringform) zu etwas prinzipiell Neuem führt, da sie nur gelegentlich auftritt.

In einem einzigen Fall ist mir ein Prophasenchromosom (11) be- gegnet, dessen Paarlinge in der Mitte und zudem an einem Ende den Kontrakt verloren haben und auseinanderklaffen, ähnlich wie wir es von den X-Chromosomen von fuUginosa kennen. Zum Glück ist dieses Prophasenchromosom auf dem Dyadenstadium. In diesem Fall kann man über die Zusammensetzung der Dyade wohl keinen Moment im Zweifel sein. Jede Hälfte besteht aus einem Chromosom. Was aber für diesen Fall gilt, gilt sicher auch für alle andern.

So führen alle Beobachtungen dazu, daß im Hinblick auf die biva- lente Chromosomenschleife die erste Reifeteilung eine Längsteilung sein muß, und daß sie sehr wahrscheinlich die Reduktionsteilung ist. Es kann gleich hier mitgeteilt werden, daß über den Verlauf der zweiten Teilungs- ebene keine Anhaltspunkte gewonnen werden können. Da beide Reife- teilungen im Ei Längsteilungen sind, werden wir geneigt sein, das auch flu' die Spermatocytenteilungen anzunehmen.

Erwähnt sei schließlich noch, daß gelegentlich an den Prophasen- chromosomen kleine Chromatinkügelchen an feinen Fäden hängen (3). Über die Bedeutung dieser Erscheinung weiß ich nichts. Handelt es sich vielleicht um einen Eliminationsprozeß?

Das Verhalten der Geschlechtschromosonien bei Lepidopteren.

241

Die Äquatorialplattcn der ersten Reifeteiliing von dispar (Text- fig. 12 a, h) und japonica {c, d) besitzen 31 Chromosomen, die dieselljen Größen Verhältnisse aufweisen, wie die Chromosomen der reifenden Eier. Auch in den Spermatocyten sind alle Übergänge von ganz kleinen Chromo- somen bis zu mindestens viermal größeren vorhanden. Man mag Äqua- torialplatten untersuchen, so viel man will, immer wieder zeigen sich

Textfiff. 12.

9

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Lyiiumtria cUspar und L. japonica. Spermatocyten. Aquatorialplatten der ersten Eeifeteilung, a, b Ton dispar, c, d von Japonica, e Metaphase, die Kernmemliran ist noch vorhanden. /, g Äquatorial- platten der zweiten Eeifeteilung von dispar, h, i von japonica. k Anaphase der ersten, l der zweiten

Eeifeteilung. Vergr. 4080.

dieselben Größenordnungen (vgl. a—d und / — i). Diese Beobachtung ist wichtig für die Reduktionsfragen ; wir werden uns später darauf berufen. Die erste Reifeteilung teilt das Chromatin nicht inäqual, denn sämtliche Äquatorialplatten der zweiten Spermatocytenteilung besitzen wieder 31 Chromosomen mit den bekannten Größenunterschieden (f—i). Ein Chromosom, das in der Anaphase (k) nachhinken würde, gibt es nicht. Das gilt auch für die Anaphase der zweiten Reifeteilung (1), welche eben- falls, so viel wenigstens ermittelt werden kann, nicht inäqual teilt.

16*

242 J- Seiler

c) Die somatische Chromosomenzahl.

Wie für fuliginosa mitgeteilt wurde, kann die somatische Chromo- somenzahl am besten ermittelt werden während der Blastodermbildung. Die findet bei dispar und japonica im 39 Stunden alten Ei statt. Die Kernvermehrung beginnt an einem Eipol und zieht sich von da rasch über die ganze Eioberfläche. Ist die Mitosenwelle am Äquator ange-

Textfig. 13.

L. dispar und L. japonica. Äquatorialplatten von Blastodermmitosen. Die Chromosomenzahl ist 62.

Vergr. 40S0.

langt, so kann man von hier gegen den Pol zu alle aufeinanderfolgenden Phasen der Kernteilung nacheinander antreffen. Die Vermehrungsperiode läuft rasch ab ; auf sie folgt eine lange Ruhepause ; dann hebt die Kern- vermehrung von neuem an. In kurzer Zeit ist das Blastoderm fertig, und es gelingt nicht leicht, die Embryonen im Moment der Teilungsperiode zu ertappen. Unter sicher mehr wie 200 Embryonen, alle auf dem Sta- dium der Blastodermbildung, erhielt ich kaum 10 mit Kernteilungen. Nun wird es begreiflich werden, daß Bobretzky zutreffende Abbildungen

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 243

(vgl. Lehrijucli der Zool. v. Hertwig. 10. Auflage Fig. 106) von Schmetter- lingseiern auf dem Stadium der Blastodermbildung geben konnte, ohne von dem Vorgang selbst eine richtige Vorstellung erhalten zu haben.

Die Textfig. 13 enthält aus vier verschiedenen Eiern je eine Äqua- torialplatte. Die Chromosomenzahl kann mit Leichtigkeit und absoluter Sicherheit ermittelt werden. In jeder Platte sind 62 Chromosomen vor- handen. Andre Mitosen in denselben Eiern wiesen die gleiche Chromosonien- zahl auf. Zählungen in andern Eiern ergaben immer wieder dasselbe, und zwar bei dispar und japonica. Damit steht fest, daß Heterochromosomen nicht vorhanden sein können. Besitzen beide Formen vielleicht Idio- chromosomen (x-y-Chromosomen)? Kaum, denn nirgends im ganzen Chromosomencyklus ließ sich etwas nachweisen, was für diese Annahme sprechen würde,

4. Lymantria monacha.

Lymantria monacha besitzt eigenartige, äußerst interessante Chromo- somenverhältnisse, die stark von den eben geschilderten von dispar und japonica abweichen und eher Verwandtschaft zeigen zu denjenigen von fuliginosa. Da ich noch nicht den ganzen Chromosomencyklus kenne, soll über diese Form erst in einer späteren Mitteilung berichtet werden. So viel kann jetzt schon gesagt werden, daß monacha sehr wahrscheinlich Geschlechtschromosomen besitzt.

C. Allgemeiner Teil.

I. Die Chromatinelimination; ihre Verbreitung, Vergleich mit der Chromatindiminution, Bedeutung.

HenkinCt glaubte bekanntlich die Mittelplatte, die er in der ersten Keifeteihmg von Pieris hrassicae vorfand, und deren Entstehung er zu- treffend beschrieb, bei allen übrigen Insektenordnungen, die er unter- suchte, wieder zu finden. Und zwar soll sie nach seinen Angaben nicht nur in der ersten Reifeteilung, sondern gelegentlich auch in der zweiten auftreten {Ägelastica, Pyrrhocoris). Da Henkings Mittelplatte von Pieris identisch ist mit unsrer Eliminationsplatte, müßten Eliminationsvorgänge regelmäßig auftreten in den reifenden Eiern der Insekten ; oder aber, Hen- KiNG hat unter dem Namen Mittelplatte prinzipiell verschiedene Erschei- nungen beschrieben. Ich glaube im ersten Teil meiner Arbeit durch genaue Beschreibung der Entstehung der Eliminationsplatte der Schmetterlinge klar gezeigt zu haben, daß diese unmöglich identisch sein kann mit der Mittelplatte, die bei tierischen und pflanzlichen Objekten weit verbreitet

244

J. Seiler

Textfiff. 14.

ist, und deren Entstehung Strasburger (11) so beschreibt : »Während die Tochterchromosomen sich trennen, verbleiben die von Pol zu Pol reichen- den Stützfasern der Kernspindel als Verbindungsfäden an Ort und Stelle. Ihre Zahl wird durch die Einschaltung neuer Verbindungsfäden vermehrt. . . . Jeder Verbindungsfaden schwillt alsbald in der Äquatorialebene stäbchenförmig an, wodurch die Zellplatte entsteht« (S. 77). Daß die Verdickungen in der Mitte der Spindelfasern nicht durch irgendwelche Materialzuluhr von den Chromosomen her hervorgerufen werden, zeigt die erste Spermatocytenteilung der Honig])iene recht drastisch (Text-

fig. 14). Der Kern wird während dieser Teilung weder geteilt noch aufgelöst. Außer- halb des Kernes legt sich im Plasma eine etwas unregelmäßige Spindel an, die am Grunde der kleinen Plasmaknospe, welche abgeschnürt wird, eine typische Mittelplatte bildet.

Da nun Henking seine Mittelplatte vergleicht mit der Mittelplatte pflanzlicher und tierischer Zellen und die Frage diskutiert, in wie weit die Zellplatte bei der Abgren- zung der neuen Zellen sich mitbeteiligt, kann kein Zweifel mehr darüber existieren, daß er den fundamentalen Unterschied, der zwischen Eliminationsplatte und Mittelplatte besteht, übersehen hat. Weil uns die Ver- breitung der Eliminationsvorgänge interes- siert, erwächst die Aufgabe zu überprüfen, wo die HENKiNGSche Angabe, daß bei allen Insektenordnungen dieselbe Mittelplatte auftritt, wie bei Pieris, zutrifft, wo nicht. Dabei soll zu- gleich die übrige Literatur über Eireifung auf unsre Frage hin durch- gesehen werden. Doch wollen wir uns auf die Insekten beschränken. Für die andern Tierklassen möge die Feststellung genügen, daß der Typus der Lepidoptereneireifung nirgends beschrieben wurde.

Diejenige Insektenordnung, deren Eireifung wir am besten kennen, sind die Hymenopteren. Henking (92) untersuchte zwei Formen, Lasius niger und Rhodites rosae. Die Verhältnisse bei der letzteren Form sind nicht klar. Die folgenden Feststellungen beziehen sich nur auf Lasius. Für diese Form beweist Henking in Wort und Bild klipp und klar, daß seine Behauptung nicht zutrifft. Die Mittelplatte Ijesteht »aus neben- einander gestellten Stäbchen, welche in jungen Spindeln verhältnismäßig

Spermatocyte erster Ordnung der Honigbiene. Niich einer Atbildong von Meves. Arch. f. mikr. Anat. Bd. LXX. l'JO". Tafel XXm. Fig. 40.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 245

sehr lang sind (Fig. 281). Zu zälilen sind diese nicht, jedoch habe ich den Einckuclv, daß ihre Anzahl erhebhch größer ist, als diejenige der Chromo- somen ... Sie erstrecken sich seitlich oft erheblich über die Reihen der Chromosomen hinaus« (S. 123). Unter den Abbildungen endlich sind mehrere frühe Anaphasen, welche zeigen, daß die Tochterchromosomen sich reinlich voneinander trennen, keine clu'omatischen Brücken vorhanden sind und von einem Abströmen von Chromatin von den Chromosomen gegen die Äquatorialebene zu nichts zu sehen ist. Was Henking hier beschreibt, ist eine gewöhnliche Mittelplatte. Noch Ijleibt aber für uns die Möglichkeit offen, daß bei Lasius die Eliminationsplattenbildung sich unter etwas anderm Bilde vollzieht, als ))ei den Schmetterlingen, daß sie etwa nicht in der frühen, sondern erst in vorgerückter Anaphase einsetzt und dann verschleiert wird durch die Anwesenheit einer starken Mittelplatte. Man könnte den Satz: »An gut gefärbten Präparaten sieht man, daß einige Stäljchen stärker gefärbt sind als die übrigen« (S. 123) in diesem Sinne ausnützen; ferner die Tatsache, daß nur in der ersten Reifeteilung eine Mittelplatte gebildet wird und zwar eine äußerst mächtige. Doch wollen wir es späteren Beobachtungen überlassen, in dieser Ange- legenheit zu entscheiden.

Nach Schleif (08) sind die Verhältnisse bei Formica sanguinea gleich wie bei Lasius. Die Mittelplatte der ersten Reifeteilung ist äußerst mächtig und bildet ein »Kern «-artiges Gebilde, das bald verschwindet. Über die Entstehung der Mittelplatte berichtet Schleif nichts. Auch besitzt er keine frühen Anaphasen, die für unsre Fragen hätten überprüft werden können. An der fertig gebildeten Mittelplatte läßt sich selbst- verständlich nichts mehr entscheiden. Einzig die Entstehungsweise gibt darüber Auskunft, ob Eliminationsplatte oder Mittelplatte vorliegt.

Die einzige Hymenopterenarbeit, die die Mittelplatte von ihrer Ent- stehung an bis zum Verschwinden verfolgt, ist die NACHTSHEiMsche (13). »Für die erste Reifeteilung (der Honigbiene) sind die stark verdickten Fräsern charakteristisch. . . . Die Zahl der Fasern ist jedenfalls größer als die der Clii-omosomen« (S. 185). Da bei Lepidopteren die Zahl der Eliminationschromosomen höchstens so groß ist, wie die der Chromosomen, eher kleiner, wird man geneigt sein, die verdickten Fasern der Honig- biene als Mittelplatte aufzufassen. Nun brauchen wir aber nur anzu- nehmen, daß ein Tochterchromosomenpaar durch mehrere Fasern ver- bunden ist, so ist die Zahlenschwierigkeit gehoben. Sehr verdächtig ist, daß die verdickten Fasern bei der Streckung der Spindeln anfangs nicht dünner werden, sondern im Gegenteil an Dicke zunehmen. Es darf an- genommen werden, daß sie an Substanz zunehmen; die aber könnte von

246 J. Seiler

den Chromosomen geliefert werden. Ebenfalls auffällig ist, daß wieder nur in einer Reifeteilung, nämlich in der ersten, eine starke Mittelplatte gebildet wird. Danach scheint es mir nicht unwahrscheinlich, daß bei der Honigbiene eliminiert wird. Jedoch bedarf es auch hier noch neuer Beobachtungen, um die Frage zu entscheiden. Silvestri (06, 08) und DoNCASTER (07, 10—11) berichten nichts über die uns interessierenden Fragen 1).

Von Coleopteren untersuchte Henking eine größere Zahl von Formen. Uns interessieren hauptsäclüich seine Beobachtungen an Ägelastica alni. Über die erste Reifeteilung schreibt er: »An einigen der in Teilung begriffe- nen Elemente (Fig. 132, 124, 125) ist unverkennbar eine chromatische Verbindungsbrücke vorhanden und erinnert an das wichtige Verhalten der Chromatinsubstanz, welches ich bei Pieris hrassicae von der Bildung des ersten Richtungskörperchens beschrieben habe« (S. 55, 1892). Eben- falls ganz analog wie bei Pieris ist das Verhalten des Thelyids in den späteren Phasen der Eireifung. »Oft ist es an seiner Peripherie von einem Ivi'anz gröberer und intensiver gefärbter Körnchen außen umgeben (Fig. 134, 137) und dadurch noch besonders ausgezeichnet« (S. 59). Trotz- dem ein befriedigender Beweis nicht vorliegt, halte ich es für sehr wahr- scheinlich, daß in der ersten Reifeteilung von Ägelastica alni eliminiert wird; vielleicht auch bei Doryphora nach einer Angabe von Wheeler (89). Für Ägelastica gibt Henking übrigens eine Umschreibung seines Begriffes »Thelyid«, die wörtlich für unsern Ehminationskern paßt, vorausgesetzt, daß hier Zell- und Eliminationsplatte identisch sind. »Ich stehe deshalb nicht an, von dem ersten Thelyid von Ägelastica ebenfalls anzunehmen, daß es der Mittelzone der Kernspindehi, einschließlich der Zellplatte, entspricht« (S. 58, 1892). Wenn ich trotzdem den Begriff Thelyid nicht aufgenommen habe, so geschah es deshall), weil er mit Vorstellungen ver- knüpft ist, die unhaltbar sind, und über die ich nicht referieren will, weil sie für unsere Fragen ohne Interesse sind, ferner deshalb, Aveil er recht vage gefaßt ist; bei Pieris soll das Thelyid zum Teil von dem Eiplasma gebildet werden. — Die zweite Reifeteilung von Ägelastica soll dasselbe -Thelyid besitzen wie die erste. Nach den Abbildungen zu schließen, besitzt sie aber nur eine gewöhnliche Mittelplatte. Da bei Tenehrio molitor zwischen den beiden Spindeln ein scharf umgrenztes Körperchen sehr

1) Dr. Nachtsheim hatte die Liebenswürdigkeit, auf eine Anfrage mir mitzuteilen, daß die Verhältnisse bei der Honigbiene zu imgünstig sind, um die Frage sicher zu entscheiden, ob eine EUmination stattfindet oder nicht, daß aber nach seinen Beobach- tungen das Vorkommen einer Elimination möghch ist, die »verdickten Fasern« also auf ein Abfließen von Chromatin von den Chromosomen zurückzuführen wären.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lei}idopteren. 247

lange bestehen bleibt, bis zur Bildung des weiblichen Vorkernes, die ge- wöhnlichen Mittelplattenreste aber ausnahmslos rasch sich auflösen, mag wohl auch bei dieser Form Elimination vorkommen.

Über die Gruppe der Orthopteren liegen in der Literatur keine brauch- baren Angaben, die sich auf unsre Fragen erstrecken, vor. Die Eireifung der Neuropteren scheint noch vollständig unbekannt zu sein.

Für die Hemipteren ergeben sich nach den vorliegenden Beobach- tungen keinerlei Anhaltspunkte dafür, daß Eümination stattfinden würde. Xach Henking besitzt jede Reifeteilung eine schwache Mittelplatte. Die neueren Untersucher, Stevens (05, 06, 09), von Baehr (09), Morgan (08, 09, 12), MoRRiLL (lOj berichten gar nichts über die uns interessierenden Fragen. Audi bei Dipteren sprechen die vorliegenden Untersuchungen (Weis]viann [82], Bloch:siann [86], Henking [88, 92]) nicht für das Vor- kommen einer Elimination.

Aus diesem Überblick über die Literatur, die sich mit der Eireifuns: der Insekten befaßt, ergibt sich, daß vorläufig noch nirgends Eliminations- erscheinungen sicher nachgewiesen sind. Die Beobachtungen Henkings machen es aber höchst wahrscheinlich, daß auch bei Coleopteren in der ersten Reifeteilung eliminiert wird, möglicherweise auch bei Hymenopteren nach den Beol)achtungen von Nachtsheim, und es will fast scheinen, als ob die Ursache der isoherten Stellung der Lepidopteren darin liegen würde, daß wir eben die Eireifung überhaupt nur noch äußerst lückenhaft kennen. Das ganze Interesse der Cytologen konzentrierte sich im letzten Jahrzehnt fast ausschUeßlich auf die Spermatogenese. Wäre zugleich immer die Ovogenese untersucht worden, so wären zweifellos unsre Kennt- nisse mehr in die Tiefe, weniger in die Breite gewachsen, sicher wären z. B. die endlosen Deljatten über die Reduktionsprobleme um ein Wesent- liches kiü'zer geworden, und wir wären in diesen Fragen heute weiter, als wir tatsächlich sind. Weitaus den Hauptteil unsrer Kenntnisse über die ersten Entwicklungsvorgänge in den Eiern der Insekten verdanken wir Henking. Seine groß angelegten Arbeiten sind in vielen Beziehungen mustergültig, und ich gestehe hier gerne, daß ich oft darüber gestaunt habe, wie viel Henking gesehen hat, trotz seiner primitiven Technik, die leider nicht einwandfrei ist und die Hauptschuld trägt, daß viele seiner Angaben revidiert werden müssen. —

Die Schilderung des Eliminationsprozesses wird imwillkiü"hch erinnert haben an die ganz ähnlich verlaufenden Diminutionsprozesse, die von BovERi (99) beschrieben wurden in seiner klassischen Arbeit über die Entwicklung von Ascaris ^negaJocepJuda., ferner bei andern Ascariden nachgewiesen wurde von 0. Meyer (95) und K. Bonnevie (Ol), und end-

248 J. Seiler

lieh bei einer Cecidomyidenlarve, Miastor, wiedergefunden wurden von Kahle (08). Die Analogie zwisclien dem Verlauf des Eliniinations- und Diminutionsprozesses ist so yerblüffend, daß ich mir nicht versagen kann, einen Vergleich zu ziehen. Dazu ist notwendig, daß ich kurz die in Frage stehenden Vorgänge bei der Cecidomyidenlarve schildere ; die viel bekann- teren und viel besprochenen Verhältnisse von Ascaris kann ich als bekannt voraussetzen.

Die Miastor-LsiYveii pflanzen sich durch mehrere Generationen parthenogenetisch fort (Pädogenese). Nach der Bildung eines Eichtungs- körpers finden zwei Furchungsteilungen statt. Eine der vier Blastomeren rückt nun gegen das polare, schon längst präformierte Keimplasma und teilt sich normal, wobei der eine Tochterkern ganz in das Keimplasma einwandert und durch sein späteres Verhalten sich als Urkeimzelle do- kumentiert. Die Kerne der übrigen drei Blastomeren, die alle Soma- kerne sind, machen im dritten Teilungsschritte eine Diminution durch. Zu Beginn der Anaphase trennt sich von jedem Chromosom ein beträcht- liches Stück ab und bleibt in der Acpiatorialebene liegen, wenn die andern Teilstücke den Spindelpolen zuwandern. Was wir bei den Lepidopteren festgestellt haben, gilt nun auch hier: Die Quantität des ausgeschiedenen Chromatins ist bei verschiedenen Embryonen recht verschieden. »Man findet achtzellige Stadien mit sehr starken Chromatinresten neben andern, die auffällig viel geringere Reste aufweisen, und endlich sind mir zwei achtzellige Embryonen vorgekommen, in denen ich überhaupt keine Chromatinreste entdecken konnte.« Die Analogie geht noch weiter. »Ich habe in einem Fall (Fig. VII h) zwischen zwei diminuierten Kernen nur sechs Chromosomensegmente gezählt (die Chromosomenzahl ist 22 !). In diesen und jedenfalls auch in andern Fällen kann demnach nur eine teilweise Diminution stattgefunden haben, indem nur wenige Chromosomen Segmente abstießen, während die übrigen in toto in die Tochterzellen übergingen. « Die Inkonstanz der Vorgänge zeigt sich auch im Verhalten der drei Somakerne unter sich. »Von 18 Embryonen wiesen 7 Stück je drei Haufen von Chromatinresten auf, während die übrigen 11 je zwei solcher Haufen besaßen; und zwar unterbleibt immer in der Spindel, die in der Nähe der Urkeimzelle liegt, die Diminution. Findet eine Dimi- nution statt, so ist die ausgeschiedene Chromatinmenge sehr gering.« Nach IvAHLE soll bis zur nächsten Teilung eine Reduktion sich vollziehen, und die Teilung selbst soll Reduktionsteilung sein. Eine Reduktions- teilung könnte aber höchstens in der letzten oder ersten parthenogeneti- schen Generation stattfinden ! Und zudem soll das geschehen in einer Jurchungsteilung ! Sehr wahrscheinlich halben wir es mit einer bloßen

Das Verhalten der Gesclilechtschromosomen bei Lepidoj^teren. 249

Chromosomenkoppelung zu tun, wie eine solche ja auch bei fuliginosa vorübergehend auftritt. Bei Miastor wird sie erst in den Urovogonien rückgängig gemacht. In der vierten Furchungsteihmg diminuieren alle sieben Somakerne und, was nun sehr überrascht, »in sämtlichen Soma- kernen in ganz übereinstimmender Weise«. Damit ist die Diminution vollendet.

Auch bei Äscaris zeigt sich diese Inkonstanz im Ablauf des Diminu- tionsprozesses, und bis in kleine Details haben wir Übereinstimmung mit den Eliminationsvorgängen bei Lepidopteren. Es kann »die Diminution an verschiedenen Chromosomen der gleichen Zelle, ja an beiden Enden eines und desselben Chromosoms zu verschiedenen Zeiten eintreten.« »Die Diminution und die damit Hand in Hand gehende Bildung der kleinen somatischen Chromosomen ist nicht an eine bestimmte Phase des Kernes geknüpft, sondern kann in verschiedenen Zuständen des Kernes eintreten.« Die Sätze sind fast wörtlich auf die Verhältnisse bei Lepi- dopteren anwendbar. In bezug auf die Quantität des ausgeschiedenen Diminutionschromatins herrscht aber bei Ascaris größte Gesetzmäßigkeit. Immer dieselben gleich großen Chromosomenenden werden in den Soma- kernen abgeworfen. Auf dieser Tatsache ruht das ganze, imponierende Gedankengebäude Boveris. Mit den Chromosomenenden wirft die Somazelle einen bestimmten und immer denselben »Anlagenkomplex«, der für sie unnötiger Ballast ist, über Bord und gibt damit ihre Totipotenz auf, während die Propagationszellen sie bewahren.

Nun steht aber gerade diese eine, ausschlaggebende Feststellung, daß immer dieselben Chromosomensegmente ausgestoßen werden, immer dieselbe Quantität Chromatin preisgegeben wird, bei den Cecidomyiden in Frage. Ich habe schon betont, wie sehr es verblüfft, daß der zweite Diminutionsprozeß in allen Somazellen übereinstimmend verläuft. Das Gegenteil hätte man erwarten sollen. Sollte er die Verschiedenheiten ausgleichen, die während der ersten Diminution geschaffen worden sind, so müßte etwa die Schwesterzelle der Urgeschlechtszelle, die überhaupt noch nicht diminuiert hat, am meisten Chromatin ausstoßen, die beiden Nachbarzellen etwas weniger, die übrigen Somazellen noch weniger bis nichts, oder es müßte doch zum mindesten ein erkennbarer Unterschied vorhanden sein zwischen der Quantität des Diminutionschromatins der verschiedenen Kerne. Denn während der ersten Diminution wird ge- legentlich eine gewaltige Menge Chromatin ausgestoßen. Wenn Kahle trotzdem annimmt, daß der zweite Diminutionsprozeß ausgleichend wirkt, so ist das vorläufig nichts wie eine bloße Vermutung, für die einzig der Umstand spricht, daß nur so die Parallele zum Asearis-F&W gerettet wird

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und BovERis Interpretationen auch für die Cecidomyiden gelten können. Vergißt man aber einen Moment alle theoretischen Vorstellungen, die mit diesen Vorgängen verknüpft sind, so muß man zugeben, daß wenigstens vorläufig IvAHLES Beobachtungen dafür sprechen, daß die Quantität des ausgeschiedenen Chromatins recht verschieden ist. Sollte das aber wirk- lich zutreffen (bewiesen ist es selbstverständlich noch nicht), so müßten die von Boveri entwickelten Vorstellungen fallen, und die Vermutung läge nahe, daß zwischen den Eliminations- und Diminutionsvorgängen nicht nur große Analogie herrscht, sondern daß sie ihrer Natur nach ver- wandte, vielleicht identische Erscheinungen sind. Ich gestehe offen, daß ich lange Zeit davon überzeugt war und die Elimination als Diminution bezeichnet habe. Wenn ich davon vorläufig abgekommen bin, so geschah das deshalb, weil es 1. noch nicht sicher steht, daß bei Cecidomyiden die ausgestoßene Chromatinmenge variabel ist und 2., weil, wenn das auch der Fall sein sollte, doch noch große Verschiedenheiten vorhanden sind zwischen den in Frage stehenden Vorgängen bei Lepidopteren einerseits, Ascariden und Cecidomyiden anderseits. Die Hauptunterschiede wären die, daß im einen Fall in der Keimbahn diminuiert wird, im andern nicht, und daß die Diminution sich nur auf die Ovocytenchromosomen erstreckt im einen Fall, im andern auf beide Sortimente. Doch lägen wenigstens für den ersten Punkt (vielleicht auch für den zweiten ; vgl. die Bemerkung S. 240) Beobachtungen vor, die das verschiedene Verhalten verständlich machen könnten. Aber es soll den Tatsachen nicht weiter vorgegriffen werden. Vielleicht sind wir jetzt schon in unsern Vermutungen zu weit gegangen, durch die Analogie verleitet, die zwischen dem Ablauf des Di- minutions- und Eliminationsprozesses besteht. Vielleicht haben die ihrer Bedeutung nach miteinander nichts zu tun und verlaufen nur deshalb unter ähnlichem Bilde, weil möglicherweise in beiden Fällen der Kern vor dieselbe Aufgabe gestellt ist: Ein Quantum überflüssiges Chromatin auszustoßen, und er sie in gleicher Weise löst. Aus dem Gesagten aber ergibt sich, daß eine Nachuntersuchung der Cecidomyiden wichtige Folgen haben könnte.

W^elches ist nun die Bedeutung der Chromatinelimination? Wir wissen es nicht ! iVlles was wir unternehmen können, um eine Lösung dieser Frage anzubahnen, ist, nachzusehen in welcher Richtung die Be- deutung zu suchen ist. Aber auch da kommen wir nicht weit. Gleich die erste und wichtigste Frage, die wir entscheiden sollten, muß offen Ijleiben; nämlich die Frage: Eliminieren nur die Ovocytenclu-omosomen, oder tun das auch die Spermatocytenchromosomen? Es kann nur so viel gesagt werden, daß auf keinem Stadium der Spermatogenese etwas ent-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 251

deckt werden konnte, was sicher in Parallele hätte gebracht werden können zu der Elimination in der ersten Reifeteilung der Ovocyten. Man hätte etwa an ein Austreten von Chromidien während der Wachstunis- phasen denken können. Es gelang aber nicht, solche nachzuweisen. Da- mit ist aber natürlich nicht gesagt, daß nicht doch in versteckter, schwer nachweisbarer Form ein ähnlicher Vorgang sich vollzieht (vgl. die Be- merkung S. 240).

Wir haben früher festgestellt, daß sehr wahrscheinlich die Äqua- torialplatten der ersten Reifeteilung im Ei nicht die flu* die Ai't charak- teristischen Chromosomengrößen zeigen, vielmehr besitzen sie ein Plus an Chroinatin, das Eliminationschromatin, das in der Anaphase aus dem Kern ausgestoßen wird. Nun sind wohl in erster Linie folgende zwei Möglichkeiten zu erwägen:

1. Das Keimbläschen stößt Chromatin aus, das im Eiplasma eine wichtige Funktion zu übernehmen hat.

2. Es stößt Chromatin aus, das aus irgendeinem Grunde überflüssig ist. Spielt das Eliminationschromatin bei der beginnenden Embryonal-

entwicklung eine wichtige Rolle? Es liegt nahe, einen Versuch zu machen mit den Vorstellungen, welche Goldschmidt (04) in seiner Trophoclu-o- matinhypothese entwickelt hat, zu arbeiten. Nehmen wir an, daß wälirend der Eibildung ein Plus an Trophochromatin gebildet wird und daß in der ersten Reifeteilung nicht eine Scheidung von propagatorischem und somatischem Kern sich vollzieht, sondern einzig dieser Überschuß an Trophochi'omatin ausgestoßen wird. Er ist dazu bestimmt, bei der Be- meisterung der gewaltigen Dottermassen eine führende Rolle zu über- nehmen. Durch diesen Versuch wären die so auffälligen Eliminations- vorgänge unserm Verständnis außerordentlich nahe gebracht. Zudem würde er in bester Übereinstimmung stehen mit Angaben aus der em- bryologischen Literatur über Insekten, die besagen, daß aus Embryonal- kernen Chromatin austritt, sich zu einem bläschenförmigen Gebilde formt, zu einem Paracytoid (Heymons 95), das bei der Dotterverflüssigung eine wichtige Rolle spielt (vgl. auch bei Friederichs 06). Man könnte direkt die kleinen, kernartigen Gebilde, die wir bei fuUginosa vor- fanden, (Fig. 59, 61), und die sicher aus dem Eliminationskern hervor- gehen, als Paracytoide ansehen. Es muß aber gesagt werden, daß nor- malerweise der Eliminationskern spurlos verschwindet und direkt aus dem Eliminationschromatin sicher keine geformten Gebilde hervorgehen, daß die kleinen Chromatinbläschen von jxdiginosa eher die letzten Phasen des degenerierenden Eliminationschromatins sind. Sie konnten in späteren Stadien nie mehr angetroffen werden. Zudem ergeben sich

252 J. Seiler

noch andre, fast unüberwindliche Schwierigkeiten, die den Versuch, das Ehminationschromatin als Trophochromatin zu deuten, unwahrscheinlich machen. Von 100 Eiern mögen schätzungsweise 20 sehr viel Ehminations- chromatin enthalten, 40 ein mittleres Quantum, 25 wenig, 10 sehr wenig und endUch 5 garnichts. Ist das Ehminationschromatin Trophochromatin, und spielt es eine führende Rolle bei der Dotterbewältigung, so dürfte man erwarten, daß diese Unterschiede in der ersten EntAvicklung sich kund tun; etwa so, daß in Eiern ohne Eliminationsclu-omatin die Ent- wicklung überhaupt unmöglich ist, daß sie in denjenigen mit sehr wenig Ehminationschromatin sehr verlangsamt ist usw. Kun liegen aber Be- obachtungen, die in diesem Sinne zu verwenden wären, nicht vor. Aus gut befruchteten dispar-Gdegen schlüpfen wohl meist 100% Räupchen. Auch ließen sich im Entwicklungstempo keine Unterschiede feststellen, die den gewaltigen Unterschieden in der Quantität des Elim.inations- chromatins einigermaßen entsprechen könnten. Es erscheint uns somit als sehr wahrscheinlich, daß das ausgestoßene Chromatin bei der ersten Embryonalentwicklung entweder keine, oder doch nur eine unwesent- liche Eolle spielt. Die Bedeutung der Elimination ist in andi'er Richtung zu suchen.

Durch genaue Registrierung aller Beobachtungen während des Ver- laufes der Elimination kamen wir zum Schlüsse, daß die Elimination gleichsam von der vorhandenen Mitgift an Chromatin der Keimbläschen das zurückbehalten muß, w^as über ein normales, für die Art zukömmliches Mittel hinausgeht. Liegt vielleicht gerade in diesem regulatorischen Akt die Bedeutung der Eliminationsprozesse? Es scheint nicht unwahrschein- lich. Die Eizelle ist ja während ihres Riesen Wachstums in offener Kom- munikation mit den jSIährzellen. Die Massenverhältnisse zwischen Kern und Plasma müssen konstantem Wechsel unterworfen sein, weil fort- während neue Materialzufuhr stattfindet, die che Eizelle nicht überwachen kann. Einzelne Chromosomen wachsen unverhältnismäßig an. Es will scheinen, als ob ihr Wachstum ganz vom Zufall bestimmt würde. So ist leicht vorstellbar, daß nach dem definitiven Abschluß der Eizelle ein Ausgleich stattfinden muß. Den besorgt die Ehmination. Sie sorgt dafür, daß das normale Massenverhältnis zwischen Kern und Plasma wieder hergestellt wird, und da zweifellos für ein bestimmtes Plasma nicht nur ein bestimmtes Quantum Chromatin, sondern auch ganz be- stimmte Größenordnungen von Chromosomen charakteristisch sind, werden auch diese geregelt. Wir können ihre Bedeutung in die kurze Formel fassen : Durch die Elimination wird die Kernplasmarelation (Hertwig 03) in den reifenden Eiern re2;uliert.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 253

Das ist alles, was wir vorläufig über die Bedeutung dieser interessanten Vorgänge sagen können. Es will weiter nichts sein als eine Vermutung. Ob sie zutrifft, mag die zukünftige Forschung zeigen.

II. Die Reduktionsprobleme.

Schreiner schrieb 1906: »Die Zeit ist nicht fern, wo das ,Reduk- tionsprol3lem' vom morphologischen Gesichtspunkt aus als gelöst ange- sehen werden darf.« Inzwischen wurde viel diskutiert über die Re- duktionsfragen, und, wie es scheint, hat man sich nun müde gestritten. Wesentlich weiter aber sind wir nicht. Die neuen Beobachtungen brachten wenig vorwärts. Einzig sind aus der Geschlechtschromosomenforschung einige wichtige Streiflichter auf die Reduktionsfragen gefallen. Es zeigte sich nämlich, daß unpaare Geschlechtscliromosomen (Pro^ewor-Typus) ausnahmslos nur in einer Reifeteilung geteilt werden, in der andern wandern sie ungeteilt an einen Spindelpol. Sind dagegen paarige Ge- schlechtschromosomen vorhanden (Lygaeus-TYinis), so werden diese in beiden Reifeteilungen geteilt; in der einen werden die ungleichen Paar- linge, das x-Chromosom vom y-Chromosom getrennt, in der andern werden die nun Univalenten Chromosomen halbiert. Da zudem die xy-Chromo- somen durch die ganze Wachstumsperiode bis in die Reifeteilungen leicht verfolgt werden können, oft konjugieren sie ja erst sehr spät und legen sich nur lose aneinander, so steht für die Geschlechtschromosomen die Existenz einer Reduktionsteilung sicher. Dasselbe gilt auch für die m-Chromosomen. Für die Autosomen dagegen liegt ein vollgültiger Beweis noch nicht vor, und es ist wenig Hoffnung, daß je ein Idealobjekt gefunden wird, dessen Chromosomenindividuen von der Vermehrungs- periode an lückenlos verfolgt werden können durch die Phasen, wo die Paarung sich vollzieht und von da weiter durch die Wachstumsperioden und Tetradenstadien bis zu der Reifeteilung, die die Paarlinge wieder voneinander trennt.

Deshalb hat man sich auf neue Untersuchungsniethoden besonnen und es sind in letzter Zeit wiederholt aussichtsreiche Wege begangen worden, so von Federley in seiner Pygaera-Axheit, die möglicherweise zum Ziele, zum mindesten sicher einen tüchtigen Schritt vorwärts führen werden. Federley verglich das Verhalten der Chromosomen in den Keimzellen der P?/öf«era-Bastarde mit dem Verhalten in den Keimzellen der Elternformen. Dabei zeigte sich, daß die ersten Abweichungen im Bastard in den jungen Spermatocyten auftreten. »Sie scheinen kein Sjrnapsisstadium durchzumachen, denn in meinen Präparaten habe ich vergeblich nach der Synapsis gesucht. Ich erwähne diesen negativen

254 J. Seiler

Befund, obgleich er an und für sich nichts beweist. ... Bei der voll- ständig rätselhaften Natur der Synapsis schien mir dieser Umstand der Erwähnung wert, obgleich er selbstverständlich nicht beweisend für den Ausfall der Synapsis bei den P^^ßera-Bastarden ist« (S. 36). Nun haben wir nachgewiesen, daß in der Synizesis (= Synapsis von Federley) die Pseudoreduktion sich vollzieht, sowohl in der Ovogenese, als auch in der Spermatogenese und übereinstimmend bei fidiginosa, dispar und jafonica. Federley hat nun noch den experimentellen Beweis für unsre Angaben erbracht, denn in seineu Bastarden unterbheb die Pseudoreduktion; in den Reifeteilungen ist die diploide Chromosomenzahl vorhanden. "Warum Federley die Synizesis nicht finden konnte, wird klar sein. Sie führt eben die Pseudoreduktion durch und ihre rätselhafte Natur dürfte damit w^enigstens teilweise entschleiert sein. Nun wäre allerdings denkbar, daß in Bastarden ohne Pseudoreduktion doch eine Synizesis auftreten könnte. In diesem Fall hätten wir anzunehmen, daß die Chi'omosomen gleichsam eine Anstrengung machen zur Durchführung einer Pseudoreduktion, daß aber eine Affinität zwischen den elterlichen Chromosomen nicht vorhanden ist und die Vereinigung ausbleibt.

Wir haben früher die unbemesene Annahme getroffen, daß in den diploiden Kernen ein doppeltes Chi'omosomensortiment vorhanden ist. Das kann für eine Art natürlich nur dann konstant sein, wenn zugleich die weiteren Hilfsannahmen getroffen werden, daß während der Synizesis immer je ein väterliches und ein mütterliches Chromosom der gleichen Qualität sich zu einem Paar vereinigen und diese homologen Paarlinge in einer von den beiden Reifeteilungen wieder voneinander getrennt w^erden. Trotzdem nach unsren heutigen Kenntnissen wohl kaum an der Richtigkeit der Hypothese Montgoinierys von der Konjugation homologer väterlicher und mütterlicher Chi'omosomen, die durch viele Beobachtungen gut fundiert ist, gezweifelt werden kann, muß doch zu- gegeben werden, daß speziell für die Lepidopteren noch keine Beobach- tungen vorhegen, die beweisend wären. Doch fehlt es nicht an Beobach- tungen, die es sehr wahrscheinUch machen, daß sie auch fiü- die Lepidop- teren Gültigkeit hat. Federley hat die wichtigste erbracht. Durch Ki'euzung eines Bastardmännchens Pygaera anachoreta x P. curtula, dessen Spermatozoen 30 anachoreta- und 29 cwr^w?a-Chromosomen be- sitzen, mit einem «wac/wreto- Weibchen, welches 30 Chromosomen hat, erhält man einen sekundären Bastard, der in seinen Spermatocyten 59 Chromosomen aufweist. Darunter verrät an ihrer Größe etwa die Hälfte ihre Bivalenz, die andern, kleineren, sind Univalent. Zweifellos haben die 30 awrtcAoreto-Chi-omosomen des Bastardvaters mit den 30 ana-

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 255

choreta-ChxomosomQn der Bastardmiitter konjugiert, während die 29 mrtula- Chromosomen Univalent geblieben sind. Da im primären Bastard keine Chromosomenkonjugation stattfindet, ist erwiesen, daß die Pseudo- reduktion in der Vereinigung je eines väterlichen mit einem mütterlichen Chromosom besteht und keine Konjugation zwischen den einzelnen Individuen eines einfachen Sortimentes erfolgen kann. Genau denselben Beweis hat bekanntlich Rosenberg (05, 09) mit seinen Drosera-Bastarden erbracht. Damit ist die Hypothese Montgojmerys schon halbwegs be- wiesen. Wenn Federley aber glaubt, einen vollen Beweis erbracht zu haben, so muß er sich wohl täuschen. Es bleibt noch zu zeigen, daß nur homologe Chromosomen miteinander konjugieren; also das Chromosom a des väterlichen Sortiments nur mit dem Chromosom a des mütterlichen Sortiments, oder das auffällig kleine Chromosom h der väterlichen Gar- nitur nur mit dem eben so kleinen Chromosom h der mütterlichen. Da- mit ist ein Weg angedeutet, auf dem wir in unserm Beweis einen Schiitt weiter kommen. Hier kann ich mit meinen eignen Beobachtungen ein- setzen. Sprechen sie dafür, daß nur gleich große Chromosomen konju- gieren? Ist das der Fall, so können wir zuversichtlich die weitere Hilfs- annahme treffen, die auf morphologischem Wege nicht beweisbar ist, daß diese gleich großen Paarlinge auch der Qualität nach gleich sind. Am überzeugendsten wäre unser Beweis wohl dann, wenn es gehngen würde, die Chromosomen der diploiden Kerne in Paare von steigender Größe anzuordnen, wie es z. B. bei Brachjstola von Sutton (02) und bei Änasci von W^ilson (06) gemacht wurde. Leider aber ist das bei den von mir untersuchten Schmetterlingen unmöglich, weil die diploide Chro- mosomenzahl viel zu groß ist. Der Beweis wäre aber auch dann voll- gültig, wenn es gelingen sollte zu zeigen, daß in den Spermatocyten und Ovocyten einer Ai't immer dieselben Größenordnungen von Chromo- somen vorhanden sind. Diesen Beweis glaube ich im speziellen Teil meiner Arbeit sowohl für fuliginosa als auch für dispar und japonica er- bracht zu haben. Man mag von all diesen Formen Spermatocyten- äquatorialplatten der ersten und zweiten Reifeteilung untersuchen so viel man will, immer wieder erscheinen die typischen Chromosomengrößen. Oder vergleicht man im Ei von verschiedenen Individuen einer Art die Tochterplattenchromosomen der ersten Reifeteilung und die Äquatorial- plattenchromosomen der zweiten Reifeteilung, so gelangt man zum selben Resultat. Auch konnte auf Seitenansichten von Spindeln der ersten und zweiten Reifeteilung nie eine Ungleichheit der Chromosomenhälften nach- gewiesen werden, mit Ausnahme natürlich des Geschlechtschromosomen- paares von fuliginosa.

Archiv f. ZellforscliUHg. XIII. 17

256 J. Seiler

Wenn es gestattet ist, die Ergebnisse Federleys auf die von mir untersuchten Schmetterlinge zu übertragen, so dürfte, zusammen mit den mitgeteilten Beobachtungen an dispar, japonica und fuUginosa, ein Annäherungsbeweis für die Richtigkeit der Hypothese Moxtgomerys erbracht sein.

Zudem gelang es uns zu zeigen, daß eine von den beiden Reifeteilungen Reduktionsteilung sein muß. Die entscheidenden Beobachtungen für die Ovogenese sind die folgenden: 1. Es findet Parallelkonjugation statt; 2. beide Reifeteilungen sind Längsteilungen ; 3. sie stehen senkrecht auf- einander. — Die beiden letzten Beobachtungen können nicht bezweifelt werden. Es Ueße sich höchstens darüber streiten, ob Parallelkonjugation stattfindet oder nicht. Wer jedoch die Beobachtungen, die uns zu dieser Annahme geführt haben, unvoreingenommen prüft, kann kaum einen andern Entscheid fällen. Ein einziger Punkt läge vor, der im Sinne einer end-to-end-Konjugation ausgenutzt werden könnte. Das ist die Existenz der Querkerbe an den Reifungschromosomen im Ei. Diese könnte die Verklebungsstelle der end-to-end vereinigten Chro- mosomen sein.

Nun sind in der Literatur wiederholt ganz analoge Angaben auf- getaucht. Ich will nur eine heranziehen und zwar die, welche immer wieder ins Feld geführt wird, wenn es gilt, gegen die Reduktion vorzu- gehen. Es sind die Angaben Haeckers und einiger Schüler über die Eireifung der Copepoden. Wie die Lepidopteren, so besitzen auch diese als Ausgangspunkt für die Reifeteilungen eine Ditetrade. Auch hier sind beide Reifeteilungen Längsteilungen. Nach der Querkerbe wird nicht geteilt. Deshalb erscheint diese wieder in den ersten Furchungsstadien und verschwindet, wie bei Lepidopteren bald früher, bald später während der Embryonalentwicklung. Nach Haecker spricht nun die unverkenn- bare Querkerbe mit Entschiedenheit für eine end-to-end-Konjugation. Damit ist die Anwesenheit der Querkerbe verständlich gemacht. Es gelang aber weder Haecker noch seinen Schülern, auch nur eine Beob- achtungstatsache zu erbringen, die diese Annahme aus dem Zustand einer bloßen Vermutung herausheben würde. Nicht einmal das Stadium, auf welchem die Pseudoreduktion durchgeführt wird, konnte ermittelt werden. Auch vertraten Lerat (05) und Chambers (12) für dieselben Copepoden Parallelkonjugation [die Copepodenliteratur siehe bei Mat- scher (10), dazu kommt noch Chambers (1912), "Egg Maturation Chro- mosomes and Spermatogenesis in Cyclops", Univ. of Toronto studies]. Ebensowenig ließen sich bei Lepidopteren Beobachtungstatsachen er- bringen, die für eine end-to-end Konjugation sprechen würden. Diese

Das Verhalten der Geschlechtschromosoraen bei Lepiclopteren. 257

Annahme bleil3t für beide Gruppen eine rein willkürliche. Sehen wir nun zu, was sie für Folgen hat.

Es ist ohne weiteres klar, daß, wenn end-to-end-Konjugation statt- gefunden hat, beide Reifeteilungen Äquationsteilungen sein müssen und somit alle reifen Eier den vollen elterlichen Chromosomenbestand erhalten. Der liegt aber vor in Form von neuen Einheiten. Hat in der Synapsis das väterliche Chromosom a^ mit dem mütterlichen Chromosom »2 sich vereinigt, so besitzt an ihrer Stelle jedes reife Ei das neue Chromosom

^ ^ , — — . Die Chromosomenindividuen sind demnach von Generation 4

zu Generation verschieden ; die Individualitätshypothese müssen wir auf- geben und, halten wir an der idioplasmatischen Natur der Chromosomen fest, so verstricken wir uns in eine Fülle von unlöslichen Widersprüchen, wenn \m versuchen, die Vererbungserscheinungen cytologisch zu inter- pretieren. Haecker (10) versucht zwar, auch ohne reduktionelle Ver- teilung der Chromosomen eine Anlagenspaltung cytologisch verständlich zu machen. Sein Versuch ist jedoch nicht überzeugend und zudem höchst überflüssig, denn wir sind in all diese Widersprüche einzig durch die willkiü-liche Annahme verstrickt worden, daß end-to-end-Konjugation stattfindet. Wenn wir sie ohne Zögern fallen lassen, so geschieht das aber nicht nur dieser Widersprüche wegen, vielmehr hauptsächlich deshalb,, weil es für die Schmetterlinge ohne Zwang gelingt, eine Deutung für die Querkerbe, die allein zur Annahme von end-to-end-Konjugation geführt hat, zu finden, die befriedigt und zweifellos auch anwendbar ist auf die Copepoden.

Bei fuli-ginosa besitzen nicht nur die Autosomen Querkerben, sondern auch die Geschlechtschromosomen. Bei diesen aber kann man über die Bedeutung der Querkerben keinen Moment im Zweifel sein. Sie deuten die Grenzen der verschiedenen Elemente an, die sich in den Geschlechtschromosomen vereinigt haben. Diese sind »Sammelchromo- sonien« und bestehen, wie das die gelegentliche Aufsplitterung zeigt, im männlichen Geschlecht aus je vier Teilstücken, im weiblichen das x- Chi'omosom aus vier Teilstücken, das y-Chromosom sehr wahrscheinlich aus drei. Dementsprechend sind an den x-Chromosomen ch-ei Querkerbeii wahrnehmbar. Es ist vollständig ausgeschlossen, daß man hier die Quer- kerben mit der Konjugation in Zusammenhang bringen kann. Auch beweist der direkte Augenschein, wenn es noch eines weiteren Beweises bedarf, daß keine end-to-end-Konjugation stattgefunden haben kann, sonst müßten die Geschlechtschromosomeri sieben oder acht Segmente aufweisen; sie besitzen aber immer nur vier.

17*

258 J. Seiler

Nun ist die Autosomenquerkerbe zweifellos identisch den Quer- kerben der Geschlechtschi'omosonien, denn sie tauchen alle miteinander zur selben Zeit auf (vgl. die Nährzellentetraden S. 211), sind während der Reifeteilung im Ei am deutlichsten erkennbar, treten im männlichen Geschlecht entweder gar nicht in Erscheinung {dispar, japonica), oder nur vorübergehend (fuliginosa), sind aber immer in beiden Sortimenten der Furchungskerne vorhanden und verschwinden bald früher, bald später während der Embryonalentwicklung. In den Spermatogonien von fuliginosa (Textfig. 8 e) sind sie weder an den Geschlechtschromosomen noch Autosomen erkennbar.

Offenbar sind nicht nur die Geschlechtschromosomen «mehrwertig«, sondern auch die Autosomen. Diese sind bei allen untersuchten Formen »zweiwertig« (wenigstens die Großzahl derselben). Warum diese Mehr- wertigkeit nur auf gewissen Stadien in Erscheinung tritt und selbst hier nur recht unregelmäßig (nach Braun [09] ist sie an Wintereiern von Cyclojjs schwer, an Sommereiern leicht erkennbar), kann ebenso wenig erklärt werden, wie die Tatsache, daß bei gewissen Tiergruppen (z, B. Hymeno- pteren) Chromosomenkoppelungen oder Aufsphtterungin kleinere Elemente nur auf ganz bestimmten Stadien erfolgt und die Individuen ein und der- selben x\i-t sich oft verschieden verhalten können. Zweifellos stehen diese Erscheinungen in engem Zusammenhang. Man kann das Erscheinen der Querkerbe auffassen als das Auftreten einer Tendenz zur Chromosomen- aufsplitterung, die jedoch nicht durchgeführt wird, höchstens gelegentlich bei den Geschlechtschromosomen von fuliginosa, möglicherweise aber auch in Ausnahmefällen auf die Autosomen sich erstrecken kann. So besitze ich einen Embryo von dispar auf einem frühen Furchungs- stadium mit sicher mehr wie 100 Chromosomen in seinen Äquatorial- platten; vermutlich sind zweimal die diploide Zahl, also 124 vorhanden.

Nun blieben noch die Fragen zu diskutieren: deutet das Auftreten der Querkerben darauf hin, daß eine Aufsplitterung der Chromosomen angebahnt wird, daß diese Schmetterlinge im Übergang begriffen sind von niederer Chromosomenzahl zu höherer? Oder, sind die Querkerben die letzten Anzeichen dafür, daß ein Prozeß in umgekehrter Richtung sich vollzogen hat? Da bei monacha genau dieselben Fragen auftauchen werden, soll mit der Beantwortung abgewartet werden, bis über diese Form berichtet wird.

III. Die Geschlechtschromosomenhypothese.

Vergleicht man die Resultate der cytologischen und experimentellen Erblichkeitsforschung miteinander, so zeigt sich, «daß die Ergebnisse

Das Verhalten der Geschlechtschi-omosomen bei Lepidoptereii. 259

über die Geschichte des Chromatins genau das darbieten, was die Mexdel- schen Tatsachen von den hypothetischen Anlageträgern fordern a (Boveri). Diese Erkenntnis scheint sich, trotz des Heeres von Zweiflern, allmählich Bahn zu brechen. Sie w^ar ein gewaltiger Stimulus für das cytologische Arbeiten, beeinflußte aber auch nicht minder günstig die experimentelle Richtung, Alle neueren Ei'gebnisse fügten sich harmonisch in das ge- meinsame Bild ; seine bestimmenden, großen Linien liegen zweifellos heute sicher. Der jüngste Sieg auf diesem Gebiete, den wir Goldschmidt und Morgan verdanken, ist eine mendelistische Interpretation der Geschlechts- vererbung, die sich sowohl mit den Tatsachen der experimentellen For- schung, als mit denjenigen der Clu-omosomenlehre verträgt.

Die GoLDSCHMiDTSche Beweisführung, die von seinen Kreuzungs- ergebnissen bei Schmetterlingen ausgeht, ruhte auf der Annahme, welche scheinbar im Gegensatz stand zu allen damaligen Kenntnissen über das Vorkommen von Geschlechtschromosomen, daß bei Lepidopteren das weibhche Geschlecht heterogametisch ist. Wie ich in der Einleitung ausgeführt habe, war es meine Aufgabe, diese Annahme auf ihre Richtig- keit zu prüfen. Die Probe ist positiv ausgefallen, und zwar zugunsten Goldschmidts. Das weibliche Geschlecht der Schmetterlinge ist tat- sächlich heterogametisch. Das konnte vorläufig für eine Form, Phragma- tohia fidiginosa, sicher nachgewiesen werden. Damit ist zugleich der erste sichere Nachweis von Heterogametie im weiblichen Geschlecht erbracht.!)

1) JoHANNSEN bezweifelt in der IL Aufl. seiner »Elemente der exakten Erblich- keitslehre« (13) meine Angaben: »bis jetzt sind niu- in einer Gruppe (Seeigeln) die Weib- chen als sicher heterogametisch, die Mäimchen als homogametisch gefimden. So angeb- lich bei gewissen Schmetterhngen; nach Seiler. Bei vielen Tieren — so gerade auch bei Abraxas nach Doxcaster, was nicht gut mit Seilee stimmt — sowie bei den Pflanzen lassen sich aber keine solchen Unterschiede nachweisen« (S. 602). Zu der »Begründimg« der Zweifel kann folgendes gesagt werden: 1.) Ob Abraxas ein Geschlechtsdu-omosom hat oder nicht, ist vollständig belanglos für die Verhältnisse von Fuligmosa. Das wird jedermann zugeben, der die Geschlechtschromosomenliteratur auch nur ganz ober- flächhch kennt. Und zudem 2.) ob Abraocas im weibHchen Geschlecht digametisch ist oder nicht, wissen wir nicht. Doxcaster hat gezeigt, daß wahrscheinlich keine X- Chromosomen vorhanden sind. Weiter gehen seine Befmide nicht. Neuerdings berichtet er übrigens ganz kurz, daß in gewissen Rassen von Abraxas das Männchen 56 Chromo- somen besitzt, das Weibehen 55, daß letzteres zweierlei Eier bildet, solche mit 28 Chro- mosomen und solche mit 27 (Chromosomes, Heredity and Sex. "The Quarterly Jom-n. of Microsc. Science". Vol. LIX. Febr. 1914). — Im übrigen wird bekamit sein, daß Baltzer(13) seine früheren Angaben (09) über Heterogametie im weibUchen Geschlecht einiger Echiniden korrigiert hat und sich Tennent (11, 12) anschließt, der für die See- igel Digametie im männlichen Geschlecht nachwies.

260 J. Seiler

Nun war es natürlich eine brennende Frage zu erfahren, was bei parthenogenetischer Entwicldung von SchmetterUngseiern entstehen würde. Da bis in die neueste Zeit Anga])en über Entwicklung unbe- fruchteter Eier auftauchten, war Hoffnung vorhanden, sie zu lösen. Interessant für uns ist, daß übereinstimmend gemeldet wird, daß bei Parthenogenese Männchen und Weibchen entstehen, also gerade das, was wir theoretisch erwarten müssen, wenn die neuen Geschlechtsformeln (GoLDSCHMiDT-CoRRENS [13] S. 120 u. folg., Vgl. auch die instruktiven Schemata S. 121/122) stimmen. Mein Versuch, auch in dieser Frage einen Entscheid herbeizuführen, mißlang, wie ich schon mitgeteilt habe. In den 110 unbefruchteten dispar-Gelegen, die ich besaß, fand keine parthenogenetische Entwicklung statt. Nun galt gerade dispar als Form, die unbefruchtet sich entwickeln kann! Ich zweifle deshalb an dieser und analogen Angaben. Doch soll die Frage weiter verfolgt werden. Hoffenthch wird sie auch von andrer Seite in Angriff genommen.

Es seien schUeßlich noch die Beobachtungen über die Geschlechts- chromosomen von fnliginosa, die in bester Harmonie stehen zu der McCLUNG-WiLSONscheu Geschlechtschromosomenhypothese, durchgesehen im Hinljlick auf die lüitik, die diese Hypothese in der letzten Zeit erfahren hat. Dabei wollen wir uns beschränken auf die Einwände, die das Tat- sachenmaterial, das ihr zugrunde liegt, bezweifeln.

Die kleine Gruppe von Cytologen, die an der Zuverlässigkeit der morphologischen Basis der McClung- Wilsons chen Hypothese zweifeln, schart sich um den Namen Gross. Letzterer schreibt in seiner umfang- reichen Kritik (12): »Geleitet von einigen Gesichtspunkten, die ich bei der Untersuchung von Sijromastes und PyrrJiocoris gewonnen hatte, habe ich aus dem Studium der Literatur den Eindruck erhalten, daß die schein- bar so sichere cytologische Basis von Wilsons Theorie höchst unzu- verlässig ist. Ja, man kann mit gutem Grunde sagen, sie existiert eigent- lich gar nicht.« Die entscheidenden Beobachtungen von Gross und die leitenden Gesichtspunkte sind kurz die folgenden : Es werden zweierlei Spermatozoon gebildet, solche mit Heterochromosom und solche ohne dasselbe. Die Clu-omosomenzahl in den männlichen und weiblichen Keim- zellen ist gleich. Deshalb folgt gebieterisch, daß nur eine Sorte von Spermatozoen befruchten kann, und das ist die niit dem Heterochromo- som. Die andi-e Hälfte geht zugrunde. Nun verkleben im männÜchen Organismus während der Synapsis zwei Chromosomen zum bivalenten, nur scheinbar Univalenten Heterochromosom. Das wiixl inaktiviert, bleibt durch die ganze Wachstumsperiode kompakt, wächst nicht heran wie die übrigen Chromosomen und wird nur in einer Reifeteilung geteilt.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 261

So entstehen ^Yieder zweierlei Spermatozoen. Im weiblichen Organismus verhält sich das früher bivalente Heterocliromosom wie ein gewöhnliches univalentes Autosom. Ich habe schon mitgeteilt, daß Wilson die Be- funde von Gross an Syromastes nicht bestätigen konnte und gerade in dem wesentlichsten Punkte nicht. Nach Wilson besitzen die Ovogonien eine größere Chromosomenzahl als die Spermatogonien, und zwar gerade die, welche nach der Theorie Wilsons vorhanden sein muß. Gross erklärt (12), gestützt auf seine alten Beobachtungen, die Resultate Wil- sons als falsch und verallgemeinert seine Ergebnisse, geleitet von den an Syromastes gewonnenen Gesichtspunkten, auf die ganze Klasse der Insekten. Nun aber war in so und sovielen Fällen nachgewiesen worden, daß da, wo ein Heterochromosom vorhanden ist, die Chromosomenzahl in den Spermatogonien um eins kleiner ist, als die der Ovogonien. Diese Beobachtungen sind nach Gross entweder falsch, wie diejenigen von Wilson, oder sie sind einfach so zu erklären, daß eben in diesen Fälleil die Verklel)ung des Chromosomenpaares zum Heterochromosom schon in den Spermatogonien sich vollzogen hat. Damit steht in bester Übereinstimmung, daß in den Spermatogonien von Hydrometra nach Wilke das x-Element auffällig groß ist. Die andern Fälle, wo diese letztere Tatsache nicht zutrifft, übergeht Gross.

Nun hatte Morrill (10) das experimentum crucis für die Zuver- lässigkeit der morphologischen Basis der McCLUNG-WiLSONSchen Ge- schlechtschromosomenhypothese ausgeführt. Er untersuchte die Ei- reifung, Befruchtung und Furchung von vier Wanzen, die x-Chromo- somen besitzen und stellte fest, daß nur eine Sorte von Eiern gebildet wird. Sie besitzen, ein Chromosomensortiment, das genau dem der weil)- chenbestimmenden Spermatozoen gleicht. Nach der Befruchtung zeigt sich nun, daß zweierlei Embryonen vorhanden sind. So besitzt z. B. Arcliimerus aUernatus solche mit 15 Chromosomen — genau dieselbe Zahl, die man in den Spermatogonien antrifft — und solche mit 16 — dieselbe Chromosomenzahl, die die Ovogonien aufweisen. Damit ist che Ange- legenheit ja eigentlich entschieden. Gross allerdings wendet ein, daß in diesem Fall noch nicht erwiesen sei, daß die Embryonen mit 15 Chro- mosomen wirklich zu Männchen, und die mit 16 Chi'omosomen wirklich zu Weibchen sich entwickeln. — Man wird bei all dem an den Satz er- innert: — die Tatsachen stimmen nicht mit der Theorie überein: — Um so schlimmer für die Tatsachen ! —

Nun ist zum Glück in Ancyraccmtlius cystidicola schon 1911 von MuLSow ein Idealobjekt gefunden worden, an dem man handgreifhch demonstrieren kann, daß eine cytologische Basis für die Geschlechts-

262 J. Seiler

chromosomenliypothese von Gross nicht existiert. Bei ÄncyracantJms bleiben die Chromosomen im Spermatozoon immer sichtbar, und es geUngt, direkt nachzuweisen, daß beide Sorten von Spermatozoen ins Ei ein- dringen und befruchten und daß dementsprechend, in bezug auf ihren Chromosomenbestand, zweierlei Embryonen resultieren.

Vollkommen hilflos war Gross mit seiner Hypothese den Idiochromo- somen (xy-Typus) gegenüber. Am wahrscheinlichsten scheint ihm, daß auch hier nur die eine Hälfte der Spermatozoen funktionsfähig ist. Über- tragen wir das auf die Verhältnisse bei Lepidopteren, so müßte hier nur eine Sorte von Eiern, und zwar die mit dem x-Chromosom sich entwickeln, die andre Hälfte zugrunde gehen. Davon kann aber keine Rede sein. Das kann direkt und indirekt gezeigt werden.

Nun soll nicht verkannt werden, daß die Ivritik von Gross nicht durchweg unbrauchbar ist. Sie hat vor allem gezeigt, wie erschrecklich und beschämend wenig wir das Verhalten der Geschlechtsclu-omosomen im monogameten Geschlecht kennen. Nicht einmal das Verhalten im digameten ist uns befriedigend bekannt. Bei der Großzahl der Formen, bei denen Geschlechtschromosomen nachgewiesen wurden, begnügten sich die Autoren, die Spermatocytenteilungen zu verfolgen. Höchstens geben sie noch irgend ein Stadium der Wachstumsperiode wieder und weisen darauf hin, daß der vorhandene Nucleolus zweifellos als kom- paktes Geschlechtschromosom anzusehen sei ! Der Vorwurf trifft nament- lich amerikanische Autoren.

Trotz dieser wichtigen Lücken in unsern Kenntnissen kann aber gesagt werden, daß so viel heute feststeht, daß an der Zuverlässigkeit der morphologischen Basis der McCLUNG-WiLSONSchen Geschlechts- chromosomenhypothese nicht mehr gezweifelt werden kann. Zweifeln kann man einzig noch über die verschiedene Bedeutung, die man den Geschlechtschromosomen zugeschrieben hat. Darüber wissen wir vor- läufig noch nichts Sicheres. Hier ist noch ein reiches und dankbares Arbeitsfeld für zukünftige Forschung offen.

Das Verhalten der Geschlechtschromosoraen bei Lepidopteren. 263

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Tafelerklärung.

SämtUche Figuren wurden mit einem Zeiss Apochr. 2 mm, n. A. 1,4 unter Be- nutzung eines AßBEschen Zeichenapparates entworfen, das Zeichenblatt 12,5 cm unter dem Objekttisch. Die Tubuslänge ist in Fig. 1 — 61 gleich 160 mm, in Fig. 62 — 71 nur 140 mm. Die benutzten Ocvüare sind bei jeder Figur oder Tafel besonders angegeben. — Die Dotterkugeln sind überall nur schematisch angegeben; meist sind sie plasmatisch gefärbt, nur gelegenthch mit Eisenhämatoxylin. Wenn die Bilder aus zwei Schnitten kombiniert sind, ist es besonders angegeben.

Tafel V.

Alle Figuren beziehen sich auf die Eireifung von Phragmafohia fuliginosa.

Fig. 1. Metaphase der ersten Reifeteilung. Die Spindel steht parallel zur Eiober- fläche. Oc. 6.

Fig. 2. Äquatorialplatte der ersten Reifeteilung. Oc. 6.

Fig. 3. Frühe Anaphase. Elimination im Gange. Die Spindel steht parallel zur Eioberfläche. Oc. 6.

Fig. 4. Anaphase der ersten Reifeteilung. Einige Chromosomen geben noch Eliminationschromatin ab. Oc. 6.

Fig. 5. Telophase der zweiten Reifeteilung im Richtungskörper. Vielleicht mit Eliminationschromosomen. Oc. 6.

Fig. 6. Anaphase der ersten Reifeteilung mit wenig Eliminationschromatin. Oc. G.

Fig. 7. Anaphase der ersten Reifeteilung. Ehmination noch nicht vollendet. Oc. 6.

Fig. 8. Interkinese. Sehr wenig Ehminationschromatin. Oc. 6.

Fig. 9. Späte xAnaphase der ersten Reifeteüung. Von der inneren Spindelhälfte ist nur wenig auf diesem Schnitt. Oc. 6.

Fig. 10. Interkinese, wähi-end der Bindung, im Richtungskörper. Oc. 8.

Fig. 11. Interkinese, während der Bindung, im weiblichen Pronucleus. Oc. 8.

Fig. 12. Interkinese mit verspäteter Abgabe von EHminationschi'omatin. Oc. 6.

Fig. 13. Anaphase der zweiten Reifeteilung. Äußere Spindel, Ehminationskei:n und innere Spindel sind je auf einem Schnitt. Oc. 6.

Fig. 14. Zweite Reifeteilung, innere Spindel in Telophase, die äußere in der späten Anaphase, vielleicht mit Eliminationschromosomen. Aus zwei Schnitten. Oc. 6.

Fig. 15. Übergang von Interkinese zur Prophase der zweiten Reifeteilung. Oc. 4.

Tafel VI.

Die Fig. 16, 17, 24, 28, 29, 36, 38, 41 beziehen sich auf Orgyia aniiqua, Fig. 20 auf Lyniantria monacfia; alle übrigen auf L. dispar. Fig. 17 ist mit Oc. 8, alle andern mit Oc. 6 gezeichnet.

Fig. 16. Prophase ziu: ersten Reifeteilung. Die Konturen des Keimbläschens sind noch deuthch zu erkennen. Die Chromosomen stehen in der Äquatorialebene und sind schon geteilt.

268 J. Seiler

Fig. 17. Prophase zur ersten Reifeteilimg. Polansiclit. CIrromosomen noch in schleif eniörmigen Verbänden. Die Umrisse des Keimbläschens noch erkeimbar.

Fig. 18. Beginn der Anaphase der ersten Reifeteilung.

Fig. 19 — 22, 24. Aufeinanderfolgende Stadien des Eliminationsvorganges.

Fig. 23. Endstadium der Elimination.

Fig. 25. Anaphase mit zweiteihgen Eliminationsclu-omosomen.

Fig. 26. Anaphase; das Eliminationschromatin ist zusammengeflossen.

Fig. 27, 28. Anaphase.

Fig. 29. Anaphase, Spindel schief angeschnitten.

Fig. 30 — 32. Späte Anaphasen der ersten Reifeteilung, mit wenigen oder ohne Eliminationsclu-omosomen.

Fig. 33. Interkinese.

Fig. 34. Metaphase der zweiten Reifeteilung.

Fig. 35. Anaphase der zweiten Reifeteilung.

Fig. 36. Prophase zur zweiten Reifeteilung.

Fig. 37. Äquatorialplatte der zweiten Reifeteilung.

Fig. 38. Zweite Reifeteilung, äußere Spindel in Metaphase, innere in Anaphase mit einigen Eliniinationschi-omosomen.

Fig. 39. Telophase der zweiten Reifeteilung mit Ehminationskern.

Fig. 40. Beginn der Interkinese.

Fig. 41. Das EHminationschromatin in Teilung.

Tafel VII.

Die Fig. 43—61 sind mit Oc. 6, Fig. 42 mit Oc. 4, Fig. 62—71 mit Oc. 18 (Tubus 140 mm) gezeichnet.

Fig. 42. Vier Spermatozoen im Keimhautblastem von L. dispar zu Beginn der Anaphase. Drei davon degenerieren.

Fig. 43. Spermatozoon mit Centriol und Strahlung von fuliginosa.

Fig. 44. Beginn der Kontraktion des Spermatozoons mit Spermaplasma, während der späteren Anaphase von dispar.

Fig. 45. Auftreten der Spiralstruktur der Spermatozoen während der Inter- kinese von dispar.

Fig. 46. Letztes Stadium der Kontraktion der Spermatozoen. Metaphase der zweiten Reifeteilung.

Fig. 47, 48. Vorzeitige Auflockerung des Chromatins im Spermatozoon von L. monacJia. Metaphase der zweiten Reifeteilung.

Fig. 49. Dasselbe von fuliginosa.

Fig. 50. Auflockerung des Chromatins im Spermatozoon in der Telophase der zweiten Reifeteilung von dispar.

Fig. 51. Männlicher Vorkern mit Spermatoplasma und den sich auflösenden Dotterkugeln von dispar. Aus demselben Ei wie Fig. 39.

Fig. 52. Männlicher Vorkern auf vorgerückterem Stadium von dispar.

Fig. 53 — 55. Aufeinanderfolgende Stadien des Auftauchens der Chromosomen vor der Kopulation der Vorkerne von fuliginosa. In Fig. 53 imd 54 sind beide Vor- kerne nebeneinander. In Fig. 55 liegt der eine fast ganz unter dem andern und wvurde deshalb der Deutlichkeit wegen weggelassen.

Fig. 56. Vorkerne unmittelbar vor der Kopulation von fuliginosa.

Fig. 57. Prophase zm- zweiten Furchenteilung von L. dispar.

Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. 269»

Fig. 58. Anftauchen der Chromosomen in den Richtmigskörpern von fuliginosa. Aus demselben Ei wie Fig. 54.

Fig. 59. Die letzten Reste des EHminationschromatins im Richtungsplasma von fuliginosa wähi'end der Telophase der ersten Furchungsteilung.

Fig. 60. ]\IehrpoIige Spindel des Richtungskopulationskernes von fuliginosa zur Zeit der Metaphase der ersten Furchungsteilung.

Fig. 61. Richtungskopulationskern von fuliginosa mit den letzten Resten des EHminationschromatins nach der Telophase der ersten Furchungsteilung.

Fig. 62. Ovocyte von fuliginosa wälu'end der Synizesis.

Fig. 63. Nährzelle von fuliginosa vor dem Kompaktwerden der bivalenten Chromosomenschleifen, mit Nucleolus und der großen Geschlechtschromosomenschleife.

Fig. 64. Spermatocyte von fuliginosa. Synizesis.

Fig. 65. Spermatocyte von fuliginosa nach der Chromosomenkonjugation. Erstes Stadium des Pachytäns.

Fig. 66 — 68. Spermatocyten von fuliginosa vor der Prophase zu den Reife- teilungen. AUmäliliches Auflösen des Nucleolus. In Fig. 68 tauchen die Prophasen- chromosomen auf.

Fig. 69. Spermatocyte von fuliginosa. Prophase zm* ersten Reifeteilung mit den verschiedenen Typen der Prophasenclu-omosomen. 5 ist das bivalente Geschlechts- chromosom.

Fig. 70. Spermatocyte von fuliginosa. Kompaktwerden der Prophasenchromo- somen mit dem großen Geschlechtschromosomenring.

Fig. 71. Spermatocyte von jafonica mit den verschiedenen Ty].oen von Pro- phasenchromosomen.

Studien über die feinere Beschaffenheit des Nerven- systems des Regenwurmes, nebst Bemerkungen über die Organisierung des Nervensystems.

Von

Dr. Andreas von Szüts.

Budapest, Ungarisclies Nationalmuseum.

(Aus dem Zoologischen und Komp. Anatomischen Institut der Universität zu Budapest. Direktor: Hofrat Dr. Geza Entz sen.)

Mit Tafel VIII- IX.

Inhalt.

Seite

I. Einleitung 270

IL Material und Methoden der Untersuchung 271

III. Topographie des centralen Nervensystems 274

IV. Feinere Struktur der Zellen des Nervensystems 283

1. Nervenzellen und Ganghenzellen 283

2. Die Nervenzellen der Regenwürmer 285

3. Die Ganglienzellen des Centralnervensystems 287

4. Die intermuskiüären sensorischen Ganglienzellen 297

V. Die Struktur der centralen Fasermasse 299

VI. Schlußfolgerungen 306

VII. Zusammenfassung 312

Literaturverzeichnis 314

Tafelerklärmig 316

I. Einleitung.

Li der Literatui" der Neurologie beschäftigten sich mehrere Ab- handlungen sowohl in älterer als auch in neuerer Zeit mit dem Nervensystem der Oligochäten. Die hervorragendsten Bekämpf er der Neuron- und Kontinuitätslehre haben dieses oft für das Objekt ihrer Untersuchungen genommen, um daraus Beweise für ihre Ansichten zu

Studien über die feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 271

schöpfen. Diese Bestrebungen beweisen die Arbeiten von Apäthy, Lexhossek, Retzius, Ramön y Cajal, zu welchen in neuerer Zeit die hervorragenden Untersuchungen von Krawany, Boule, Kowalsky und Dechant gesellt sind.

Ich selbst habe schon seit längerer Zeit die Untersuchung dieses Objektes und der damit zusammenhängenden allgemeinen Fragen unter- nommen. Ich hatte schon die Gelegenheit, einen Teil meiner Ergeljnisse in mehreren Artikeln zu veröffentlichen (40, 41, 42). In meinen neueren Untersuchungen bin ich, sowohl die Einzelheiten als auch die allgemeinen Folgerungen betreffend, zu einem gewissen Abschluß gekommen, und daher halte ich es für geeignet, eine Zusammenfassung der Ergebnisse zu veröffenthchen, in der Hoffnung, daß ich die unklaren Punkte der neurologischen Ansichten mit neuen Tatsachen und Erörterungen bis zu einem gewissem Grade klarlegen kann.

Es sei mir gestattet, an dieser Stelle meinem hochverehrten Lehrer, Herrn Hofrat Dr. Geza Entz sen. meinen tiefsten Dank zum Ausdruck zu bringen, daß er mir die Benutzung seines Instituts erlaubte und mich durch sein ständiges Interesse an meiner Ai'beit unterstützte.

II. Material und Methoden der Untersuchung.

Ich untersuchte mehrere Ai'ten der Lumbriciden, und sämtliche be- wiesen sich für die Untersuchung geeignet und führten zu einem iden- tischen Erfolge. Die untersuchten Arten sind die folgenden : Lumhricus terrestris L., Eisenia rosea Sav. und Helodnlus (Dendrobaena) platyunis Fitz. Es gelang mir vorzugsweise von einem 40 cm langen und finger- dicken Exemplar des letzteren, mit Hilfe der RAMÖNschen Versilberungs- und der ApÄTHYschen Nachvergoldungsmethode die schönsten Präparate zu verfertigen. Ich erwähne noch meine älteren Präparate von Ärehaeo- drilus dubiosus (Örley), auf welche ich mich in einer früheren Abhandlung (42) stützte und die ich auch in meinen neueren Untersuchungen zu Hilfe genommen habe.

Für die Mehrzahl meiner Untersuchungen dienten zwar hauptsächUch die Ramön y CAJALscheni) und ApÄTHYSchen Methoden, indem ich aber

1) Ich bemerke, daß der Name des großen spanischen Histologen in der ganzen Literatur falsch zitiert wird. In den spanischen Adelsnamen ist nämlich nach dem FamiUennamen, mit y ( = und) verbunden, der Familienname der mütterlichen Familie geschrieben, der Name Cajal ist also der Familienname der Mutter des Betreffenden. Es ist also verfehlt, in Verkürzmigen den Namen Cajal zu schreiben. Der eigentliche Familienname ist Ramön, und in Verkürzungen ist dieser zu schreiben. Das halte ich für nötig zu bemerken, weil man in der ganzen deutschen sowohl wie in der französischen Literatur den Namen Cajal findet.

Archiv f. Zellforschang. XIII. 18

272 Andreas von Szüts

auch auf Untersuchungen andrer Natur eingegangen bin, halte ich es für geeignet, die Benutzung andrer histologischer Methoden, vorzugsweise Fixierungen und Färbungen, zu besprechen.

Zur eingehenden Untersuchung der verschiedenen Gewebe der Lum- briciden haben sich die folgenden Fixierlösungen als geeignet erwiesen.

1. Subhmat-Alkohol-Eisessig, nach Apathy. Fixiert gut die sämt- lichen Gewebe der Lumbriciden, vorzugsweise die Kernstrukturen, die Protoplasmastruktur jedoch nur für allgemeine Zwecke.

2. Pikrin-Sublimat-Eisessig nach Lang und Pikrin-Sublimat nach Eabl ist von gleicher Wirkung.

3. Die Eabl- und RATHSchen Platinchlorid-Osmiumflüssigkeiten fixieren sehr schön die Kernstruktur.

4. Sublimat-Osmium, nach Apathy, geeignet für allgemeine Zwecke und für Neurofibrillen, im letzteren Falle mit Nach Vergoldung.

5. Formol-Salpetersäure nach Apathy ist ein sehr gutes Fixierungs- mittel, jedoch mehr für allgemeine Zwecke.

6. Die BouiN- und MANNschen Flüssigkeiten sind für sämtliche Gewebe geeignet. Vorzugsweise für Stützfibrillen der Epidermzellen, für feinere Struktur der Längsmuskeln des Hautmuskelschlauches, flu- Myo- fibrillen, für Spermatogenesis, für Ganglien- und Gliazellen und GUa- fibrillen. Mit Eisenhämatoxyhn gibt es wunderschöne Bilder.

7. Die CARNOYSche Flüssigkeit ist von gleicher Wirkung.

8. Die FLEMMiNGsche Flüssigkeit, nach der BENDA-MEVESScheu Vorschrift, ist für die feinere Struktur des Plasmas geeignet.

9. Die HERMANNsche Flüssigkeit bewies sich nicht so gut, wie die obige.

10. Platinchlorid-Formol-Subhmat (41) ist gut für Stützfibrillen der Epidermzellen und im allgemeinen für die feinere Struktur jeder Zellenart.

Die Färbungsmethoden will ich im folgenden besprechen.

1. Hämatein-Eosin, entweder MAYERSches oder ApÄTHYSches Häma- tein I A, sowohl in schneller, als auch in langsamer Färbung mit stark verdünnten Lösungen nach Rawitz, ferner die Dreifachfärbung mit Hämatein I A + Picrorubin nach Apathy, leistete Gutes für allgemeine Zwecke und für die Untersuchung des Bindegewebes und der Drüsen. Ich besitze schöne Präparate mit Orange G+Hämatoxylin und Häma- toxylin-l- Safranin, besonders mit Glycalaunhämatein von Rawitz und mit DELAFiELDSchem HämatoxyUn.

2. Zur elektiven Färbung der Ganglienzellenfortsätze und der Neuro- glia und zur Untersuchung der feineren Beschaffenheit derselben be- nutzte ich das MALLORYSche Hämatoxylin und mein Molybdänsäure- Ammonia-Hämatoxylin.

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 273

3. Das Eisenhäinatoxylin nach Heidenhain färbt sehr schön sämt- liche fibrilläre Strukturen, wie Stützfibrillen der Epidermzellen, Myo- fibrillen, Gliafibrillen, sowohl im Centralnervensystem als auch in den Nerven. Ist sehr gut zur Untersuchung der Drüsen, der Nephridien, der Darmepithelzellen, der Chlorazogenzellen, der Blutgefäße, der Borsten- follikel und der Spermatogenese, besonders nach Fixierung mit Bouin-, Mann- und CAENOYScher Flüssigkeit und Platinchlorid-Formol-Sublimat. Eine Nachfärbung mit Eosin oder mit Aluminium-Alizarin (41) gibt sehr scharfe Bilder.

4. Die Mitochondriafärbungen nach Benda sind für die Unter- suchung der Drüsen und Nephridien gut.

5. Die verschiedenen Anilinfar))en, unter welchen ich mit Methylen- blau, Gentianaviolett, Toluidinblau, Thionin, Safranin und Methylgrün arbeitete, sind für die feinere Struktur der Drüsen, der Darm- und Epi- dermzellen und der Ganglienzellen geeignet.

Von den speziellen nervenhistologischen Methoden ist in der topo- graphischen Untersuchung der Ganglienzellen die vitale Methylenblau- injektion, an herauspräparierten und plattgedrückten Ganglien mit bestem Erfolge benutzt, wie dies von K'rawany (26) angewendet ist, ich benutzte jedoch hauptsächlich die Differenzierung mit Ammoniak nach Apäthy (3). Die GoLGi-Methode leistete ebenso Gutes, in welcher ich nach Lenhossek (28) verfahren bin; die Stücke sind nämlich bis 7 Tage in Kaliumbichro- mat-Osmium geblieben. Ich Ijenutzte mit gutem Erfolge die schnelle Methode von Kamön und die Methode von Smirnow^ (39): 1,5— 2 cm große Stücke in einem Gemisch gleicher Teile von 5%igem Kahum- bichromat und l%igem Osmiumtetraoxyd bis 5—28 Tagen und nachher in 0,75— l%igem Silbernitrat bis 24—36 Stunden. In der Untersuchung der feineren Struktur der Ganglienzellen sind die NissLsche Färbung und die Thioninfärbung nach Lenhossek verwendet.

In der Untersuchung der Neurofibrillen und der NeurofibriUengitter der Ganglienzellen benutzte ich mit schönem Erfolge die ApATHYsche Nachvergoldungsmethode, besonders mein doppeltes Verfahren (41). Zur Nachvergoldung w^urde das Material mit Sublimat-Alkohol oder mit SubUmat-Osmium nach Apäthy (1) fixiert. Unter den RAMÖNSchen Methoden bewies sich die direkte Versilberung, ohne vorhergehendes Fixieren, völlig unbrauchbar, wie dies von Boule (9) schon angegeben wurde. In diesem Falle werden die Neurofibrillen überhaupt nicht gefärbt. Die neueren Methoden von Ramön (34) haben schon zu einem besseren Resultat geführt. Die Neurofibrillen werden in jedem Falle nach den BouLESchen Methoden (9, 10) am schönsten differenziert, in welchen

18*

274 Andreas von Szüts

nämlich vor der Versilberung verschiedene essigsaure-, ammoniak-, formol- und alkoholhaltige Fixierungsflüssigkeiten angewendet werden. Wenn die so behandelten Schnitte nach Lenhossek (29) nach vergoldet werden, so bekommt man die Neurofibrillenstrukturen in außerordentlich scharfen, klaren Bildern.

Ich habe meine Erfahrungen, welche ich über die Wirkung des Fixierens auf die Neurofibrillenstruktur und vorzugsweise über die BouLESchen Methoden gewonnen habe, schon an andi-er Stelle vorgetragen, ich verweise also in dieser Hinsicht auf meine früheren Publikationen (40, 41). An denselben Stellen habe ich ferner die Weiterliehandlung des versilberten Materials und seine Vorbereitung zum Schneiden besprochen.

III. Topographie des centralen Nervensystems.

Das Centralnervensystem des Regenwurmes ist, wie bekannt, in die folgenden Abschnitte gegliedert.

Man findet in jedem Segment unter dem Darmkanal und dem Bauch- gefäß je ein Paar zusammengeschmolzene Ganglien. Diese sind in beiden Längsrichtungen verlängert und setzen sich in die die einzelnen Ganglien miteinander verbindenden Connective fort. Die Ganglien sind in der ganzen Länge des Körpers zu einer kontinuierlichen Kette, der sogenannten Bauchganglienkette, verschmolzen. Von beiden Seiten der Bauchganglien entspringen zwei Nervenstämme, unter welchen der hintere ein paariger Stamm ist. Diese ziehen sich in schiefer Richtung durch das ventrale Muskelfeld hindurch, indem sie sich gegen das ventrale Borstenpaar richten. Die Nervenstämme wenden sich zwischen der Längs- und Ring- muskellage zur Rückenseite, «nd ziehen sich, als Ringnerven, in der Grenze der Muskellagen fort. In dem vierten Körpersegment hegt unter dem Schlünde das Unterschlundganghon (Subpharyngealganglion), welches größer ist als die Bauchganglien und aus zwei verschmolzenen Bauch- ganglien entstanden ist. In dem dritten Segment, über der vorderen Partie des Schlundes, liegt das mächtige Oberschlundganglion oder Gehirnganglion (Suprapharyngealganglion). Das Gehirnganglion und das Unterschlundganghon sind beiderseits mit dem Schhmdconnectiv oder sogenannten Schlundringe verbunden, welcher wie ein einheitlicher Ring den Schlund umgibt.

Die Verteilung der Gewebeelemente in den verschiedenen Regionen des Centralnervensystems ist bereits in älteren Arbeiten beschrieben. Es wurde jedoch auch in neuerer Zeit die Lage der Zellen, der Ablauf ihrer Fortsätze, besonders mit der GoLGi-Methode untersucht. Ich nenne die Arbeiten von Retzius (35) und Havet (19), in welchen dieser Gegen-

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 275

stand gründlich durchgearbeitet ist. Von der topographischen Histologie des Centralnervensystems gewinnt man ein sehr klares Bild aus den Unter- suchungen Krawanys (2G), welche er an plattgedrückten Ganglien mit der vitalen Methylenblaufärbung ausgeführt hat. Ich konnte mit meinen Untersuchungen, welche ich mit der Methylenblaumethode, mit der Golgi- schen und RAMÖNschen Methode ausgeführt habe, die genauen und aus- führlichen Beschreibungen Krawanys nur mit einigen kleineren Details ergänzen; ich beabsichtige also meine Ergebnisse im Einklänge mit Krawany vorzutragen, und versuche daher die Zellen, welche von Kra- \VANY in der Längsebene beschrieben sind, in die Zellgruppen, die in dem Querschnitt der Ganghen zu unterscheiden sind, genau einzureihen.

Ich beginne meine Beschreibungen mit der Struktur der Bauch- ganglien, und dann wende ich mich zur Histologie des Unterschlund- ganglions und des Gehirns.

Wie von den älteren Autoren bekannt ist, liegen die Ganglienzellen in der Oberfläche der Ganghen. Das Innere der Ganglien ist von einer fibrillären Substanz, von der sogenannten centralen Fasermasse oder LEYDiGschen Punktsubstanz eingenommen, welche von den zusammen- geflochtenen Fortsätzen der Gangiienzellen gebildet ist. In der hinteren Seite der Ganglien sieht man drei mächtige, röhrenartige Gebilde, welche mit einer faserigen Hülle umgeben sind. Diese sind die sogenannten riesigen Röhrenfasern oder Neurochorde. Friedländer (16), Apäthy (1), und neuestens Boule (10) haben sie ausführUch geschildert.

Die an der Oberfläche verteilten Ganglienzellen bilden mehrere, gut unterscheidbare Gruppen. Krawany (26) unterscheidet nur zwei Zellenlager, ein mediales und ein laterales. In Querschnitten kann man dagegen leicht die Überzeugung gewinnen, daß die Zellen in sechs, gut getrennte Gruppen verteilt sind, wie dies von Apathy (1) in den Ganglien des Blutegels nachgewiesen ist. Die Zellgruppen sind die folgenden:

1. Vordere Mediangruppe,

2. Hintere »

3. Vordere Seitengruppe links,

4. » » rechts,

5. Hintere » links,

6. » » rechts.

In dem Aufbau der Ganglien ist die Erscheinung auffallend, daß die Zellen und ihre Fortsätze in den zwei entgegengesetzten Seiten der Gan- glien symmetrisch verteilt sind; eine Seite des Ganghons ist ein wahres Spiegelbild der andern. Dieser symmetrische Bau ist erstmals von Bieder-

276 Andreas von Szüts

MANN 1891 (8) in den Ganglien des Blutegels beschrieben. Biedermann hatte von seinen Methylenblaupräparaten die Erfahrung gewonnen, daß beiderseits die gleichen Elemente gefärbt werden. Nach ihm hat Apäthy (1) 1897 in den Ganglien des Blutegels mit Hilfe der Methylenblaumethode den symmetrischen Bau der GangHen ausführlich geschildert. Kra- WANY (26) hat in den Ganghen des Regenwurmes die symmetrische Lage der Zellen und ihrer Fortsätze und ihre symmetrische Färbung mit Me- thylenblau beschrieben. Nach Apathy (1, 3) sind die symmetrisch Hegen- den Zellen und ihi'e Fortsätze sogar in ihrem Verhalten gegen die Fixie- rung und Färbung symmetrisch; die Zelle, welche in einer Seite des Ganglions ihrer Lage nach einer andern Zelle der entgegengesetzten Seite entspricht, ist in derselben Weise fixiert und in demselben Grade gefärbt. Indem nach Apäthy die Fixier- und Färbbarkeit der Zelle von dem physiologischen Zustande derselben abhängig ist, folgt von der symmetrischen Fixierung und Färbung der symmetrischen Zellen, daß dieselben sich in einem, einander entsprechenden physiologischen Zu- stande befinden, also entsprechend funktionieren. Wie es später aus- führlicher geschildert wird, sind die Ganglienzellen mit der RAMÖNschen Methode in sehr verschiedenen Graden gefärbt; man findet Übergänge von ganz schwarzen Zellen bis ganz hellen. Die symmetrischen Zellen sind auch mit der RAMÖNSchen Methode beiderseits in gleicher Weise und im gleichen Grade tingiert. Man kann in einer Seite des Ganglions nebeneinander die Zellen in den verschiedensten Nuancen gefärbt be- obachten, und man sieht in der entgegengesetzten Seite des Ganglions jeder Zelle eine entsprechende Zelle, welche in demselben Grade tingiert ist. Ich hatte schon mehrmals die Gelegenheit auseinanderzusetzen, daß die Silbertinktion der Zellen von ihrer Fixierung abhängig ist, die symmetrische Silbertinktion der symmetrischen Zellen ist daher in völli- gem Einklänge mit den Beobachtungen und Gedanken von Apathy.

Unter den Ganglienzellen kann man 1. motorische Zellen und 2. Binnenzellen oder Schaltzellen unterscheiden.

Der Fortsatz der motorischen Zellen tritt entweder auf der gleichen Seite in einen Nervenstamm hinein, und verläßt also auf der gleichen Seite das Ganglion, oder er wird in dem Innern des Ganglions mit dem Fortsatze einer entsprechenden Zelle der entgegengesetzten Seite ge- kreuzt, läuft an die andre Seite über und tritt in dem Nervenstamme der entgegengesetzten Seite aus dem Ganglion hinaus. Zu dem einfachen Nerven gehören zwei motorische Zellenpaare, welche in der Ebene des Nerven liegen. Das vordere, kleinere Paar befindet sich im Querschnitte in der vorderen Mediangruppe, seine Fortsätze beugen sich zur Mitte

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 277

des Ganglions, wo sie gekreuzt werden. Das hintere Paar liegt in der hinteren Lateralgruppe, seine Fortsätze ziehen horizontal mittelwärts und werden ebenfalls gekreuzt.

Zu dem vorderen Nerven des paarigen Nervenstammes gehören vier motorische Zellenpaare: 1. ein vorderes Zellenpaar, welches fast in der Höhe des einfachen Nerven, in der vorderen Lateralgruppe liegt. Seine Fortsätze laufen hinterwärts längs dem Rande des GangUons und sind nicht gekreuzt. 2. Etwas dahinter liegt ein ähtiliches, nicht kreuzendes, antero-laterales Zellenpaar. 3. Ein antero-mediales Zellenpaar mit ge- kreuztem Fortsatze. 4. Ein antero-laterales Zellenpaar, ebenfalls mit gekreuztem Fortsatze.

Zum hinteren Nerven des paarigen Nervenstammes gehören sechs Zellenpaare, zwei von diesen liegen in der vorderen Mediangruppe, mit nicht kreuzendem Fortsatze, zwei Paare in der hinteren Seitengruppe und zwei Paare in der vorderen Seitengruppe mit kreuzendem Fortsatze. Diese sind fast sämtlich bipolare Zellen.

Die Fortsätze der Binnenzellen treten nicht durch die Nerven hin- aus, sondern sie l)leiben in dem Ganglion drinnen, oder sie laufen längs der Bauchganglienkette, gehen in das Nachbarganglion oder in ein ferner liegendes Ganglion über.

Diese Zellen liegen in den medialen und seitUchen Gruppen. Drei Paare solcher Zellen mit kiTuzendem Fortsatze liegen in der vorderen Mediangruppe. Die Fortsätze besitzen lange Collateralen, welche durch mehrere Ganglien verfolgbar sind. In der vorderen Mediangruppe liegen noch zwei Zellenpaare, deren Fortsätze nicht gekreuzt sind.

Von seitlich liegenden Binnenzellen findet man neun Paare, welche teils in der hinteren, teils in der vorderen Seitengruppe liegen und deren Fortsätze größtenteils gekreuzt sind.

Von diesen Zellen und von ihren Fortsätzen kann man nur in Längs- schnitten ein leicht übersehbares Bild haben. Es fällt jedoch auch in den Querschnitten eine, meistens von drei Zellen zusammengesetzte Gruppe bald ins Auge, welche sich in der vorderen Mediangruppe be- findet. Die Fortsätze dieser Zellen laufen rückwärts parallel neben- einander und sie kehren in regelmäßigem Bogen gegen die Mitte des Ganglions, und die von der entgegengesetzten Seite herbeikommenden Fortsätze kreuzend gehen sie in die andre Seite über.

In den Querschnitten kann man noch außer den bisher geschilderten Zellen andre Zellen nachweisen, welche größtenteils von Krawany (26) nicht erwähnt sind. An der vorderen Seite der GangUen sieht man eine große unpaare, centrale Zelle. Von dieser ZeUe zieht ein Fortsatz hinter-

278 Andreas von Szüts

wärts und endet bei der Kolossalfaser, während zwei andre Fortsätze in der linken und rechten Seite des Ganglions in der centralen Fasermasse verästeln. Diese Zellen sind von Boule (10) erwähnt. Außerdem findet man unmittelbar bei dem Austritte der Nervenstämme verschiedenartige Zellen, unter welchen einige schon ganz im Nervenstamme liegen. Diese werden auch nicht von Krawany erwähnt, er zeichnet und beschreibt höchstens zwei Zellenpaare unter den, zu dem zweiten Nerven des paarigen Nervenstammes gehörenden Zellen, welche unmittelbar bei der Wurzel des Nerven liegen; diese können mit den fraglichen Zellen iden- tisch sein. Diese sind sehr verlängerte, schlauchförmige, bipolare Zellen, mit zwei langen Fortsätzen, deren einer durch den Nerven austritt und der andre centralwärts zieht. Ich werde diese Zellen noch näher erörtern. Ich konnte ferner in der Wurzel des einfachen Nerven birnförmige, uni- polare, motorische Zellen beobachten, welche von Krawany nicht er- wähnt sind. Ihr Fortsatz tritt unmittelbar in den Nerven hinein (Fig. 1).

Krawany erwähnt noch eine Zellengruppe, welche von vier bis fünf kleinen Zellen zusammengesetzt ist (26) und welche in der hinteren Lateralgruppe liegen. Diese werden von Kraw^any für sensorische Zellen gehalten. Sie sind birnförmige Zellen, ihre feinen Fortsätze la-euzen die von dem Nerven eindringenden Fibrillen und werden nachher Y- förmig verästelt (Fig. 2). Nach Lenhossek (28) und Retzius (36) liegen die sensorischen Zellen in dem Epiderm und entsprechen den Spinal- ganglienzellen der höheren Tiere. Die Fortsätze dieser Zellen treten mit dem Ringnerven in das Ganglion hinein, wo sie Y- oder T-förmig ver- ästelt werden. Krawany betrachtet die erwähnten Zellen eben nach ihrem Y-förmig verästelten Fortsatze als sensorische Zellen und gegen Lenhossek und Retzius behauptet er, daß außer den sensorischen Fibrillen, welche von dem Epiderm entspringen, auch solche vor- konmien, deren Zellen in den Ganglien liegen. Ich werde diese Frage noch in der Beschreibung der intermuskularen sensorischen Ganglien- zellen näher erörtern.

In der Beachtung der Zahl der Zellfortsätze sieht man an Quer- schnitten meistens birnförmige, unipolare Zellen, welche ihren Fortsatz in die centrale Fasermasse entlassen. Nach Apäthy (1) sind die Ganglien- zellen in Wirklichkeit alle multipolar; daß sie an Querschnitten meistens birnförmig und unipolar zu sein scheinen, kommt daher, daß nur der quere Fortsatz in die Ebene des Schnittes hineinfällt, während die übrigen Fortsätze longitudinal vorwärts oder rückwärts gerichtet sind. Dieser Fortsatz, welcher in die Ebene des Schnittes hineinfällt und gegen die centrale Fasermasse gerichtet ist, ist der stärkste. Man sieht in Schnitten

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 279

oft spindelförmige, an ihren zwei Enden eingekrümmte Zellen, von denen ein Fortsatz gegen den Nervenstamm, der andre gegen die centrale Faser- masse gerichtet ist, welch letzterer Fortsatz dnrch eine Commissur in die andre Seite des Ganglions verfolgbar ist. Multipolare Zellen, welche auf einem Pole einen oder zwei stärkere Fortsätze und mehrere dünnere dendritenartige Fortsätze besitzen, kann man auch öfters beobachten.

In der hinteren Partie der Ganghen sieht man eine mächtige Com- missur, nämlich die hintere Commissur, in welcher die Fortsätze der meisten motorischen Zellen gekreuzt sind, in die andre Seite herüliergehen und mit dem Nervenstamme hinaustreten. Die oben erwähnten bipolaren Zellen, deren Fortsatz in der hinteren Commissur gekreuzt wird, liegen meistens in der vorderen Seitengruppe. In der vorderen Partie der Ganglien sieht man die vordere Commissur, in welcher die Fortsätze der vorderen motorischen Zellen geki'euzt werden. Unter diesen sind ebenfalls bipolare Zellen vorhanden, von denen der eine Fortsatz in der Commissur gekreuzt wird und der andre in der centralen Faser- masse verästelt ist.

Diese letzteren Fortsätze Ivreuzen regelmäßig die übrigen horizon- talen Fasern der Commissur.

Die motorischen Fasern der Nervenstämme treten, wie oben gesagt wurde, entweder an derselben, oder nach Ivi'euzung an der entgegen- gesetzten Seite in den Nervenstamm hinein. Die sensorischen Fasern, welche von den Nervenstämmen in das Ganghon eindringen, werden T- oder Y-förmig verästelt und in der Längsrichtung laufend, gehen sie in die Fasermasse der benachbarten oder ferner liegenden Ganghen über.

Unter den Fortsätzen der hinteren lateralen Zellen habe ich solche gefunden, welche sich gegen die vordere Seite beugen, oder abwärts ge- bogene Äste entlassen. Diese Äste ziehen die centrale Fasermasse durch und w^erden bei den vorderen Zellgruppen verästelt.

Die Struktur des Subpharyngealganglions ist durch die Unter- suchungen von Friedländer (15) und Kraw^any (26) bekannt. Dieses besteht aus zwei verschmolzenen Ganghen. In seinem Querschnitte sieht man dieselben Zellgruppen wie in den Bauchganghen. Die größte Gruppe ist die hintere Mediangruppe, Sie ist größtenteils von birn- f örmigen Zellen und von wenigen bipolaren Zellen zusammengesetzt, welche ihre Fortsätze durch die centrale Fasermasse nach der vorderen Com- missur entlassen. Die Fortsätze der vorderen Zellen sind in der centralen Fasermasse verästelt. Gegen diese Zellen läuft ein in braune Perifibrillär- substanz gehülltes, mächtiges Faserbündel: dies sind die von dem Faserbündel der Schlundconnective und von ihren Ganglienzellen herbei-

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kommenden Schaltfasern, welche das Gehirn und das Unterschlimd- ganglion zusammenschalten. Die Fasern der vorderen Commissur des Unterschlundganghons setzen sich aus den gekreuzten und in den Nerven- stamm tretenden Fortsätzen der vorderen motorischen Zellen, aus den Fasern der Schlundconnective und aus den Fortsätzen der hinteren Zellen zusammen. Außerdem findet man im Unterschlundganglion eine hintere Commissur.

Die Verteilung der Ganglienzellen und der Lauf ihrer Fortsätze ist in dem verschmolzenen hinteren Ganghon nach Krawany (26) den Bauchganglien ähnlich. In dem vorderen Ganglion gesellen sich aber zu diesen Elementen noch vier weitere Zellenpaare, welche schon die charakteristischen Elemente des Unterschlundganglions sind. Die Fort- sätze der Zellen sind gekreuzt. Einige Fortsätze sind T-förmig ver- ästelt, und der vorwärts laufende Ast geht in das Schlundconnectiv über. Andere Fortsätze berühren sich mit von den Bauchganglien kommenden Fortsätzen, die zu ihnen gehörigen Zellen schalten nachher das Unter- schlundganglion mit den Bauchganglien zusammen, während die oben erwähnten Fortsätze, welche in die Schlundconnective laufen, zur Ver- bindung mit dem Gehirn dienen.

In dem Unterschlundganglion findet man außer den aufgezählten Zellen über der vorderen Commissur eine große, centrale, unpaare Zelle, welche schon von Friedländer (15) erwähnt wurde. Die Zelle entläßt links und rechts je einen, mit der vorderen Seite parallelen Fortsatz, welcher zwischen den Fasern der vorderen Commissur läuft. Man findet auch hier unmittelbar bei den Nervenstämmen große, multipolare moto- rische Zellen. Diese besitzen mehrere kürzere, verästelte, dendritenartige Fortsätze, ihr Hauptfortsatz setzt sich unmittelbar in dem Nervenstamm fort und ist bis zu den Muskeln verfolgbar.

In dem Suprapharyngealganglion oder Gehirn sieht man drei mächtige Commissuren, und zwar die vordere, die mittlere und die hintere Com- missur, ferner die folgenden Zellenarten.

Die hintere oberflächliche Schicht des Gehirns ist mit kleinen, rund- lichen oder spindelförmigen bipolaren Zellen ausgefüllt (Fig. 3 c). Ihre Hauptfortsätze sind äußerst zart, sie laufen parallel mit dem hinteren Rande des Ganglions und sind in der Mitte mit den von der entgegen- gesetzten Seite kommenden, ähnlichen Fortsätzen gekreuzt. Die hintere Commissur ist größtenteils von diesen zusammengesetzt. Nach Krawany (26) stellen diese Zellen den eigentlichen Centralapparat, die Gehirn ■ rinde dar. Diese Zellen sind schon von Walter (46) und von Fried - LÄNDER (15) erwähnt, von ihren Fortsätzen bekommt man jedoch zuerst

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 281

von Krawany sichere Daten. Mit ihnen sind noch, jedoch in kleinerer Zahl, größere Zellen vermengt. Etwas mehr drinnen sieht man große, birnförmige Zellen, deren Fortsätze mehrfach verästelt sind (Fig. 3 p). Einer der Äste ist schon in der hinteren Seite des Gehirns weiter geteilt, der andre hingegen läuft weiter gegen den vorderen Rand und entläßt Seitenäste sowohl in die mittlere, als auch in die vordere Commissur. Die Zellen besitzen einen sehr auffallenden Fortsatz; man sieht gut, wie dieser Fortsatz die centrale Fasermasse in radialer Richtung durch- zieht, während die Fortsätze der seitlich liegenden ähnlichen Zellen bogen- förmig gegen den vorderen Rand ziehen. Die Äste sind, die vordere Commissur erreichend, T-förmig zweigeteilt und die verästelten Fasern laufen in entgegengesetzter Richtung, wellenförmig zwischen den Fasern der vorderen Commissur fort, parallel mit dem vorderen Rande des Gehirns. Diese Zellen sind auch von Walter (46) und von Fried- länder (15) erwähnt, ihre Fortsätze sind jedoch nur von Krawany (26) genau beschrieben. Krawany konnte jedoch nicht sicher ent- scheiden, ob die charakteristischen T- oder Y-förmig verästelten Fasern der vorderen Commissur von diesen Zellen entspringen, er hält es für wahr- scheinlich, daß diese Fasern die Fortsätze der kleinen Rindenzellen sind; das ist jedoch, wie gezeigt wurde, nicht richtig, weil diese Fortsätze zu den großen, birnförmigen Zellen gehören. Diese Zellen sind übrigens von Krawany (26) als der erste Zellentypus, als innere Schaltzellen beschrieben, von denen jeder Fortsatz in dem Gehirn bleibt. Man kann unter den Zellen zwei Typen feststellen: die Zellen des einen Typus schalten die hintere und vordere Seite des Gehirns zusammen, während die in der vorderen Commissur verästelten Fortsätze die linke und rechte Seite des Gehirns zusammenschalten (Fig. 3 p, pi). Sowohl in der linken wie in der rechten Seite des Gehirns sieht man zerstreute Zellgruppen, welche von rundlichen, birnförmigen und spindelförmigen Zellen zusammen- gesetzt sind, und ebenfalls dem KRAWANYSchen ersten Typus entsprechen. Es sind ganz kleine, längliche, birnförmige Zellen vorhanden, welche ihre Fortsätze in der vorderen Commissur mittelwärts entlassen, wo dieselben mit den, von der entgegengesetzten Seite kommenden Fortsätzen gekreuzt werden. Mehr seitlich liegen ähnliche, jedoch größere Zellen mit gekreuztem Axon (Fig. 3 l). Unter diesen Zellen, schon an der Grenze der Schlund- connective, laufen Fortsätze birnförmiger Zellen unmittelbar in das Faserbündel der Schlundconnective hinein (Fig. 3, o). Dies sind die Zellen des KRAWANYSchen zweiten Typus; ihre Fortsätze sind nicht ge- kreuzt, sie verlassen das Gehirn an derselben Seite, treten in das Schlund- eonnectiv hinein und enden in dem Unterschlundganglion. Diese Fort-

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Sätze ergänzen also die Funktion jener Fasern, ^Yelche in der Bauch- ganglienkette entspringend, in der Fasermasse des Gehirns enden. Krawany (26) erwähnt noch die folgenden. Von den Gehirnnerven und von dem Schlundringe treten viele sensible Fasern in das Gehirn ein, welche in der hinteren Commissur oder in dem Neuropil reich- lich verästeln, die in den Bauchganglien charakteristische T-förmige Teilung der sensiblen Fasern fehlt also in dem Gehirn. Unter den Fasern, welche von den Gerhirnnerven eintreten, sind auch dickere Fasern vor- handen; diese entspringen von den intermuskulären sensorischen Zellen. Während die kleinen Rindenzellen den eigentlichen Centralapparat dar- stellen, schalten die großen Zellen die einzelnen Teile des Gehirns oder das Gehirn mit der Bauchganglienkette zusammen. Das Gehirn ent- behrt motorischer Zellen.

Von Kraw^any (26) ist eine gewisse große, multipolare Zelle un- beachtet gebheben, welche ich in der Kähe des vorderen Bandes regel- mäßig in der Mittellinie gefunden habe. Diese große unpaare Zelle entsendet meistens vier starke Fortsätze, welche zwischen den Fasern der vorderen Commissur laufen und reichlich verästelt sind (Fig. 3 m). Diese Zelle kann man ebenfalls unter die großen Schaltzellen, den ersten Zellentypus von Kraw^any, einreihen.

In der Faserung des Gehirns ist vor allem die mächtige hintere Com- missur auffallend, welche größtenteils von den Fortsätzen der kleinen Bindenzellen zusammengesetzt ist (Fig. 3 cp). Diese ist von den radiären Fortsätzen der großen Birnzellen gekreuzt. Dieselben Fortsätze sind seitlich in einem mächtigen Faserbündel vereinigt. Sie sind wieder durch die Fasern der mittleren Commissur gekreuzt, welche von den bogen- förmigen Fortsätzen der inneren Schaltzellen zusammengesetzt ist. Die mächtige vordere Commissur ist aus den gekiTuzten Fortsätzen der seitlichen und vorderen Zellen, aus den abwärts gebogenen und T-förmig verästelten Fortsätzen der hinteren großen Schaltzellen und aus den Fort- sätzen der großen, unpaaren, multipolaren Zelle zusammengesetzt (Fig. 3 CO).

Nach Krawany (26) liegt zwischen den Commissuren des Gehirns das Neuropil (Fig. 3 n), in welchem die Fortsätze der kleinen Binden- zellen und die Collateralen der großen Schaltzellen verästelt sind. Außer dem sind auch viele, von dem Unterschlundganglion eintretende sensible Fasern verästelt. Netzbildungen hat Krawany nicht gefunden, doch hat er zwischen zwei solchen, zarten parallel verlaufenden Fasern eine H-förmige Anastomose abgebildet. Diese Beobachtung werde ich noch näher erörtern.

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Eegenwiirmes usw. 283

IV. Feinere Struktur der Zellen des Nervensystems. 1. Nervenzellen und Ganglienzellen. Apathy (1) unterscheidet die j^ervenzelle und die Ganglienzelle wie zwei verschiedene Zellarten. Die specifische leitende Substanz des Nerven- systems, die leitenden ElementarfibriUen werden von besonderen Zellen gebildet. Diese sind von Apathy Nervenzellen genannt, und sie pro- duzieren die leitende Substanz in derselben Weise wie die Muskelzellen die contractile Substanz produzieren. Die in den Nervenzellen gebildeten leitenden Fibrillen wachsen in zwei Richtungen: einerseits gegen die peripherischen Organe, wo sie in die Muskelzellen, Sinneszellen, Drüsen- zellen usw. hineinwachsen und in diesen Gitter bilden, anderseits wachsen die leitenden Fibrillen gegen das Centrum, diingen in die embryonalen Ganglienzellen hinein und bilden in dem Protoplasma derselben eben- falls Gitter. Diese Unterscheidung der zwei Zellenarten ist in den Worten von Apathy ausgeprägt, daß die Ganglienzellen das produzieren, was geleitet werden soll (also die Reize), und die Nervenzellen das produzieren, was leiten soll (also die leitenden ElementarfibriUen). Das Vorhanden- sein dieser Nervenzellen ist von Apathy in den Hirudineen bewiesen. Er beschreibt ihre Kerne, welche den Kernen der Muskelzellen ähnUch sind, nur besitzen sie eine stärkere Kernmenbram und sind an Clu'omatin ärmer. Diese Kerne liegen in dem Lumen der Nervenfasern zwischen den leitenden ElementarfibriUen, von welchen sie mit spindelförmig aus- gezogenen Protoplasmahöfen getrennt sind. In den sensorischen Schläu- chen liegen die Kerne seitlich, dicht neben der Wand der Schläuche, zwi- schen der Wand und dem weichen Inhalt des Schlauches, in welch letzteren die leitenden ElementarfibriUen eingebettet sind. Es ist bekannt, daß in den Nervenstämmen der Hirudineen in verschiedenen Stellen Ganghen- zellen eingeschaltet sind. Hinsichtlich des Verhaltens der Elementar- fibriUen sind jedoch die zwei Zellenarten prinzipiell verschieden. Der Körper der Ganglienzellen ist nämlich von einem Fibrillengitter stets vollkommen durchflochten, am protoplasmatischen Hof der Nervenkerne dagegen ziehen die Primitivfibrillen immer einfach vorbei, und wenn sie auch den Hof durchsetzen, so bilden sie dort nie irgend ein Geflecht oder Gitter. Apathy weist die Nervenzellen außer in den Hirudineen auch in andern wirbellosen Tieren nach. Im Lmnbricus sind sie den Nervenzellen der Hirudineen ähnlich, sind jedoch in größerer Zahl vor- handen, aber mehr an gewissen Stellen der Nervenstämme lokalisiert. Sie sind mehr auffallend, weil ihr Körper kompakter und stärker tin- gierbar ist, und ihr Kern ist auch chromatinreicher; die Form des

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Kernes ist meist länglich. Da Apathy zwischen den 'Nervenzellen des Blutegels und des Eegenwurmes keinen prinzipiellen Unterschied ge- funden hatte, teilt er von den letzteren keine näheren Daten außer den oben erwähnten mit.

Den oben ausgesprochenen Satz, daß nämlich die leitenden Fibrillen von besonderen Zellen, den ApÄTHYSchen Nervenzellen, und nicht von den embryonalen Ganglienzellen gebildet werden, sondern die leitenden Fibrillen in diese letzteren nur hineinwachsen, und die GangUenzellen also von fremden Zellen mit Neurofibrillen versehen werden, muß man nach den histogenetischen Untersuchungen von Held (20) fallen lassen. Held hatte nämlich nachgewiesen, daß die Neurofibrillen in den embryo- nalen Ganglienzellen, in den Hisschen Neuroblasten, gebildet werden, — und zwar treten sie gleich in Gitterform auf. In der Produktion der Neurofibrillen spielen also besondere Nervenzellen keine Rolle, und sind dieselben nicht von den Ganglienzellen zu unterscheiden. Held schreibt jedoch eine Bedeutung in der Histogenese der Nervenelemente außer den Neuroblasten noch andern Zellen zu, dies sind nänüich die sogenannten Leitzellen, in welchen die in den Neuroblasten sich bildenden und von ihnen auswachsenden Neurofibrillen weiter wachsen, und welche Zellen in gewisser Hinsicht zur Ernährung der wachsenden Neurofibrillen dienen. Es gelang mir in meinen Untersuchungen, in den Nervenstämmen des Regenwurmes gewisse kleine, spindelförmige Zellen nachzuweisen, welche mit den ÄPÄTHYschen Nervenzellen ganz übereinstimmen und nach dem Verhalten der Neurofibrillen von den Ganglienzellen fundamental ver- schieden sind. Ähnliche, jedoch größere, schlauchförmige Zellen habe ich in der Wurzel der Nervenstämme gefunden. Leider konnte ich mich nicht auf histogenetische Untersuchungen stützen, doch bin ich geneigt, diesen Zellen im Wachstum und in der Ernährung der Neurofibrillen der Nervenstämme eine Bedeutung zuzuschreiben, und diese Zellen für die Reste solcher embryonalen Zellen zu betrachten, in welchen die Neuro- fibrillen der Nervenstämme weiter entwickelt sind. — Als solche unter- scheide ich sie von den GangUenzellen, von welchen sie nach ihrer neuro- fibrillären Struktur fundamental verschieden sind, und halte ich für sie die Benennung »Nervenzelle« aufrecht, jedoch ohne das Produzieren der Neurofibrillen den embryonalen Ganglienzellen abzusprechen, welche Fähigkeit durch die Untersuchungen Helds bewiesen wurde. Die embryonalen Ganglienzellen (= Neuroblasten) produzieren selbst ihr Neurofibrillengitter. Außer ihnen muß man jedoch wenigstens in gewissen Würmern das Vorhandensein anch-er Zellen annehmen, welche an der Entwicklung der Neurofibrillen der Nervenstämme teilgenommen haben.

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 285

Ich unterscheide demnach die Ganglienzellen und Nervenzellen, wie besondere Zellenarten, voneinander. Die Definition Apathys jedoch, nämlich daß die Ganglienzelle das produziere, was geleitet werden soll, und die Nervenzelle das produziere, was leiten soll, kann ich nicht auf- recht erhalten, schon deshalb nicht, weil die GangUenzelle auch selbst Neurofibrillen zu produzieren vermag, hauptsächUch jedoch deshalb nicht, weil die Definition ganz auf der H^^pothese gegründet ist, daß die Neuro- fibrillen das specifische leitende Element des Nervensystems darstellen sollen: dagegen versuche ich im folgenden das Entgegengesetzte zu beweisen.

2. Die Nervenzellen der Regenwürmer,

Die Nervenzellen befinden sich neben den Ringnerven, dicht an den Nerv gedrückt, immer an der inneren, der Längsmuskulatur zuge- wendeten Seite des Nerven (Fig. 4 n). Ihre Zahl ist gering, an einem Querschnitte kann man nur ein bis zwei beobachten. An der Grenze der Ring- und Längsmuskellage bemerkt man vor allem den Ringnerv, welcher in eine, die zwei Muskellagen voneinander trennende lockere bindegewebige Substanz einbettet ist (Fig. 4r). Die Grundsubstanz des Nerven bildet eine dunkel gefärbte Perifibrillarsubstanz, in welcher weUige Neurofibrillen laufen. An der inneren Seite des Nerven, dicht an die Perifibrillarsubstanz gedrückt, findet man die Nervenzelle. Diese ist eine äußerst kleine, spindelförmige, bipolare Zelle, deren zwei Fortsätze unmittelbar neben der Perifibrillarsubstanz des Ringnerven laufen. Das Protoplasma der Nervenzelle und ihrer Fortsätze ist homogen, ihr Kern ist verlängert, hell.

In den Fortsätzen zieht je eine Neurofibrille nach der ZeUe, wo sie verästelt wird; ihre Äste umgeben den Kern. Die Neurofibrillenäste sind nicht miteinander verflochten, sie durchsetzen nur die Zelle, vereinigen sich wieder an dem entgegengesetzten Pole und werden in einer im Fort- satze austretenden Fibrille fortgesetzt. In der Zelle ist also kein Neuro- fibrillengeflecht oder irgendein Gitter vorhanden, sondern nur einfach durchziehende Neurofibrillen. Nach dieser Struktur sind die Nerven- zellen von den Ganglienzellen, welche von einem Neurofibrillengitter stets umsponnen sind, vollkommen und bestimmt verschieden. Beide Fort- sätze der Nervenzelle und die in denselben sichtbaren Neurofibrillen sind gleich dick. Die Fortsätze sind auf einer ausgedehnten Strecke neben dem Nerven verfolgbar.

Dechant (12) bemerkt, daß er in den Ringnerven bipolare Zellen beobachtet hatte, ich konnte jedoch in seiner Beschreibung nicht meine

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kleinen Nervenzellen, sondern die später zu beschreibenden, größeren intermuskulären Sinnesganglienzellen erkennen.

Es gelang mir beim Ursprung der Nervenstämme ähnliche Nerven- zellen zu beobachten (Fig. 5 u. 6). Diese können mit keinem der von Krawany (26) festgestellten Zellentypen identifiziert werden, weil sie von den Ganglienzellen derweise verschieden sind, wie die oben geschil- derten Nervenzellen. Sie befinden sich einzeln oder selten paarig in dem Austritte des Nervenstammes. Sie sind dicht an das in dem Nervenstamme laufende und in eine perifibrilläre HüUe eingehüllte Neurofibrillenbündel gecb-ückt. Diese Zellen sind etwas größer, als die in dem Eingnerven sich befindlichen Nervenzellen, ihr Kern ist mehr rundlich. Ihre Gestalt ist jedoch stets verlängert, spindelförmig. Ihre Fortsätze sind gleich dick, sie sind zu einem feinen Faden ausgezogen, der innere Fortsatz ist manch- mal verästelt. Die neurofibrilläre Struktur ist den oben beschriebenen Zellen ähnlich: die verästelten Fibrillen des Fortsatzes durchsetzen die Zelle einfach parallel, ein Neurofibrillengitter oder irgendein Geflecht ist in der Zelle nicht vorhanden.

In neuerer Zeit ist von Boule (11, S. 446, Fig. 12) eine kleine spindel- förmige Zelle von dem peripherischen Nerven des Regenwurmes be- schrieben und abgebildet, welche ich mit den eben besprochenen Nerven- zellen identisch halte. Jedoch Boule stellt die Zelle in seiner Beschrei- bung und Abbildung in der Weise dar, daß ein Fortsatz dünner, während der andre dicker ist. Boule beschreibt weiter (11, S. 447, Fig. 13) von der Wurzel des Seitennerven der oben besprochenen Zellen ähnUche Zellen, diese sind jedoch ebenfalls mit einem dünneren und mit einem dickeren Fortsatze abgebildet. Außerdem zeichnet er in beiden FäUen eine gitterartige Neurofibrillenstruktur in den Zellen. Ich habe ange- geben, daß die Neurofibrillen in diesen Zellen nie Gitter bilden, sie durch- setzen einfach die Zelle in der Längsrichtung, und beide Fortsätze sind in einen gleich dünnen Faden ausgezogen. Die abweichende Beschrei- bung von Boule kann ich damit erklären, daß er gewiß schief ge- schnittene Zellen geprüft hatte, in welchem Falle er nur den einen Fortsatz in seiner ganzen Länge zu sehen vermochte; da das entgegen- gesetzte Ende der Zelle jedoch schief geschnitten war, konnte er die lange, dünne Fortsetzung des andern Fortsatzes nicht mehr sehen. Nach Boule ist ferner der dickere Fortsatz nach dem Centrum, wäh- rend der dünnere nach der Peripherie gerichtet. Aus diesem Grunde wollte Boule die Theorie von Lenhossek (30) über die physiologische Bedeutung der Zellfortsätze und der Neurofibrillen in dieser Hinsicht bezweifeln, daß der Zellfortsatz in seinem Weiterwachsen Hindernisse

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 287

Überwinden muß. Die Zelle sollte demnach gegen diese Richtung, in welcher sie stärkere Hindernisse findet, mit dickerem und mit stärker bewaffnetem Fortsätze ausgerüstet sein. Dagegen ist nach Boule der stärkere Fortsatz der Zelle nach dem Centrum gerichtet, in welcher Rich- tung sie unzweifelhaft einen geringeren Widerstand findet, wie der nach der Peripherie gerichtete Fortsatz, welcher dicke Muskelschichten durch- dringen muß. Nach Boule ist eben dieser letztere Fortsatz gegen Erwarten dünn und schwach. Ich konnte dagegen mit meinen Unter- suchungen beweisen, daß beide Fortsätze gleich dünn ausgezogen sind, ich kann daher die, auf die verschiedene Stärke der Fortsätze gegründete Fokeruno; von Boule nicht aufrecht erhalten, und die Theorie von Lenhossek ist von derselben nicht berührt.

3. Die Ganglienzellen des Centralnervensystems.

Ich ha1)e schon die Ganglienzellen hinsichtlich der Zahl ihrer Fort- sätze besprochen, jetzt sehen wir, daß in den verschiedenen Regionen des Centralnervens5^stems die Ganglienzellen in verschiedenen Formen zu finden sind.

Die oberflächliche Schicht des Gehirns ist größtenteils mit kleinen, runden oder spindelförmigen, bipolaren Zellen ausgefüllt. Man findet diesen Zellen ähnliche, jedoch größere Zellen auch in dem Innern des Gehirns, welche mit der RAMONSchen Methode in sehr verschiedener Weise gefärbt sind. In dem inneren, an die Faserbündel grenzenden Teil der Gehirnrinde sind große, birnförmige Zellen mit langem Fortsatze. Im Innern des Gehirns findet man verlängerte spindelförmige, bipolare Zellen und in der vorderen Partie liegen sehr kleine, verlängerte, birn- förmige Zellen, deren Fortsätze zu dem Schlundconnectiv gerichtet sind. In der Mitte der vorderen Partie des Gehirns ist eine große, unpaare, multipolare Zelle. Die charakteristischen Schaltzellen des Schlund- connectivs sind ellipsenförmig verlängert und sie tragen an einem Pole mehrere verästelte, denckitenartige Fortsätze. Ähnliche Zellen sind auch in der vorderen Mediangruppe des Unterschlundgangiions vorhanden. Die lateralen Gruppen des Unterschlundganglions sind größtenteils von kleineren und größeren birnförmigen Zellen zusammengesetzt. In der Mitte der vorderen Seite liegt eine große, unpaare, bipolare Zelle, welche ihre Fortsätze links und rechts in die vordere Commissur entläßt.

In den Zellgruppen der Bauchganglien sieht man größtenteils birn- förmige Zellen. Oft findet man spindelförmige, bipolare Zellen, welche einen Fortsatz in die vordere oder in die hintere Commissur, den andern in den Nervenstamm entlassen. In der Mitte der vorderen Seite liegt

Archiv f. Zellforschnng. XUI. . 19

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eine große unpaare Zelle, von welcher ein Fortsatz hinterwärts zu den Kolossalfasern geht, wähi'end je ein Fortsatz links und rechts in die cen- trale Fasermasse zieht. In der Gegend der vorderen Commissur sieht man rundliche oder spindelförmige bipolare Zellenpaare, deren einer Fortsatz zwischen den Commissurfasern läuft und der andre hinterwärts gerichtet und die Fasern der vorderen Commissur kreuzend in der Faser- masse verästelt ist. Bei dem Austritt der Nervenstämme sind sowohl in den Bauchganglien, als auch in dem Unters chlundganglion birnförmigo und multipolare motorische Zellen vorhanden, welch letztere viele, reich- lich verästelte, denchitenartige Fortsätze besitzen, während ihr Haupt- fortsatz sich in dem Nervenstamme fortzieht.

Die feinere Beschaffenheit der Ganglienzellen habe ich an Eisen- hämatoxylinpräparaten ähnlich gefunden wie sie Apatiiy (1) beschrieben hat. Dio Zellen entbehren einer besonderen Membrana propria, sie sind nackt in der lockeren feinfaserigen Grundsubstanz eingebettet, jedoch werden sie von den GKafasern umsponnen, welche um die Zellen eine lose, nicht eng anliegende Gliahülle bilden. Die umspinnenden Glia- fasern dringen nie in die oberflächliche Zone der Zelle ein, wie ich sowohl mit Eisenhämatoxylin- als auch mit RAMÖNschen Präparaten beweisen kann. Die äußerste Zone des Zellkörpers ist die äußere Chromatinzone. Sie ist mit von Eisenhämatoxylin stark geschwärzten chromatischen Körnern gefüllt, welche den FLEMMiNG-NissLschen Körpern der Ganglien- zellen der Wirbeltiere entsprechen. Sie werden auch mit der NissLschen Methylenblau- und mit der Thioninfärbung von Lenhossek und mit andern basischen Anihnfarben stark gefärbt, die chromatischen Körner verhalten sich also ganz dem Tigroid ähnlich. Nach der Chromatinzone folgt eine helle, fein wabige Protoplasmazone, welche nicht vacuohsiert ist. Um den Kern sieht man wieder eine innere Chromatinzone. Bei dem Austritt des Fortsatzes sind die Chromatinkörner dichter gelagert. Der große, runde Zellkern, welcher meist excentrisch gegen den Fortsatz verschoben liegt, ist mit einer scharfen Kernmembran umgeben. In dem Innern des Kernes sieht man hellen Kernsaft und achromatische Balken, in welchen Chromatinkörner zerstreut sind, während in der Mitte, ein wenig excentrisch, der ziemlich große Nucleolus liegt.

Nunmehr wenden wir uns zur Analyse der Neurofibrillenstruktur der Ganglienzellen, welche ich mit Hilfe der Simakro-Ramön y Cajal- schen Versilberungsmethoden und der ApÄTHYSchen Nachvergoldungs- methode untersucht habe. Nach der Silberimprägnierung angewendet, lieferte die Nach Vergoldungsmethode nach Lenhossek (29) die schönsten Resultate.

Studien über d. feinere Bescliaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 289

Die Ganglienzellen erscheinen nach der Versilbernng in ihrer Struktur und in der Verteilung der Neurofibrillen sehr variabel. Das Neurofibrillen- gitter ist einmal stärker, das andre Mal schwächer gefärbt, die Fibrillen sind einmal so blaß gelbbräunlich, daß sie kaum zu sehen sind, dagegen sind das anch-e Mal sowohl die Fibrillen als auch das Somatoplasma ganz dunkel gefärbt. Manche Zellen sind so stark imprägniert, daß man in ihnen keinerlei Struktur zu unterscheiden vermag, in der Zelle ist alles schwarz verhüllt. Manche Zellen sind nur in ihrer Hälfte schwarz gefärbt, während die ancke Hälfte hell geblieben ist, und ist hier auch das Neurofibrillengitter gut zu sehen (Fig. 7). Ich bemühte mich, in meinen Abbildungen diese verschiedenen Grade der Tingierung mit verschiedenen Nuancen darzustellen.

Es sind schon mehrere Untersuchungen über die Frage vorhanden, von welchen Umständen die verschiedene Färbung der Zellen beeinflußt wird. So hatte Kowalsky (24, 25) in seinen Experimenten die Wirkung der Kälte, des Hungers und der Ermüdung untersucht. Er hatte die Erfahrung gemacht, daß alle diese Umstände die Färbung der Zellstruktur in großem Maße verändern. Nach der Wirkung der Kälte werden die NeurofÜDrillen stärker imprägniert, infolge des Hungers sind sie erst hypertrophisiert und das Gitter ist in eine peripherische und in eine perinucleäre Zone gesondert und nach einem dauernden Hunger werden die Fibrillen nur sehr blaß gefärbt. Infolge der Ermüdung bilden sich große Lakunen im Somatoplasma der Ganglienzellen, welche von den Fäden des Neurofibrillengitters abgegrenzt sind. Nach den Unter- suchungen von BouLE (9, 10) beeinflußt die Beschaffenheit des Terrains, in welchem die Regenwürmer leben, die Imprägnierung entweder in günstiger oder ungünstiger Weise. Im allgemeinen sind die Ganglien- zellen derjenigen Tiere, welche in einem sauren Terrain gesammelt sind, für die Imprägnierung günstiger; die saure Reaktion macht die chemische Zusammensetzung der Zellen für die Imprägnierung günstiger. Aus der Beobachtung, daß die Zellen in einem und demselben Schnitte entweder stärker oder schwächer, manche ZeUen sogar überhaupt nicht imprägniert sind, wird von Boule gefolgert, daß die Zellen je nach ihrem verschiedenen funktionellen Zustande eine verschiedene chemische Konstitution be- sitzen, welche für die Imprägnierung das eine Mal günstiger, das ancke Mal ungünstiger ist.

Ich hatte schon vorher die Gelegenheit, an mehreren Stellen meine Ansicht zu erklären, daß die dunklere oder hellere Färbung der Neuro- fibrillen von der der Silberimprägnierung vorhergehenden Fixierung ab- hängig ist und daß es zur vollständigen DunkeLEärbung des Neurofibrillen-

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290 Andreas von Szüts

gitters unerläßlich ist, daß das Gitter vorher einer guten, geeigneten Fixierung unterworfen sein sollte (40, 41). Die Imprägnierung gibt nur von gut fixierten Neurofibrillen ein treues Bild. Ich habe in Silber- präparaten das Bild andi-er Gewebe, namentlich des Darmepithels mit den Ganglienzellen verghchen und habe die Erfahrung gemacht, daß die Ganghenzellen ein vollständiges Bild nur dann darboten, wenn die Struktur der übrigen Gewebe gut fixiert erschien. Das Neurofibrillen- gitter der Ganglienzellen des Regenwurmes wird mit den BouLESchen (9, 10) essigsäurehaltigen Flüssigkeiten am besten fixiert. Ich konnte übrigens in meinen Präparaten cüeselben, von dem Kormalen in hohem Grade abweichenden Zellstrukturen auffinden, welche von Kowalsky (24, 25) nach verschiedenen experimentellen Eingriffen besclu-ieben sind, obgleich ich normale Tiere untersucht hatte. Ich ziehe aus meiner Be- obachtung ' die Folgerung, daß diese deformierten Zellstrukturen unter der Einwirkung der Fixierung entstanden sind. Ich werde dieses noch näher erörtern.

Apäthy unterscheidet, wie bekannt, in den Ganglienzellen des Blut- egels zwei Typen (1), in einen, den Typus G, reiht er die großen, in den andern, den Typus K, die kleineren Ganglienzellen ein. Der Körper der Zellen des Typus G ist mit dem Neurofibrillengitter vollständig und diffus umsponnen, während das Neurofibrillengitter der Zellen des Typus K in eine äußere oberflächliche — perisomale — feinfädige Zone und in eine innere — perinucleäre — grobfädige Zone gesondert ist. Zmschen den zwei Zonen sieht man helles Somatoplasma, in welchem radiäre Fibrillen ziehen, welche die beiden Zonen miteinander verbinden. Das Außengitter setzt sich in zarten FibriPen fort, welche in der Oberfläche des Zellfortsatzes laufen; vom Binnengitter läuft eine dicke Fibrille im Achsenteil des Fortsatzes. Apathy betrachtet die vorige für zellulipetal, die letztere zeUuÜfugal leitend. In den ZeUen des Typus K- sind nachher die zwei verschiedenen Arten der leitenden Fibrillen in demselben ein- zigen Fortsatze vereinigt. Dieser Typus der Ganglienzellen kommt nach Apäthy bei Lumbricus nicht vor (1, S. 620). In den GangUenzeUen sind die ein- und austretenden Fibrillen nicht in demselben einzigen Fortsatze vereinigt, das Neurofibrillengitter der ZeUe ist nicht in zwei Zonen gesondert, sondern umspinnt vollkommen das Somatoplasma, ohne mit dem Zellkern in irgendwelches Verhältnis zu kommen. In dieser Hinsicht sind die Ganglienzellen des Lumbricus den Ganghenzellen der Wirbeltiere sehr ähnlich.

BouLE (10) hatte in seiner früheren Mitteilung nachgewiesen, daß in den Ganghenzellen des Lumbricus solch ein Neurofibrillengitter

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Eegenwui-nies usw. 291

vorhanden ist, welches in der Oberfläche der Zelle und um den Kern dichter, Avährend zwischen den zwei dichten Zonen es lockerer ist (S. 48). BouLE bemerkt (S. 50), daß er sehr selten auch solche Zellen gefunden hat, in welchen die Fibrillen der perinucleären Zone dicker gewesen sind, also in gewisser Hinsicht den motorischen Zellen des Typus K des Blut- egels ähnlich.

Ich habe mich schon früher für die Frage interessiert, ob die Zellen des Typus K von Apathy auch im Lwnbricus vorhanden sind? Ich habe in einem früheren Ai'tikel (40) besclirieben, daß in den Bauchgangiien mehrerer Lumbricidenarten dem Zellentypus K vollkommen ähnlich ge- baute Zellen zerstreut sind, und auf Grund dieses Befundes habe ich die GangUenzellen des Regenwurmes in drei Typen geteilt: 1. birnförmige Zellen mit diffusem Gitter; 2. multipolare Zellen mit cUffusem Gitter; 3. birnförmige, dem Typus K-Zellen ähnhche Zellen. Ich habe hervor- gehoben, daß man in der richtigen Beurteilung der Struktur der Zellen des Typus K auf die Einstellung mit der Mila'ometerschraube sehr zu achten hat. Stellt man das Objektiv hoch, auf die Oberfläche der Zelle ein, so sieht man das Flächenbild des die Oberfläche der Zelle diffus um- spinnenden Perisomalgitters, stellt man dagegen das Objektiv tiefer, auf den optischen Querschnitt der ZeUe ein, so sieht man das Durchschnitts- bild der Außenzone, ferner die radiär verbindenden Fibrillen und das Flächenbild des Perinucleargitters. In meinen Abbildungen habe ich diese zwei verschiedenen Einstellungen dargestellt.

Ferner gelang es mir im Nervensystem der Lumbricide Archaeoänlus diibiosus (Örley), sowohl vom Gehirn, als auch von den Bauchgangiien den Zellen des Typus K Apathys vollkommen ähnliche Zellen nachzu- weisen (42), und zwar sowohl mit Hilfe der RAMÖNSchen Versilberungs- ais auch der APATHYSchen Nachvergoldungsmethode (S. 75, Fig. 18 und Taf . I, Fig. 4 e).

BouLE stellt in seiner neuen Mitteilung (11) bei Lumbricus eben- falls das Vorhandensein dieser GangHenzeUen mit gesondertem Neuro- fibrillengitter fest, und er zeichnet die Zellen, wie ich schon früher in meinem zitierten Artikel (40) getan hatte, in höher und tiefer eingestellten optischen Ebenen (S. 434, Fig. 4 u. 5). Boule bemerkt ferner, daß er in den verschiedenen ZeUen so verschiedene Typen der Neurofibrilleu- gitter nachweisen konnte, daß diese außer der Grenze jeder morpho- logischen Klassifizierung liegen, und es ist nur schwer möglich, die Zellen in so streng umschriebene Typen einzureihen, wie ich in meinem zitierten Artikel (40) getan hatte. Ich kann auch selbst bestätigen, daß die Neuro- fibrillengitter, wie es meine weiter folgenden Beschreibungen erklären,

292 Andreas von Szüts

in den verschiedenen Zeilen so variabel sind, daß unter ihnen ent- schiedene Typen aufzustellen kaum möglich ist, und ich beabsichtige von meiner Klassifizierung nur soviel aufrecht zu erhalten, daß im Nerven- system des Lumbriais neben den Zellen mit diffusem Gitter noch die Zellen des Typus K, wie zwei extreme Fälle, vorhanden sind.

Mit Hilfe der RAMONSchen Silberimprägnierung und der Lenhossek- schen Nachvergoldung kann ich die Struktur der Ijirnförmigen Zellen mit diffusem Gitter folgenderweise darstellen (Fig. 8). Das Somato- plasma ist vollkommen homogen und klar, der runde Zellkern ist eljen- falls klar, irgendeine Struktur kann man im Kern nicht wahrnehmen, wie es im allgemeinen bei den RAMÖNschen Präparaten der Fall ist. Im Somatoplasma sieht man das Neurofibrillengitter sehr scharf und voll- kommen schwarz gefäi'bt. In dem Achsenteil des Zellfortsatzes zieht eine einzige, scharf gegrenzte Fibrille in das Innere der Zelle. Diese Fibrille teilt sich in der erweiterten Wurzel des Fortsatzes in mehrere Äste, welche ein wenig divergierend bis zum Kern laufen und im supranucleären Teil der Zelle verästelnd, Ijilden sie ein engmaschiges Gitterwerk, welches das Somatoplasma vollkommen und diffus umspinnt. Das Gitter ist in jedem Teil der Zelle gleichartig, es ist nicht in verschieden dichte Zonen gesondert. Solche Zellen kommen in den lateralen Zellgruppen des Unter- schlundganglions und der Bauchganglien vor.

Von diesem Typus sind manche Zellen in der Hinsicht abweichend, daß ihr Neurofibrillengitter weitmaschiger ist. Ich habe in den lateralen Zellgruppen des UnterschlundgangÜons öfters solche Zellen gefunden, deren lockeres, zerrissenes Gitter aus sehr weiten Maschen zusammen- gesetzt ist und deren Gitterfäden sehr dick gewesen sind (Fig. 9). Diese erinnern sehr an die Strukturen, welche nach Kowalsky (24) nach der Einwirkung des Hungers entstanden sind. Ich kann die von Boule (10) geschilderte Struktur an einer runden Zelle, welche neben der vorderen Commissur eines Bauchganghons liegt, darstellen. Das Neurofibrillen- gitter ist um den Kern sehr dicht und engmaschig, in der Oberfläche weit- maschig, und zwischen den Maschen sieht man größere, helle Lakunen (Fig. 10). Das Neurofibrillengitter mancher Zellen wurde vom Silber nur teilweise tingiert; mit diesen Zellen kann ich nachweisen, daß der Erfolg der Imprägnierung von der gelungenen Fixierung abhängig ist. Man sieht in den großen vorderen, medialen, paarigen Zellen eines Bauch- ganghons dunkles Somatoplasma, besonders einen dunklen Hof um den Kern (Fig. 11). In der klareren oberflächlichen Zone der Zelle ist ein regelmäßiges Gitter, welches bei dem perinucleären dunklen Hofe plötzlich, wie abgeschnitten, aufhört. Das kann ich nicht anders erklären, als daß

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das Fixiermittcl nur in die oberflächliche Zone der Zelle eingedrungen ist, und nur diese tadellos fixiert hat. Hier hatte auch die nachfolgende Versilberung das gut fixierte Neurofibrillengitter entsprechend impräg- niert, in dem Innern der Zelle dagegen ist das Gitter schlecht fixiert ge- wesen, das Silber hat sich also gleichartig diffus im Somatoplasma ver- teilt und hat das Somatoplasma gleichartig dunkel gefärbt.

Die Zellen des Gehirns sind für die Untersuchung der verschiedenen Modifikationen der Färbung und der verschiedenen Variationen der Gitterstrukturen sehr geeignet.

Die Struktur der kleinen Rindenzellen ist eine ganz andere, wenn man sie bei einer höheren oder tieferen Einstellung untersucht. In der Oberfläche der Zelle sieht man ein diffuses Gitter, welches die Oljerfläche vollkommen umspinnt. Stellt man dagegen die Linse auf den optischen Querschnitt der Zelle ein, dann sieht man die innere Gitterstruktur. Im hellen Somatoplasma befindet sich um den Kern ein inneres Gitter, welches mit radiären Fibrillen mit dem Außengitter rings herumlaufender zarter Fibrillen verbunden ist. Die im ganzen sternälmliche Struktur erinnert sehr an die Struktur der Zellen des Typus K (Fig. 12). Das Gitter der größeren, rundhchen Zellen ist ebenfalls in äußere und innere Gitter gesondert, welche mit radiären Fibrillen verbunden sind; diese letzteren übergrenzen helle Lacunen (Fig. 13). Die großen, birnförmigen Zellen des Gehirns sind ebenfalls zu den Zellen des Typus K zu reihen (Fig. 14). Hu: Somatoplasma ist vollkommen klar und homogen. Durch den Fortsatz dringen drei dickere, stark gefärbte Fibrillen in das Innere der Zelle ein. In der erweiterten Wurzel des Fortsatzes sind die Fibrillen etwas divergierend, dann teilt sich jede in zwei dünnere Äste, quer aus- gedehnte Fasern kann man jedoch zwischen ihnen nicht wahrnehmen, die Fibrillen treten also in die Zelle in der Weise ein, wie dies Apäthy in der motorischen ZeUe des Regenwurmes beschrieben hatte (1, S. 626). Die Fibrillen bilden im Innern des supranucleären Teiles der Zelle ein vollkommen geschlossenes, engmaschiges, von dickeren und dunkel- gefärbten Fibrillen zusammengesetztes Binnengitter. Wo die inneren Fibrillen in die Zelle eintreten, zieht je eine dünne und blassere Fibrille zur Oberfläche der Zelle. Diese läuft in der oberflächlichen Zone rings herum, wird verästelt und bildet ein dünnfädiges Gitter. Dieses Perisomalgitter ist mit dem Perinucleargitter mit dünnen Fi- brillen verbunden, welche durch die helle Somatoplasmazone in radialer Richtung ausgedehnt sind.

Ich muß bemerken, daß nach Kowalsky (24, 25) das lockere, grob- fädige, hypertrophisierte Gitter in den Ganghenzellen der Regenwürmer,

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welche unter der Glasglocke bei + 14^ C bis 5—7—8 Tage gehungert haben, später sich in zartfädiges Außengitter und grobfädiges Binnen- gitter gesondert hatte. In der äußeren Somatoplasmazone, z^^'ischen den radiären verbindenden Fibrillen hatte Kowalsky größere helle Lakunen beobachtet, er deutete nachher diese lakunisierte Struktur der Einwü'- kung der Ermüdung zu. Aus diesem Grunde konnte man die Folgerung ziehen, daß das eben geschilderte Gitter nicht der intakten, richtigen Struktur entspricht, sondern man nur die diffuse, gleichartige Gitter- struktur für richtig betrachten kann. Die Lakunen, welche von Kowalsky beschrieben sind, habe auch ich selbst in den eben geschilderten Zellen be- obachtet, obgleich ich nicht Tiere untersucht habe, welche vorher irgend- einer experimentellen Einwirkung ausgesetzt worden sind. H. Eehard (14) hat die Struktur der Ganglienzellen mit HiKe normaler Fixierungen und Fäi'bungen untersucht und fand, daß das normale Vorkommen von Vacuolen in Ganglienzellen mindestens sehr zweifelhaft, füi* die von ihm untersuchten Objekte wenigstens ganz unwahrscheinlich ist. Aus diesem Grunde bin ich auch geneigt anzunehmen, daß das lakunisierte Protoplasma und das gesonderte ]N"eurofibrillengitter nur ein Kunstprodukt der mangel- haften Fixierung darstellt. Die oberflächliche Schicht des Somatoplasmas wurde nämlich durch die Fixiermigsflüssigkeit aufgeschwellt ; infolge dieser Anschwellung sind Lakunen gebildet, welche den oberflächhchen Teil des cUffusen Neurofibrillengitters auseinanderzogen. Ferner sind hier die Neurofibrillen mangelhaft fixiert worden, und infolgedessen sind sie mit dem Silber nur blaß gefäi'bt. Später bin ich jedoch davon über- zeugt worden, daß die essigsäurehaltigen Fixierungsflüssigkeiten Boules die Ganghenzellen tadellos zu fixieren vermögen, ferner stellen sie die Struktur der übrigen Zellen, namentlich der schwer fixierbaren Darm-' epithelzellen, dem richtigen Zustande entsprechend dar. In meinen Präparaten, welche nach Boule fixiert, mit Silber imprägniert und nach Lenhossek nachvergoldet ^v^u'den, konnte ich nachher mit Hilfe der APATHYSchen Nach Vergoldung, im Somatoplasma der birnförmigen Zellen des Gehirns und in manchen großen, birnförmigen lateralen Zellen der BauchgangUen keine Lakunen wahrnehmen, die Keurofibrillenstruktur habe ich jedoch jedenfalls als ein gesondertes Gitter gefunden. Diese Struktur, welche der der Zellen des T^^dus K der Hirudineen vollkommen ähnlich ist, muß als die richtige der betreffenden Zellen betrachtet werden.

Ich habe eine große laterale ZeUe von den Bauchganglien abgebildet, welche dem Zellentypus K Apathys besonders ähnlich ist (15 Fig.). Ich habe in meiner Abbildung außer der Neurofibrillenstruktur nur die Kern-

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 295

Struktur dargestellt, die Beschaffenheit des Somatoplasmas habe ich außer acht gelassen. Leider wurde das Somatoplasma durch die Ver- goldung etwas dunkel gefärl^t, die Neurofibrillen sind jedoch tief schwarz scharf hervorgetreten, so daß man sie in einer starken Beleuchtung mit dem Zeichenapparat bis zum letzten Punkte genau und treu verfolgen konnte. In dem einzigen Fortsatze der Zelle konnte man nur die dicke, dunkel gefärbte Achsenfibrille genau sehen, die zarten oberflächlichen Fibrillen sind nur in der ]N'ähe der Zelle scharf hervorgetreten. Diese letzteren bilden in der oberflächlichen Zone der Zelle ein dünnfädiges Perisomalgitter. Die innerste, rings herundaufende Fibrille des Peri- somalgitters ist dicker, von ihr entspringen radiäre Fibrillen, welche die helle Somatoplasmazone durchsetzen. In dieser Zone sind außer den radiären Fibrillen, welche das Perisomalgitter und das Perinucleargitter miteinander verbinden, keine Fibrillen oder sonstige Gitterteile wahr- zunehmen. Das Perinucleargitter ist von dickeren Fibrillen zusammen- gesetzt, die Maschen sind gleichartig. Die von dem Perinucleargitter entspringenden Fibrillen vereinigen sich unter dem Kerne und setzen sich in der in dem Achsenteile des Fortsatzes fortlaufenden dicken Fi- brille fort.

Ich habe in meiner Mitteilung über die Ganglienzellen der Lumbri- ciden (40) nach Präparaten, welche nach Lenhossek nachvergoldet wurden, von den Bauchganglien verschiedener Lumbricidenarten den oben geschilderten Zellen vollkommen ähnliche Zellen beschrieben und abgebildet. In diesen ist mit Hilfe der Einstellung des Objektivs das Außengitter und das Binnengitter genau voneinander unterscheidbar, und infolgedessen kann man von der Zelle zwei vollkommen verschiedene Bilder anfertigen. Eines, welches bei der oberflächlichen Einstellung gezeichnet wurde, stellt das diffuse Oberflächengitter dar, welches der Perisomalzone (Außengitter) Apathys entspricht; das andre, bei einer tiefen Einstellung gezeichnete Bild stellt die verbindenden Fibrillen und das ApÄTHYSche Binnengitter oder die Perinuclearzone dar (Fig. 16). Ich kann hervorheben, daß unter den birnförmigen Zellen neben runden, aufgedunsenen Zellen auch verlängerte schlanke Zellen vorkommen. In der Struktur des Binnengitters ist der, in Hinsicht auf das Folgende, wichtige Unterschied auffallend, daß die Maschen des Binnengitters in den runden Zellen erweitert sind, während sie in den schlanken Zellen verlängert sind (Fig. 17).

Auf Grund des vorher Gesagten kann ich daher den Satz von Apathy nicht bestätigen, daß die füi* Hirudo charakteristische Art von Ganglienzellen, nämlich die Zellen des Typus K, bei Lwmbncus gar nicht

296 Andreas von Szüts

vorkommt, und daß bei lAimhriciis die ein- und austretenden Fibrillen nicht in demselben Fortsatz vereinigt sind, und daß die Neurofibrillen im Zellkörper nicht auf bestimmte Zonen beschränkt sind, sondern mit ihrem Gitterwerk das ganze Somatoplasma durchweben, ohne indessen mit dem Zellkern irgendwie in Berührung zu kommen (1, S. 620—621). Auf Grund meiner Untersuchungen betrachte ich als bewiesen, daß die Gitterstruktur in manchen großen, birnförmigen, unipolaren Ganglien- zellen von Lumbricus dem Zellentypus K von Hiruclo vollkommen ähn- lich ist. Die Zellen des Typus K kommen daher auch im Central- nervensystem von Lumbricus vor.

Ich habe noch an die abnormen, in hohem Grade deformierten Zellstrukturen zu erinnern, welche ich nach der Fixierung mit dem Ea- MÖNSchen Ammoniak-Alkohol und Ammoniak-Formol erhalten habe und welche ich der mit diesen Flüssigkeiten erzeugten mangelhaften Fixierung zuschreibe. Diese Strukturen sind sehr ähnlich denjenigen Strukturen, welche von Kowalsky (24, 25) nach der Einwirkung der Kälte, des Hungers oder mechanischer Reizung beschrieben sind. In den runden Zellen des Gehirns sieht man öfters solche deformierte Strukturen. Ein- zelne Teile der Zelle sind ganz dunkel, während an andrer Stelle statt der Neurofibrillen von dunklen Körnern zusammengesetzte Strahlen vorhanden sind (Fig. 18). Manche Zellen sind teilweise ganz dunkel, und das Neurofibrillengitter ist, wo es sichtbar ist, entweder auseinander- gezogen oder zusammengedrückt (Fig. 19). In den Kernen sieht man öfters ein oder mehrere glänzende, ki'istalloidähnliche Gebilde, welche ebenfalls von Kow^alsky nach der Einwirkung der Kälte beschrieben sind. Ich habe keinen Zweifel darüber, daß sowohl die radiär an- geordneten Körner, als auch die Kristalloide im Kern durch die Fixier- mittel hervorgerufene Kunstprodukte sind. Ich habe noch in den late- ralen, birnförmigen Zellen des Unterschlundgangiions öfters ein unregel- mäßiges, zerrissenes Gitter und in den Kernen mehrere unregelmäßige eckige Kristalloide beobachtet, das Ganze war den Abbildungen von Kowalsky äußerst ähnlich (Fig. 21). Das Fil^rillengitter ist in manchen antero-lateralen, spindelförmigen, bipolaren Zellen der Bauchganghen in- folge des mangelhaften Fixierens gänzlich aufgelöst und in Körner zer- fallen, und im Somatoplasma zerstreut sieht man diese hellbraun gefärbten Körner und gewundene, dicke Fäden. Solche Strukturen findet man besonders in den Zellen, welche der Oberfläche des Ganglions genähert liegen (Fig. 21).

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 297

Vergleicht man das in dem oljigen und in dem vorhergehenden Ka- pitel von der neurofibrillären Struktur der Nervenzellen und der Gan- glienzellen Gesagte miteinander, so ist der Zusammenklang sofort auf- fallend, welcher zwischen der Zellgestalt und zwischen der neurofibril- lären Struktur der Zelle herrscht.

In den verlängerten schlauchförmigen Nervenzellen ziehen die Neuro- fibrillen einfach parallel durch, ohne irgendein Gitter zu bilden. In den runden oder birnförmigen Ganglienzellen werden dagegen verschiedene Variationen von Gittern gebildet. In diesen kann man noch weiter den innigen Zusammenhang der Zellgestalt mit der neurofibrillären Struktur feststellen, indem, wie es oben nachgewiesen wurde, das Binnengitter der runden, aufgedunsenen Zellen von weiten, das Binnengitter der ver- längerten, schlanken Zellen dagegen von verlängerten Maschen zusammen- gesetzt ist. Auf Grund dieses innigen Zusammenhanges kann man die Neurofibrillen für die Träger und Stützen der Zellgestalt betrachten, welche von der neurofibrillären Struktur streng bestimmt wird. Sind in der Zelle nur einfach durchlaufende Fibrillen gebildet, so ist die ZeUe selbst verlängert, schlauchförmig, hatte dagegen die Zelle ein korbförmiges Gitter gebildet, so ist sie selbst rundlich, und zwar ist sie mehr oder weniger aufgedunsen, je nachdem die Maschen des Fibrillengitters ver- längert oder erweitert sind.

Das Gitter der Zellen des Typus K kann man besonders leicht für den Träger und die Stütze der Zellgestalt betrachten. Das Außengitter dient zur Stütze der Zellenoberfläche, in welcher Aufgabe es von dem Tra- jektoriensystem der radiären verbindenden Fibrillen unterstützt wird, mit dessen Hilfe das oberflächliche Gittersystem sich auf das dickfädige Binnengitter stützt. Dieses doppelte Gittersystem ist schon stark genug, um die große, gedunsene Protoplasmamasse der Zelle dauernd in un- veränderter Form zu halten.

Ich benutze übrigens die Gelegenheit, den Zusammenhang zwischen der ZeUgestalt und der neurofibrillären Struktur in den Schlußfolgerungen noch näher zu erörtern.

4. Die intermuskulären sensorisehen Ganglienzellen.

Sensorische Elemente sind bereits bei dem Regenwurm an ver- schiedenen Stellen des Hautmuskelschlauches nachgewiesen. Solche sind die Sinnesepithelzellen von Lenhossek (28) und Langdon (27), die SMiRNow-RETZiusschen freien Nervenendigungen (37, 39) im Epiderm, die HESSESchen (22) subepithelialen Sehzellen, der basiepitheliale Nerven- plexus von Dechant (12) und die verschiedenen sensorischen Zellen von

298 Andreas von Szüts

KowALSKY (25). Ich möchte auf Grund meiner Präparate gewisse große bipolare Ganghenzellen beschreiben, welche sowohl in der Nähe des Ge- hirns, als auch an jeder Region des Körpers zerstreut, teils in der Grenze der Eing- und Längsmuskellage, teils drinnen in der Ringmuskellage, zwischen den Ringmuskelfasern sich befinden. Die in der Grenze der zwei Muskellagen sich befindenden Zellen liegen unmittelbar neljen dem Ringnerv. Diese Zellen sind im Kopfsegment rundUch, anderswo sind sie jedoch mehr verlängert (Fig. 22 u. 23). Ihre Fortsätze laufen eine Weile horizontal an der Grenze der Muskellagen oder zwischen den Ring- muskelfasern, die Fortsätze mancher Zellen sind sogar verästelt. Ein Ast des verästelten Fortsatzes durchdringt die Ringmuskellage in verti- kaler Richtung und verschwindet unter dem Epiderm. In dem Proto- plasma der Zelle sieht man um den Kern einen dunkleren Hof. Der Zellkern ist rund und hell. In den Fortsätzen zieht meistens eine, oder mehrere Neurofibrillen nach der Zelle, diese wird in der Zelle verästelt und umspinnt das ganze Protoplasma mit einem dichten, gleichmaschigen Gitter. Die neurofibrilläre Struktur dieser Zellen ist also der der Ganglienzellen ähnlich. In dem nach dem Epiderm ziehenden Fortsatz laufen wellige Fibrillen.

Diese Zellen, und zwar sowohl ihre Fortsätze als auch die neuro- fibrilläre Struktur, habe ich den Abbildungen von Kowalsky, welche er über die HESSEschen subepidermalen Sehzellen mitgeteilt hatte, sehr ähnlich gefunden. Ich möchte nicht über die Ai't der physiologischen Funktion der geschilderten Zellen diskutieren, ich kann daher nicht be- haupten, daß sie Sehzellen wären, jedoch scheint mir soviel wahrschein- lich, daß sie wirklich sensorische Ganglienzellen sein sollen.

Die intermuskulären sensorischen Ganglienzellen sind einer beson- deren B?achtung wert durch die von Lenhossek (28) über die Sinneszellen des Regenwurmes aufgestellte Lehre. Nach Lenhossek sind nämlich die von ihm in der Haut nachgewiesenen Sinneszellen mit den Spinal- gangiienzellen der Wirbeltiere homolog, diese letzteren sind in die Tiefe gedrungene Hautsinneszellen, von welchen man die Phylogenese der Spinalganglienzellen ableiten kann. Außerdem sind die Ganglienzellen der Retina ebenfaEs mit den Spinalganglienzellen homolog. Dechant (12) nimmt eine interessante Stellung ein gegenüber dieser Lehre. Aus dem Grunde nämlich, daß die SiiiRNOwschen freien Nervenendigungen bei manchen einen Zweifel an der Richtigkeit der LENHOssEKSchen Lehre erregten, sagt er, daß man jene Zellen nachweisen solle, zu welchen dieso freien Nervenendigungen gehören, und welche man homolog mit den Spinalganglienzellen betrachten kann. Nach meiner Ansicht kann man

Stadien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 299

die eben beschriebenen intermuskulären bipolaren Sinnesganglicnzellen mit den Spinalganglienzellen oder mit den Ganglienzellen der Retina identifizieren. Ihre Gestalt entspricht derjenigen der jugendlichen bipo- laren Spinalganglienzellen, und ähnlich diesen entlassen sie einen Fort- satz gegen die Haut und einen Fortsatz gegen die sensorischen Nerven- centren. Die Hautsinneszellen des Regenwurmes sind in der Wirklichkeit Epithelzellen, sie können daher nicht mit Nervenzellen identifiziert werden. Die Hautsinnesepithelzellen und die intermuskulären sensorischen Gan- glienzellen bilden im Hautmuskelschlauch des Regenwurmes ein ähnliches System wie die Sinneszellen und die Ganglienzellen der Retina der höheren Tiere. Es ist also schon bei solchen niedrigen Organismen, wie der Regen- wurm, zur Aufnahme und Weiterbeschaffung von Empfindungen mit den receptorischen Hautsinneszellen das System der tiefer gelegenen, mit den Spinalganglienzellen homologen sensorischen Ganglienzellen in Ver- bindung getreten.

V. Die Struktur der centralen Fasermasse.

Nach der Theorie von Apathy (1) dringen die von den Sinneszellen des Hinido entspringenden Neurofibrillen durch die sogenannten sensori- sche Schläuche in das Innere der Ganglien, in das Neuropil oder in die centrale Fasermasse ein. In diese werden sämtliche sensorische Fasern zu dem, von äußerst feinen Neurofibrillen zusammengesetzten, zusammen- hängenden Elementargitter verschmolzen. Die von dem Elementargitter unmittelbar entspringenden receptorischen Fibrillen treten ohne Unter- brechung in die GangUenzellen, namentlich in die Zellen des Typus K ein, in welchen sie das Außengitter bilden. Es ist von der Struktur der Zellen des Typus K bekannt, daß das Außengitter mit radiären Fibrillen mit dem Binnengitter verbunden ist, von welchem eine dicke effektori- sche Fibrille im Achsenteil des Zellfortsatzes austritt, welche sich dem- nach durch die Nervenstämme aus dem Ganglion entfernt und in den Muskelfasern in äußerst feinen motorischen Elementarfibrillen verästelt. Die sämthchen receptorischen und effektorischen Fibrillen sind also mittelst der zwei eingeschalteten Gittersysteme, nämlich des Neuro- fibrillengitters der Ganghenzellen und des Elementargitters im Neuropil in einer ununterbrochenen Kontinuität miteinander.

Es wird schon von den älteren Forschern des Nervensystems der Ringelwürmer erwähnt, daß in dem Innern der Ganghen die sämtlichen Nervenfasern und Fortsätze der Zellen zu einem zusannnenhängenden Gitter verschmolzen sind. So schreibt Walter (46) 1863, Hermann (21)

300 Andreas von Szüts

1875, Vejdovsky (45) 1884 und Eisig (13) 1887. Diese Untersuchungen ■werden jedoch außer acht gelassen, weil ihnen nur die älteren Methoden zugrunde liegen.

In neuerer Zeit, nach den bekannten Untersuchungen von Apäthy, be- schrieb Peentiss (33) im Neuropil des Hirudo mit Hilfe der BETHESchen Methode Fibrillengitter zwischen den einzelnen Fibrillen und den Ver- ästelungen der Achsenfortsätze der Ganglienzellen. Diese sind jedoch nicht zu einem allgemeinen diffusen Gitter verschmolzen, der gitterartige Zusammenhang ist nur in gewissen beschränkten Territorien vorhanden und nur ein Teil der Neuronen ist dadurch verbunden, während der größte Teil der Neurofibrillen frei endet und so die übrigen Neuronen ihre Selb- ständigkeit erhalten. Nach Krawany (26) laufen im Gehirn des Lum- hricus die von den kleinen Rindenzellen entspringenden Fibrillen in der centralen Fasermasse parallel miteinander. Diese Fibrillen sind zwar nicht zu einem Gitter verschmolzen, Krawany hatte jedoch zmschen zwei solchen parallelen Fibrillen quere Anastomosen beobachtet, zwischen den Fibrillen sind also H-fürmige Anastomosen vorhanden.

Diesen Untersuchungen entgegen sind nach Van Gehuckten (44) die Präparate von Apäthy, mit welchen er das Vorhandensein des Ele- mentargitters beweisen mll, nicht so überzeugend, wde die übrigen, sie sind nicht vergoldete Schnittserien, sondern im ganzen plattgeckückte Ganglien, mit Methylenblau gefärbt, sie sind daher zur Entscheidung solcher subtilen Fragen nicht geeignet. Zu den Worten von Van Ge- huchten kann ich noch hinzufügen, daß man nicht für bevv^iesen an- nehmen kann, daß Neurofibrillen ununterbrochen vom Elcmentargitter in die Ganglienzellen, namentlich in das Außengitter der Zellen des Typus K eintreten, da doch die Entscheidung dieser Tatsache ein .Kardinalpunkt der ganzen Frage wäre.

BouLE (10) hatte in der centralen Fasermasse Anastomosen nicht gefunden, er leugnet das Existieren des Elementargitters, die centrale Fasermasse bestehe nur von durchkreuzenden Fibrillen. Boule trägt jedoch seine diesbezüglichen Untersuchungen nicht eingehender vor^ Abbildungen gibt er nicht und dieses wird von ihm dadurch begründet, daß man an den Abbildungen nicht richtig beurteilen kann, ob die Neuro- fibrillen nur ein Geflecht oder ein geschlossenes Gitter bilden, die Ab- bildungen sind daher zur Entscheidung der Hauptpunkte der Frage nicht geeignet.

Aus diesen Gründen habe ich für wünschenswert gehalten, die Frage eingehend zu studieren. Ich habe an meinen Präparaten, welche mit HiKe der Ramön- und ApÄTHYschen Methoden angefertigt sind, jeden

Studien über die feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Kegenwurmes usw. 301

Punkt der Faserung der Ganglien eingehend geprüft und ich habe eine •Lösung folgender Fragen gesucht:

1. Findet man eine Verbindung von zwei oder mehreren Neuro- fibrillen, oder befinden sich dieselben nur in Berührung oder lü'euzung^ unter einander?

2. Findet man eine Verbindung von z^Yei oder mehreren Ganglien- zellen in der Weise, daß die Neurofibrillen, welche von dem Gitter der Zelle heraustreten, außer der Zelle zu einem Elementargitter ver- schmelzen, von welchem Fibrillen ununterbrochen wieder in andre Zellen eintreten?

3. Findet man ein Elementargitter in der centralen Fasermasse, in welchem sich die von den Zellen austretenden und von andern Teilen der Ganglien kommenden oder die von den Nervenstämmen eintretenden Neurofibrillen vereinigen oder sind sämtliche Fibrillen in der centralen Fasermasse nur berührt oder durchgekreuzt voneinander?

Um eine Lösung der ersten Frage zu gewinnen, habe ich die von Krawany (26) beschriebenen H-förmigen Anastomosen geprüft. Die vordere und hintere Commissur des Gehirns erscheint in den nach den RAMON-BouLESchen Methoden versilberten und nach Lenhossek ver- goldeten Präparaten, wie zwei mächtige Bündel von tief schwarzen Fi- brillen. Zwischen ihnen sieht man dicke, hell rosa gefäi'bte Gliafaser- stränge. Diese werden von sehr dünnen, jedoch tiefschwarzen, sehr scharf auffallenden Neurofibrillen durchsetzt (Fig. 24). Li diesem Geflechte der Neurofibrillen kann man leicht die parallel laufenden Fibrillen auffinden, welche von den kleinen Rindenzellen entspringen (Fig. 24 X, y). Li «iner geringeren Vergrößerung zum Beispiel mit dem Objektiv von Reichert Nr. 7a, kann man richtig zwischen den parallel laufenden Fibrillen H-förmige Anastomosen an mehreren Stellen wahr- nehmen. Werden jedoch diese Stellen mit Homogenimmersion von Zeiss Nr. 1,40 eingehender geprüft, und werden die Fibrillen mit Hilfe der Mikrometerschraube genau verfolgt abgebildet, so wird man zu einem^ ganz eiitgegesetzten Resultat kommen.

EigentUch sind da di-ei gesonderte Neurofibrillen vorhanden. Zwei Fibrillen laufen parallel miteinander und diese werden von einer diltten, etwas dickeren Neurofibrille gekreuzt, die H-förmige, scheinbare Ana- stomose ist daher auf diese Weise entstanden. Die faeuzende Neuro- fibrille läuft über eine Strecke parallel mit den zwei andern, welche letzteren etwas entfernt voneinander liegen, während die ki'e uzende Fibrille dicht neben der einen Fibrille läuft so, daß man sie bei einer geringeren Vergrößerung nicht zu unterscheiden vermag, beide erscheinen. wie eine

302 Andreas von Sziits

einzige Fibrille. Demnach wird plötzlich, fast recht^^^nklig, die Richtung ■der dritten Fibrille geändert und die zwei parallelen Fibrillen werden von derselben gekreuzt. Ich habe in meiner Abbildung diese Durch- kreuzung mit der Unterbrechung der unten laufenden Fibrille markiert. In manchen Fällen kehrt die kreuzende Fibrille wieder zurück und kreuzt von neuem die zwei parallelen Fibrillen. Ich konnte auch unter den Fibrillen des Schlundconnectivs das Vorkommen ähnlicher Ivreuzungen konstatieren.

Ähnliche Täuschungen sind die Ursache, daß man auch an andern Stellen verschmolzene Neurofibrillen zu sehen glaubt, während diese doch in Wahrheit gesonderte Neurofibrillen sind. Ich kann solch einen Fall an zwei Zellen des Unterschlundganglions demon- strieren (Fig. 25). Hier tritt eine Zelle der lateralen Gruppe (1) und eine Zelle der antero-medialen Gruppe (2) in der Weise in Verhältnis zu- einander, daß die Fortsätze der zwei gegenüberstehenden Zellen gegen- einander laufen. Die Neurofibrillen der Fortsätze verschwinden jedoch bald von der Ebene des Schnittes und laufen, wie man sich in dem folgenden Schnitte überzeugen kann, scharf gesondert voneinander. Die scheinbare Vereinigung der Fortsätze wird von dem Umstände ver- ursacht, daß zwischen den zwei Zellen ein Bündel von Neurofibrillen (Fig. 25 n) gegen eine große, vordere, bipolare Zelle (3) läuft; diese Fibrillen sind in der Nähe der großen Zelle verästelt und geendet. Eine dicke Fibrille dieses Bündels ist zwischen den zwei gegenüberstehenden Zellen Y-förmig geteilt und ihre geteilten Äste richten sich gegen die Fortsätze der Zellen. Der eine Ast läuft eine Strecke, als wenn er di'in in dem Fortsatze der medialen Zelle (2) laufe, in Wahrheit läuft er jedoch, wie ich mich mit Hilfe des Mikrometers überzeugt habe, oberhalb des Fortsatzes, und die Zelle erreichend wird er seitwärts gecheht. Diese geteilte Fibrille erzeugt auf den ersten Blick den Eindruck, als wenn sie von den zwei gegenüberstehenden Zellen ausgetreten wäre und die austretenden Fibrillen zmschen den Zellen vereinigt und in einer einheitlichen Fibrille fortgesetzt wären. In Wahrheit ist jedoch keine Verbindung irgend einer Art zwischen den zwei Zellfortsätzen vorhanden.

Bezüglich des Verhältnisses zwischen den GangHenzellen und den von andern Stellen hinzutretenden Neurofibrillen konnte ich in dem Unterschlundganglion und in den Bauchganglien interessante Beobach- tungen machen.

In dem Unterschlundganglion läuft neben einer vorderen Median- zelle ein Bündel in dunkelbraune Perifibrillarsubstanz gehüllter Neuro- fibrillen; dies sind die Fibrillen des von dem Schlundconnectiv ein- tretenden Bündels. Die Fibrillen laufen wellenförmig, voneinander

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 303

scharf getrennt, jede mit einer besonderen Perifibrillarhülle umgeben. Mit dem Neurofil^rillengitter der genannten Ganglienzelle treten sie in keinerlei Verbindung ein, die Filirillen laufen bei der Zelle fort, wie ich mich an den folgenden Schnitten überzeugt habe, und sie treten demnach in die centrale Fasermasse ein und enden dort in der Nähe der ge- nannten vorderen Medianzelle. Man kann in der Nähe der hinteren Medianzellen ähnliche Fibrillenendigungen beobachten.

In den Bauchganglien sind einige Äste der verästelten Fibrillen der hinteren Commissur, sowie die gleichen der hinteren Seitenzellen bogen- förmig abwärts geneigt, sie kreuzen die centrale Fasermasse und in der vorderen Partie des Ganglions das von dem Nervenstamm eintretende Fibrillenbündel und werden in der Nähe der vorderen Zellen verästelt. Die Verästelung der abwärts geneigten Fibrillen habe ich in der Fig. 26 neben einer vorderen bipolaren Zelle und in der Fig. 27 neben dem Fort- satze einer vorderen medianen, birnförmigen Zelle dargestellt. In dem ersten Falle geraten die verästelten Neurofibrillen in keinerlei Berührung mit den Fortsätzen der bipolaren Zelle, sondern enden verästelt in der Nähe der Zelle. In dem zweiten Falle lo-euzen die Fibrillen den Fort- satz der birnförmigen Zelle, sie verbinden sich jedoch nicht mit demselben, sondern enden, wie im ersten Falle, ebenfalls in der Nähe der Zelle. Selbst die allerfeinsten Äste der verästelten Fibrillen sind nicht miteinander verschmolzen, sondern frei endend berühren sie sich höchstens. Eine Fibrille (a) entläßt an der mit X bezeichneten Stelle drei äußerst feine Seitenäste, von diesen wird sogar die nebenbei laufende dünne Fibrille nicht einmal berührt. An derselben Stelle wird eine dickere Fibrille von dem äußerst feinen Aste einer andern Fibrille eben nur berühi't, ohne mit derselben verschmolzen zu werden. Hier kann man keine ununterbrochene Verbindung der Neurofibrillen nachweisen, obgleich die allerfeinsten Ver- ästelungen vor Augen liegen.

Die von den Nervenstämmen eintretenden Fibrillen durchkreuzen sich entweder oder sie sind an der Eintrittsstelle Y- oder T-förmig ver- ästelt, ohne irgendeine Anastomose zu bilden. Die Y-förmig verästelten Fortsätze derjenigen Zellen, welche sich bei der Eintrittsstelle des Nerven befinden und wahrscheinlich sensorische Zellen sind (Krawany, 26), werden ebenfalls von den eintretenden Fibrillen gekreuzt, sie sind jedoch nicht mit denselben verschmolzen.

Es liegen mir sehr interessante Beobachtungen über das Verhalten gewisser Fibrillen der vorderen Commissur vor. Diese Commissurfibrillen, welche von dem Nervenstamme in die Commissur eingetreten sind, laufen in der Mitte des Ganglions in der Nähe einer Zelle (Fig. 28). Man sieht

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304 Andreas von Szüts

um diese Zelle ein korbartiges Geflecht von dicken Fibrillen, welche ich auf Grund ihrer Färbung und der Gestalt der Fibrillen für Glia- fibrillengeflecht betrachte.

Ich kann auf Grund meiner Präparate entschieden behaupten, daß diese dicken Fibrillen nicht die Verdickungen oder die verdickten Enden der Commissurfibrillen sind, welche sich um die Zelle winden, sondern daß sie ein Geflecht von den Neurofibrillen vollkommen gesonderter Gliafibrillen sind.

Die neben der Zelle herziehenden Commissurfibrillen vereinigen sich nicht mit diesem Geflecht, sie erhalten dagegen ihre Selbständigkeit und laufen gesondert in der Commissur fort. Die Commissurfibrillen kreuzen demnach die Fortsätze eines medialen bipolaren Zellenpaares und endigen in der Nähe desselben verästelt.

Man hat noch die Frage näher zu erörtern, in welcher Beziehung sich diese Neurof ibrillenendigungen und korbartigen verdickten Geflechte zu den von Ramön beschriebenen (34) pericellulären Nestern und den «Massues terminales« befinden.

Außer dem oben besprochenen korbartigen Geflecht konnte ich in meinen Präparaten mehrfach beobachten, daß die Enden der in der Nähe der Zellen endenden Neurofibrillen verdickt sind, einige enden sogar in einer kleinen Kugel oder in einer dreieckigen, spateiförmigen Aus- breitung (Fig. 25 u. 26). Nach Apäthy (4) sind die pericellulären Nester und die «Massues terminales« bloße Kunstprodukte. Die Zelle ist in- folge der Fixierung und der Versilberung geschrumpft und so entsteht eine Rinne um die Zelle in der Grundsubstanz. Die Säfte, welche von der gesdu-umpften Zelle ausgepreßt sind, werden in dieser Rinne ausgefällt und erscheinen mit dem Silber geschwärzt wie die von Ramön be- schriebenen »Massues terminales«.

Ich konnte in meinen Präparaten um die Zellen nie einen hellen Hof wahrnehmen, welcher von der Schrumpfung oder irgendeiner andern Ur- sache veranlaßt wurde. Die Grundsubstanz der Ganglien ist von der Ver- silberung gleichartig hell braungelb gefärbt und von diesem ist das dunklere Somatoplasma und das tief schwarz imprägnierte Fibrillengitter der Ganglien- zellen scharf hervorgetreten. Zwischen der Zelle und der Grundsubstanz konnte ich keine Rinne wahrnehmen, wodurch bewiesen ist, daß meine Prä- parate gut fixiert und die Zellen nicht geschrumpft gewesen sind.

Nach Ramön (34) sind die »Massues terminales« an die Zellmembran der Ganglienzellen dicht angeheftet. Der von den Neurofibrillen dahingeleitete nervöse Reiz wird durch die »Massues terminales « dem Protoplasma und mit dessen Hilfe dem Neurofibrillengitter der Ganglienzelle vermittelt.

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensj-stems d. Regenwurmes usw. 305

In meinen Präparaten konnte ich weder eine besondere Zellniendjran wahrnehmen, noch auch, daß die den »Massues terminales a ähnlichen verdickten Fibrillenenden an die Zellen angeschaltet wären. Diese Ver- dickungen befinden sich stets in einer gewissen Entfernung von der Zelle. Sie entsprechen in Wahrheit nicht den Endigungen von Neurofibrillen, sondern, wie ich mich an meinen Präparaten überzeugt habe, sind sie schief geschnittene Fibrillen, welche an ihren Enden infolge des Schneidens zerfasert sind und welche bei der Zelle weiterlaufen. Ich kann also den von mir beschriebenen Verdickungen keine andre Be- deutung zuschreiben, als daß sie infolge des Durchschneidens der Fi- brillen entstandene Kunstprodukte sind, und es ist höchst wahrschein- lich, daß die Fibrille in dem verdickten Ende nicht endet, sondern nur durchgeschnitten ist. Als Neurofibrillenendigungen sind nur die Endpunkte der allerfeinsten Äste anzusehen.

Ich kann von dem Gesagten die Folgerung ziehen, daß zwischen den Fibrillen, welche der Zelle genähert und in der unmittelbaren Nähe der- selben scheinbar enden, und zwischen der Ganglienzelle selbst keine Verbindung nachweisbar ist. Die Ganglienzelle vermag nur durch die Vermittelung der von ihrem Gitter entspringenden und im Fortsatze austretenden Fibrillen mit den außer ihnen liegenden Neurofibrillen in irgendeinen Kontakt zu treten.

Aus der Zusammenfassung der vorgetragenen Ergebnisse folgt, daß man unter den Neurofibrillen, welche in den Gittern der verschiedenen Ganglienzellen entspringen und in der centralen Fasermasse verästeln und frei enden, mit Hilfe der angewandten histologischen Methoden keine ununterbrochene Verbindung, keine Verschmelzung der Fibrillen nachzuweisen vermag. In der centralen Fasermasse sind die Neuro- fibrillen nicht zu einem geschlossenen Elementargitter verschmolzen, welches man in seiner Struktur dem Gitter der Ganglienzellen ähnUch betrachten könnte, die verästelten Fibrillen sind nur ineinander ver- flochten und mit ihren Enden berühren sie sich.

Das geschlossene NeurofibriJlengitter ist im Centralnervensystem nur eine Eigentümlichkeit der Ganglienzellen, es ist ausnahmslos nur in diesen nachweisbar und außer ihnen vermag man an keiner andern Stelle des Centralnervensystems ein geschlossenes Fibrillen- gitter zu finden. Das Neurofibrillengitter ist auf Grund der histo- genetischen Untersuchungen von Held (20) sowohl in histogenetischer Hinsicht ein endogenes Eigentum der Ganglienzellen, welches außer ihnen an keiner andern Stelle des Centralnervensystems sich zu ent- wickeln vermag.

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306 Andreas von Szüts

VI. Schlussfolgerungen.

Nach dem KoLTZOFFSchen Prinzip besitzt jede Zelle, deren Ge- stalt von der Kngelform ab\yeichend ist, ein festes Stützoerüst, mit dessen Hilfe die Zelle ihre Gestalt danernd und unverändert erhalten kann (23). Jede Zelle ist aus einem flüssigen oder wenigstens halb- flüssigen ProtoiDlasma und einem inneren, festen Stützgerüst zusammen- gesetzt, von ^yelchem die Gestalt der Zelle bestimmt und erhalten wird und welches verhindert, daß die Zelle die Kugelform wieder an- nimmt,

Goldschmidt (18) schildert die Struktur der Ganglienzellen und Nerven im Nervensystem von Ascaris nach dem IvoLTZOFFschen Prinzip, und betrachtet die Neurofibrillen sowohl in der Zelle als auch in den Fortsätzen als ein Stützgerüst, und leugnet, daß die Neurofibrillen wie specifische leitende Elemente zur Fortleitung der Reize dienen sollten. Außerdem hatte Goldschmidt (17) in der Muskelzelle von Ascaris jenes Netzwerk untersucht, welches von Apathy (2) als ein Gitter leitender Neurofibrillen beschrieljen wurde. Goldschmidt hatte zwar in morpho- logischer Hinsicht die Untersuchungen von Apathy in allem bestätigt, er beweist jedoch, daß hier kein leitendes Neurofibrillennetzwerk vor- handen ist, sondern daß die Fibrillen, welche die Zelle mit einer l3estimmten Regelmäßigkeit umspinnen, das innere Gerüst der Zellen darstellen,von welchem die Muskelzelle nach dem Aufhören der Kontraktion in ihre Ausgangsform zurückzukehren gezwungen wird.

Lexhossek (30) betrachtet die Neurofibrillen der Nervenelemente ebenfalls als ein Stützgerüst, dessen besondere Bedeutung in der Histo- genese und der Regeneration der Nervenelemente zu suchen ist. In diesen Prozessen wird nämüch der fortwachsende Achsenfortsatz mit Hilfe des Neurofibrillengerüstes mit der notwendigen Festigkeit ausgerüstet. Das neurofibrilläre Gerüst der sich entwickelnden Achsenfortsätze findet die ihm notwendige mechanische Stütze in den Neurofibrillengittern der Neuroblasten. Außerdem ist das neurofibrilläre Gerüst auch in den aus- gebildeten ruhenden Ganglienzellen und Fortsätzen vorhanden geblieben und dient ihnen zur Stütze. Hinsichtlich der Reizleitung sagt Len- hossek, daß die Reize von dem Protoplasma der Ganghenzelle und von dem Neuron in seiner Gesamtheit geleitet werden und nicht von einem gewissen, specifisch differenzierten Teil der inneren Beschaffenheit des- selben.

Diese neueren Ansichten werden von Bethe (6) scharf kritisiert. Nach Bethe (6) schien die Max ScHULTZESche Lehre von der leitenden

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 307

Funktion der Neurofibrillen vielen Physiologen bereits zu einer Zeit sehr plausibel, wo unsre Kenntnisse von der Histologie dieser Gebilde noch sehr gering waren. Seitdem sind die Kenntnisse über die Neurofibrillen durch die Untersuchungen von Apäthy und Bethe wesentlich erweitert. Trotz alledem haben die Zweifel an der Richtigkeit der Lehre von der leitenden Natur nie aufgehört und sind vor kurzem in ganz besonderer Schärfe hervorgetreten. Bethe versucht von neuem, die leitende Funktion mit der Kontinuität der Neurofibrillen und mit der Tatsache zu beweisen, daß die Perifibrillarsubstanz der Achsenfortsätze l)ci den RANViERSchen Einschnürungen unterbrochen wird. Er stellt die Frage in der Weise auf, daß der Reiz entweder von den Neurofibrillen oder von dem Proto- plasma, bzw. der Perifibrillarsubstanz geleitet wird. Indem Bethe durch seine Experimente, besonders durch die Kompression des Nerven für bewiesen betrachtet, daß die Perifibrillarsubstanz nicht nervös zu leiten vermag, können nur die NeurofibriHen die leitenden Elemente sein.

Diesen kritischen G-edankengang von Bethe kann ich nicht ohne einige Bemerkungen übergehen. Bethe meint, daß in der Ganglienzelle und in ihrem Fortsatze nichts andres vorhanden wäre, als bloß Neuro- fibrillen und die Perifibrillarsubstanz. Wo er die Frage formuliert, daß entweder die Neurofibrillen, oder das Protoplasma (bzw. Perifibrillar- substanz) das leitende Element sind, wird von ihm das Protoplasma mit der Perifibrillarsubstanz identifiziert. Ich bezweifle jedoch, daß die Perifibrillarsubstanz mit dem Protoplasma ein identischer und gleich- gestellter Begriff wäre ! Die Zellen- und Protoplasmastruktur ist doch vielleicht etwas komplizierter.

Die Gegenargumente Bethes kulminieren also in der Voraussetzung, daß die Perifibrillarsubstanz nicht nervös leitend sein kann. Dieses, in solcher Form, wird gcAviß von niemandem zu Ijehaupten gewagt, der, sobald es als sich um eine physiologische Funktion handelt, die lebende Zelle zum Gegenstand seines Studiums macht, und nicht das histo- logische Bild derselben, von welchem man nicht weiß, inwiefern es dem lebenden entspricht. Jene Annahme, daß das Protoplasma der Nervenzelle von Neurofibrillen und von Perifibrillarsubstanz zusammen- gesetzt ist, beruht nur auf den histologischen Präparaten, welche mit Neurofibrillenmethoden gefertigt sind! Es ist noch die Frage offen, ob auch das Protoplasma der lebenden Zelle nur aus diesen bestehe. Das versilberte oder vergoldete Präparat stellt das Plasma nicht in seiner Gesamtheit dar, und die Neurofibrillenmethoden Bethes sind eben darauf gegründet, daß von der Zelle erst alle andern Bestandteile ausgelöst werden, um das Neurofibrillengitter sichtbar machen zu können. In

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308 Andreas von. Szüts

den RAMÖNschen Präparaten kann man oft gar nichts von der ganzen Ganglienzelle sehen, als das bloße Neurofibrillengitter. Ich kann mich in dieser Hinsicht auf die Mikrophotogramme von Boule (11, S, 437, Fig. 6 u. 7) berufen. Ich konnte mich davon sogar an meinen eignen Präparaten oft überzeugen. Dementgegen hat man die Richtung mit Freude zu begrüßen, welche von H. Ehrhard (14) mit dem Ausspruch vertreten wird, daß, seit die neurologischen Spezialmethoden aus- gearbeitet worden sind, die Betrachtung der Nervenzellen mit den ge- wöhnlichen Methoden immer mehr in den Hintergrund getreten ist. Und doch sollte — schreibt er — eigentlich die letztere die Grundlage und die Voraussetzung für das Studium der um so viel schwerer zu deu- tenden Nervenzellenbestandteile bilden.

Es können im Protoplasma der Ganglienzelle noch bisher unbe- kannte feinere Strukturbestandteile vorhanden sein, mit deren Hilfe man in der Erklärung der physiologischen Funktion weiter kommen kann. In der Hinsicht der leitenden Funktion kann man daher vor- läufig mit Lenhossek einverstanden nur so viel erklären, daß die Reize von der lebenden Zelle in ihrer Gesamtheit produziert und fortgeleitet werden. Welche unter den Zellbestandteilen, die in dem mit Hilfe spe- zieller Methoden verfertigten mikroskopischen Präparate sichtbar sind, das leitende Element sein soll, das kann man vorläufig nicht entscheiden, weil diese feineren Strukturelemente außer der Grenze jeder physiolo- gischen Beurteilung und jedes Experimentierens liegen.

Erklären wir von einigen Seiten die Lehre von der leitenden Funktion der Neurofibrillen.

Die Grundlage der Lehre bildet eigentlich eine Analogie: die Ver- gleichung der Neurofibrillen mit den Telegraphendrähten. Sogar Bethe wurde durch diese Analogie beeinflußt, wenn er mit Begeisterung sagt, daß in den Präparaten von Apathy die Neurofibrillen tiefdunkel sich von dem ungefärbten oder nur schwach gefärbten Grunde wie die Telegraphendrähte vom hellen Himmel abheben. Bleibt man bei dieser Analogie, so hat man zu bemerken, daß seitdem durch den MARCONischen Telegraph Ijewiesen wurde, daß zur Fortleitung des Stro- mes nicht unbedingt Drähte nötig sind! Will man also mit der Fort- pflanzung des elektrischen Stromes die Fortpflanzung der Nervenreize ver- gleichen, so wird gewiß auch der letztere nicht eines drahtsystemartigen Leiters bedürfen, sondern auch auf eine andere Weise sich in dem Organis- mus fortpflanzen können, die vielleicht mit den physiologischen An- sichten eher vereinbar ist. Es wäre endlich an der Zeit, diese Idee des Telegraphen aus unserm Vorstellungskreise endgültig zu eliminieren !

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 309

Will man indessen den Nervenreiz mit dem elektrischen Strome und die Nervenelemente mit elektrischen Leitern vergleichen, so hat man die Grundlage der Analogie nicht in den metallischen Leitern, also in Tele- graphendrähten, sondern in den sekundären Leitern zu suchen, welche während der Fortleitung des Stromes eine chemische Veränderung erleiden. Die histologischen Elemente des Nervensystems enthalten ja ein flüssiges, kolloidales Protoplasma, in welchem während der Reizleitung Konzen- trationsdifferehzen auftreten. Nach der ScHiEFFERDECKER-LuGAROSchen Hypothese kann man die Reizleitung mit gewissen physikahsch-chemischen Wechselwirkungen zwischen dem Protoplasma der Nervenelemente und den Neurofibrillen erläutern. Daß diese Wechselwirkungen mit einer Geschwindigkeit eintreten können, welche von der schnellen Fortpflanzung des Nervenreizes postuliert wird, bezweckt die umfangreiche Verteilung des neurofibrillären Netzes, infolge deren die Berührungsfläche der zwei Systeme kolossal vergrößert wird. Dementgegen halte ich für wahr- scheinlich, daß bei der Reizleitung die physikahsch-chemischen Wechsel- wirkungen zwischen dem Neuron und zwischen den umgebenden Geweben eine Rolle spielen. Der äußere Reiz nämUch, welcher wie die Aktion der in dem Nervensystem sich abspielenden Reaktion wirkt, erzeugt eine Änderung in sämtHchen Zellen des Organismus. Diese Veränderung des physikalisch-chemischen Zustandes wird infolge der umfangreichen Be- rührungsfläche schnell auf die reichen Verästelungen der Neuronen er- weitert und so wird von ihnen in den Neuronen eine Reaktion, der nervöse Reiz erzeugt. Die reiche Verästelung des Neurons vermittelt wieder den Reiz auf die umgebenden Gewebe (IVfuskeln, Drüsen usw.), und so wird das gestörte Gleichgewicht mittels der Reaktionsauslösung wieder her- gestellt. Diese Prozesse postulieren den Kontakt von Oberflächen, welche verschiedene Konzentration besitzen und welche voneinander durch semipermeable Membranen getrennt sind. In dem Neuron und in den berührenden Geweben befindet sich ein flüssiges kolloidales Proto- plasma, in welchem mit Hilfe der eintretenden Konzentrationsdifferenzen und andrer physikalisch-chemischen Veränderungen die Prozesse der Reiz- leitung sich abspielen können. Physiologische Prozesse und Änderungen kann man sich nur in den flüssigen, gelösten Bestandteilen des Proto- plasmas vorstellen, die festen Strukturen sind dagegen bloß als ein Stütz- gerüst zu betrachten, wie dies bereits von Kölliker betont wurde. In der Beurteilung der neurofibrillären Struktur bleibt nichts übrig, als sie ebenfalls als ein Stützgerüst zu betrachten. Von Bethe (7) wurde zwar solch eine Anwendung des KoLTZOFFSchen Prinzipes kritisiert, indem nach Bethe, wie die PLATEAuschen Flüssigkeitsfiguren bewiesen, das

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feste Gerüst nur in dem Falle die Gestalt des Flüssigkeitstropfens bestimmen kann, wo das Gerüst sich an der Oberfläche der Flüssigkeit befindet oder die Oberfläche berührt, das neurofibrilläre Gerüst ist dagegen stets im Innern der Zelle intraplasmatisch gelagert. Ferner ist der Oberflächench'uck, mit. welchem das Gerüst Gleichgewicht halten muß, ein so großer, daß zur Erhaltung des Gleichgewichts die Festigkeit der Fibrillen die des härtesten Stahles vielmals übertreffen muß. Es ist dagegen noch nicht entschieden, ob die physikalischen Gesetze in derselben Weise auch bei den lebenden Zellen zur Geltuns: kommen. Außerdem kann man das Protoplasma der Zellen nicht als einen homogenen Flüssigkeitstropfen betrachten; das Protoplasma ist vielmehr eine zähflüssige Substanz, welche an dem inneren festen Gerüst nach der Analogie haften kann, wie die Muskehi an den Skeletteilen haften. Die sicherste Grundlage für die Beurteiluno- des neurofibrillären Gerüstes bildet das, was man sehen kann, also das, was man auf Grund von morphologischen Bildern entscheiden kann. Und diese Bilder, wie ich schon vorher erklärt habe, beweisen bestimmt, daß die Gestalt der Zelle mit ihrer neurofibrillären Struktur innig zusammen- hängt. In den verlängerten, spindel- oder schlauchförmigen Nerven- zellen sind nur parallel herüberziehende Fibrillen, in den runden Gan- glienzellen sind dagegen Gitterbildungen vorhanden. Das Binnengitter der schlanken Zellen ist von verlängerten, das der mehr aufgedunsenen Zellen dagegen von erweiterten Maschen zusammengesetzt. Das fein- faserige Außengitter der runden Ganglienzellen stützt sich ferner mittels trajektorienartiger radiärer Fibrillen auf das starke, grobfaserige Binnen- gitter. Die Gestalt der Zelle wird also von der Gestalt und Struktur des neurofibrillären Gitters bestimmt, das letztere ist der Träger der Zellen- gestalt, die Zelle wird von diesem gestützt und in ihrer Gestalt dauernd erhalten.

Zur Vergleichung kann man die Beschaffenheit des Stützoerüstes in andern Zeilen, namentlich in Epithelzellen prüfen.

In den Pharj^nxepithelzellen des Regenwurmes wurden von Po- LowzoW' (32) längs verlaufende, gerade oder wellige, mit Eisenhäma- toxylin stark gefärbte Fibrillen beschrieben. Nach Polowzow sind dies kontraktile Fibrillen. Ihre physiologische Bedeutung wird folgen- derweise erläutert. Unter dem Epithel sind große Schleimch'üsen vor- handen, ihr Secret wird in die intercellulären Lücken entleert, es wird nach und nach gegen das Epithel verschoben und in den Lücken zwischen den Epithelzellen gesammelt. Zur Entfernung des gesammelten Schleimes von dem Epithel dienen die beschriebenen Fibrillen. Diese

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Fibrillen sind nämlich im Ruhezustände korkzieherartig zusammengerollt. Sobald sie zu funktionieren beginnen, werden sie gerade gespannt, infolge dessen wird die Gestalt der Epithelzelle verändert, und die Zellen pressen infolge dieser Gestaltsveränderung den zwischen ihnen angesammelten Schleim aus.

Es gelang mir früher (42, 43), ähnliche Fijjrillen in den Epiderm- zellen des Regenwurmes nachzuweisen. In meinen zitierten Abhand- lungen schien mir die Erläuterung von Polowzow wahrscheinhch und habe ich die fibrilläre Ausrüstung der Epithelzellen, welche zur Ent- fernung des Schleimes von dem Epithel dient, als ein allgemeines Zellen- organ des drüsigen Epithels betrachtet. Ich versuchte sogar, aus der Gestalt der Fibrillen ihren funktionehen Zustand nachzuweisen. Ich habe nämlich neben den entleerten Drüsen wellige, ruhende, und neben den gefüllten oder halb entleerten Drüsen gespannte, funktionierende Fibrillen gesucht. Neuestens habe ich mich jedoch davon überzeugt, daß man auf Grund dessen keine bestimmte Folgerung auf die Funktion der Fibrillen ziehen kann.

Seitdem hat noch Lore Mayer (31) sich mit diesen Fibrillen be- schäftigt. Sie hat diese im Pharynxepithel, im Epiderm in allen Re- gionen der Haut und im Epithel des Muskelmagens nachgewiesen. Die Fibrillen fehlen dagegen in den Epithelzellen des Gürtels und des Äfittel- darmes, obwohl diese Epitheüen mit Drüsen sozusagen überfüllt sind. Lore Mayer beweist, daß die Fibrillen nicht kontraktil sind, und hin- sichtlich ihrer physiologischen Bedeutung rechnet sie sie den Koltzoff- GoLDSCHMiDTschen Stützstrukturen zu^).

Ich kann die Untersuchungen und die Auffassung von Lore Mayer auf Grund der erneuten Durchprüfung meiner Präparate vollkommen bestätigen. Ich kann jedoch noch hinzu fügen, daß man zwischen dem Stützgerüst und der Gestalt der Epithelzellen denselben innigen Zu- sammenhang feststellen kann, welcher zwischen der Gestalt der Nerven- elemente und ihrem neurofibrillären Gerüst nachgewiesen wurde. In den cyHnderförmigen Epithelzellen laufen die Fibrillen in der Länge der Zelle, sie folgen der Gestalt der Zelle streng nach, das fibrilläre Gerüst

1) Ich bemerke, daß in der Abhcandlung von L. Mayer, welche im Jahre 1913 erschienen ist, meine Untersuchungen nicht erwähnt sind. Sie hebt hervor, daß es ihr in der Untersuchung auf eine kontrastreiche Färbung verschiedener Gewebe sehr ankam. Von mir wiurde dasselbe Prinzip schon im Jahre 1912 (41) betont, in einer Abhandlung, in welcher ich zur Reahsierung des postulierten starken Farbenkontrastes meine Färbung mit Eisenhämatoxyhn und Aluminiumahzarin empfohlen habe.

312 Andreas von Szüts

ist daher auch in den Epithelzellen als Träger und als Stütze der Zellen- gestalt zu betrachten.

Aus der Zusammenfassung des Vorgetragenen ist festzustellen, daß zwischen der Gestalt der Nervenelemente und zwischen der neurofibril- lären Struktur derselben eine inniger Zusammenhang vorhanden ist. Die Gestalt der Zelle ist etwa durch das neurofibrilläre Gerüst getragen, das Neurofibrillengerüst repräsentiert also den Stütz- und Festigkeitsapparat der Zelle, welcher zu mechanischen Aufgaben dient. Aus dem Vorge- tragenen folgt selbstverständhch, daß die Neurofibi^len bei der Histo- genese und Regeneration der Nervenelemente eine Rolle spielen, welche vonLENHossEK(30) erläutert wurde. Die Prozesse der Reizleitung spielen sich in dem zähflüssigen, kolloidalen Protoplasma des lebenden Neurons ab, das Neuron führt in seiner Gesamtheit sämtliche nervöse Funktionen aus. Von den im mikroskopischen Bilde des Neurons sichtbaren und specifisch differenzierten Kiementen kann man nicht sicher bestimmen, welches das specifische leitende Element ist. Die Neurofibrillen sind allerdings gröbere Strukturbestandteile des Protoplasmas, wenigstens in den imprägnierten Präparaten erscheinen sie als solche. Das Protoplasma hat gewiß eine viel feinere Struktur als die bisher bekannte. Zukünftige Forschungen können sogar noch nicht geahnte Strukturelemente nach- weisen, welche die Lösung der Funktion weiter fördern werden.

VII. Zusammenfassung.

1. Auf dem Querschnitte der BauchgangUen von verschiedenartigen Lumbriciden sind sechs Zellengruppen zu unterscheiden.

2. Die Zellen in den zwei entgegengesetzten Seiten der Ganglien werden von der RAMONSchen Versilberung im Sinne der von Apäthy nachgewiesenen Prinzipien symmetrisch tingiert.

3. In den Bauchganglien kommen außer den von Kkawany nach- gewiesenen ZeUtypen bei dem Austritt der Nervenstämme birnförmige und multipolare motorische Zellen vor, welche ihren Fortsatz an der- selben Seite unmittelbar in den Nerven entlassen.

4. Die T-förmig verästelten Fibrillen der vorderen Commissur des Gehirnganghons entspringen von den großen birnförmigen Binnenzellen.

5. Die Nervenzellen und Ganglienzellen sind voneinander verschieden, jedoch kann ich die Definition von Apäthy nicht aufrecht erhalten, weil sowohl die Ganglienzellen selbst ihre Fibrillengitter produzieren, und

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dieses sich nicht von den in die Ganglienzellen hineinwachsenden Fibrillen entwickelt, als auch, weil der Definition die specifische leitende Funk- tion der Neurofibrillen zugrunde liegt. Die Nervenzellen sind von den Ganglienzellen hauptsächlich darin verschieden, daß sie von einem Neurofibrillengitter nicht umsponnen, sondern nur von Neurofibrillen durchsetzt werden. Die Nervenzellen beteiligen sich wahrscheinlich an der Entwicklung der Neurofibrillen im Sinne der HELDschen Auffassung.

6. Die kleinen, spindelförmigen Nervenzellen habe ich in den Ring- nerven und in dem Austritt der Nervenstämme nachgewiesen. Ihre beiden Fortsätze sind gleich dick, der auf die verschiedene Dicke der Fortsätze gegründete Zweifel Boules bezüglich der histogenetischen Rolle der Neurofibrillen berührt also die LENHOssEKSche Theorie nicht.

7. Die Ganghenzellen tingieren sich mit dem Silber verschiedenartig, was von der angewandten Fixierung abhängig ist,

8. Die Zellen des Typus K sind sowohl in den Bauchganglien als auch in dem Gehirnganglion vorhanden. Ihre Struktur stellt bei verschie- dener Einstellung des Objektivs verschiedene Bilder dar, bei einer hohen Einstellung kann man das Außengitter, bei einer tiefen Einstellung das Binnengitter sehen.

9. Die Struktur der kleinen Rindenzellen des Gehirnganglions ist ebenfalls in ein perisomales und perinucleares Gitter gesondert.

10. Das Binnengitter der runden Ganghenzellen ist aus breiten, das der schlanken Zellen aus schmalen verlängerten Maschen zusammengesetzt.

11. Die intermuskulären sensorischen Ganglienzellen betrachte ich als den Spinalganglienzellen der Wirbeltiere bzw. den Ganghenzellen der Retina homolog.

12. Die H-förmige Anastomose der parallel laufenden Neurofibrillen im Neuropil des Gehirnganglions ist nur eine scheinbare, in Wirklich- keit besteht sie aus drei gesonderten und gekreuzten Fibrillen.

13. Die Anastomose der aus den Ganglienzellen austretenden Neuro- fibrillen kann ebenfalls nur eine scheinbare sein.

14. Im Neuropil berühren sich nur die Neurofibrillen untereinander, sie bilden kein Elementargitter, in dem Centralnervensystem ist ein Fibrillengitter nur in den Ganglienzellen vorhanden, welches somit in histogenetischer Hinsicht eine Eigentümlichkeit der Ganglienzellen ist.

15. Die Neurofibrillen endigen in der Nähe von GangUenzeUen nicht mit kugeligen oder ausgebreiteten Enden, sowohl diese als auch der helle Hof um die Zellen sind ein Kunstprodukt. Man kann als eine Endi- gung von Neurofibrillen nur die Enden der allerfeinsten Neurofibrillen ansehen.

314 Andreas von Szüts

16. Die jN'eurofibrilleii, welche neben einer mit Giiafiljrillengeflecht umsponnenen Zelle herlaufen, erhalten ihre Selbständigkeit entgegen diesem Geflecht.

17. Die Eichtigkeit des KoLTZOFFSchen Prinzips, nach welchem jede lebende Zelle aus flüssigem Protoplasma und aus festem innerem Gerüst zusammengesetzt ist, nuiß auch für die Nervenelemente, gegenüber der Kritik Bethes, aufrechterhalten werden. Das Stützgerüst der Nerven- elemente ist ihre neurofibrilläre Struktur. Es ist in mehreren Fällen gelungen, den innigen Zusammenhang zwischen der Gestalt und der neurofibrillären Struktur der Nervenelemente nachzuweisen. Die Neuro- fibrillen muß man daher für den Träger und die Stütze der Zellgestalt und nicht für specifische leitende Elemente ansehen. Die Reize werden von dem lebenden Protoplasma des Neurons in seiner Gesamtheit geleitet. Welches das specifische leitende Element unter den im miki'oskopischen Bilde des Neurons differenzierten Elementen darstellt, kann man nicht entscheiden, diese Entscheidung ist sogar überflüssig. Die Neuro- fibrillen sind nicht specifische leitende Elemente, sondern grobe stützende Gerüstbestandteile des Protoplasmas der Nervenelemente. Letzteres hat gewiß eine komphziertere und viel feinere Struktur, deren Kenntnis vielleicht auch die Interpretation der Funktion der Lösung näher bringen wird.

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316 Andreas von Szüts

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Figurenerklärung,

Tafel VIII— IX.

Sämtliche Figuren sind mit dem AsBESchen Zeichenapparat verfertigt. Die 3. Figur ist bei einer Vergrößerung des REicHERTschen Oculars 3 und Objektivs 4, die übrigen des ZEissschen Compens.-Oculars 4 und Homog. Imm.-Apert. 1,40 gezeichnet. Tubus- länge: 160 mm. Zeichenentfernung, nämlich die Höhe des oberen Ocularrandes über der Zeichenfläche: 240mm. Die Präparate, nach welchen die Figuren gezeiclmet sind, entstammen von einem mit den BouLESchen Flüssigkeiten fixierten imd nach Ramön versilberten Material. Die Schnitte sind nach der Methode Lenhosseks nachvergoldet. Ausgenommen sind die Fig. 18, 19, 20 und 21, welche mit dem RAMÖNschen Formol- Ammoniak und die Fig. 1 und 15, welche mit dem ApÄTHYSchen Sublimatalkohol fixiert und nach der Methode ApIthys nachvergoldet sind.

Fig. 1. Motorische Zelle bei dem Austritt des Nervenstamms.

Fig. 2. Sensorische Zellen Krawanys bei dem Austritt des Nervenstamms, n = das Fibrillenbündel des Nervenstamms.

Fig. 3. Querschnitt des Gehiniganglions, c = die kleinen Rindenzellen; p und Pi = birnförmige Binnenzellen; l = laterale Schaltzellen; o = Schaltzellen zum Schlund- ringe; m = centrale impaarige midtipolare Zelle; cp = hintere Commissur; ca = vordere Commissur; n = Neiu:opil.

Fig. 4. Nervenzelle im Ringnerv (= n). c = Ringmuskelfasem ; r — Ringnerv; l = Längsmuskelfaseni.

Fig. 5 u. 6. Nervenzelle ( = n) bei dem Austritt des Nervenstamms, t — Fibrillen- bündel des Nervenstamms.

Fig. 7. Halb dmikel und halb hell imprägnierte Zelle aus dem Gehirnganglion.

Fig. 8. Birnförmige Zelle von der Bauchganglienkette mit diffusem Gitter.

Fig. 9. Birnförmige Zellen des Unterschlundganglions.

Studien über d. feinere Beschaffenheit d. Nervensystems d. Regenwurmes usw. 317

Fig. 10. Zelle neben der vorderen Coramissur eines Bauchganglions, mit dichterem innerem und mit lockerem oberflächlichem Gitter.

Fig. 11. Zwei mangelhaft imprägnierte bipolare Vorderzellen eines Bauchganglions.

Fig. 12. Die kleinen Rindenzellen des Gehirnganglions, a — a = in Einstellmig auf die Oberfläche; l — in Einstellung auf den optischen Querschnitt.

Fig. 13. Größere, runde Zelle der Rinde des Gehirnganglions.

Fig. 14. Große, birnförmige Zelle Typus K des Gehirnganglions.

Fig. 15. Zelle Typus K aus der Lateralgruppe eines Bauchganglions.

Fig. 16 u. 17. Zellen Typus K von der Lateralgruppe eines Bauchganglions. A — in Einstellung auf die Oberfläche; J5 = in Einstellimg auf den optischen Quer- schnitt.

Fig. 18 u. 19. Abnormale Zellen aus dem Gehirnganglion.

Fig. 20, Abnormale Zellen aus dem Unterschlundganghon.

Fig. 21. Abnormale Zelle aus einem Bauchganghon.

Fig. 22. Intermuskidäre sensorische Ganghenzelle aus dem Kopfsegmente ( = g), c — Ringmuskelschicht; l — Längsmuskelschicht ; n — Ringnerv.

Fig. 23. Intermuskuläre sensorische Ganglienzelle aus einem Körpersegmente (— g). c = Ringmuskelschicht ; n = Ringnerv,

Fig. 24. Scheinbare H-f örmige Anastomosen {= x,y) im Neuropil des Gehim- ganglions.

Fig. 25. Scheinbare Anastomose zweier Zellen im Unterschlundganglion. 1 = Late- ralzelle; 2 == vordere Medialzelle; 3 = Vorderzelle; n — Bündel von Neurofibrillen.

Fig. 26. Die Verzweigung der zum vorderen Rande des BauchgangUons abge- bogenen Neurofibrillen ( = a) neben einer bipolaren Vorderzelle ( = c). n = FibriUen- bündel des Nervenstamms; x = Seiten verzweigmagen,

Fig. 27. Die Verzweigmig der abgebogenen Neurofibrillen neben dem Fortsatz einer biniförmigen Vorderzelle.

Fig. 28. Die Fibrillen der vorderen Commissur eines Bauchganglions neben einer mit Gliageflecht umsponnenen Zelle herlaufend.

Archiv für Zellforschurig. Bd. Xlll.

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Liik. Anst. v. Joha/aies Arndt, Jena.

Archiv für ZeUforschung . Bd. XIII.

Szüts gez.

Taf. VIII.

Kinn in Leipzig und Berlin.

LithAnst. v. Johannes Arndt, Jena,.

Archiv für Zellforschang. Bd. X/Il.

22.

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VeriagroK Wilhelm £nt h

Taf. IX.

lith.Anst.v. Johannes Arndt,Jino..

Inhalt des 2. Heftes.

Seite

J. Seiler, Das Verhalten der Geschlechtschromosomen bei Lepidopteren. Nebst einem Beitrag zur Kenntnis der Eireifuug, Samenreifnng und Befruchtung. Mit 14 Figuren im Text und Tafel V— VII 159

Andreas von Szüts, Studien über die feinere Beschaffenheit des Nerven- systems des Regenwurmes, nebst Bemerkungen über die Organi- sierung des Nervensystems. Mit Tafel VIII — IX 270

Terlag TOn Wilhelm Engelmann in Leipzig und Berlin

Zeitschrift für wissenschaftl. Zoologie

Begründet von Carl Theodor v. Siebold und Albert v. Kölliker

Herausgegeben von

Ernst Ehlers

Professor an der Universität zu Göttingen

Hundertzehnter Band, 4. Heft

Seite 481—666. Mit 81 Figuren im Text und ö Tafeln. Gr. 8. M 12.—

Inhalt: Arthur Brück, Die Muskulatur von Anodonta cellensis Schrot. Ein Beitrag zur Anatomie und Histologie der Muskelfasern. Mit 81 Figuren im Text. — S. Bogolj ubsky, Brustbein- und Schultergürtelentwicklung bei einigen Lacertilien. Mit Tafel XVII— XXI.

Hundertelfter Band, 1. Heft

Seite 1—151. Mit 35 Figuren im Text und 3 Tafeln. Gr. 8. Jl 10.—

Inhalt: Anton Mühldorf, Beiträge zur Entwicklungsgeschichte und zu den phylogene- tischen Beziehungen der Gordiuslarve. Mit 4 Figuren im Text und Tafel I— III. — Hans Blunck, Die Entwicklung des Dytiscus marginalis L. vom Ei bis zur Imago. 1. Teil. Das Embryonalleben. Mit 31 Figuren im Text.

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Ein Leitfaden für Studierende

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Auch die vorliegende neue Auflage ist dem Fortschritt der "Wissenschaft sorgfältig gefolgt, und insbesondere darf man mit Freuden konstatieren, daß die rapiden und tiefgreifenden Fort- schritte in dem neuen Erkenntnisgebiete, welches die Kolloidchemie der Wissenschaft und nicht zum wenigsten der Physiologie eröffnet hat, eine sachgemäße und eingehende Berücksichtigung erfahren haben. Zeitschrift für physikalische Chemie.

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Dies Lehrbuch besteht aus zwei Hauptteilen: einer Darstellung der experi- mentellen Morphologie und einer Biologie der Tiere und Pflanzen. Die erste, von Nußbaum bearbeitete Abteilung gibt die Tatsachen aus verschiedenen Abschnitten der Entwicklungsmechanik locker aneinandergereiht wieder. Kar- stens Übersicht der pflanzlichen Biologie zeichnet sich durch äußerst klare Disposition und Darstellung aus, während an Webers Bearbeitung der tierischen Biologie vor allem die Fülle der zusammengetragenen und gesichteten Tatsachen

erfreut Auch dieses Buch ist ein erfreuliches Symptom dafür, wie die

lange getrennt marschierenden Schwesterwissenschaften Zoologie und Botanik jetzt immer mehr sich wechselseitig durchdringen und zu einer einheitlichen Biologie verschmelzen. Münchener Medizinische Wochenschrift.

Druck von Breitkopf & Härtel in Leipzig.

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Redaktion und Verlagsbuchhandlung.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide.

Von

,A. A. Sapehin

(Odessa).

Mit Tafel X— XXVI.

Einleitung.

Die Anwendung der Methoden, welche zum Sichtbarwerden der sogenannten Chondriosomen in der tierischen Zelle dienen, auf die pflanz- lichen Objekte hat dazu geführt, daß man Gebilde, die den Chondrio- somen in der Form und in dem Verhalten zu verschiedenen chemischen Reagenzien und Farben ganz ähnlich sind, auch in der pflanzlichen Zelle entdeckt hat.

Demzufolge hat die Mehrzahl der Forscher, welche sich mit diesen Gebilden beschäftigten, sie als mit den tierischen Chondriosomen identisch anerkannt.

Nun hat die entsprechende Erforschung verschiedener Pflanzenteile gezeigt, daß sich im Urmeristem nur die chondriosomenähnlichen Körper befinden, welche sich während der weiteren Differenzierung der meri- stematischen Zellen ganz oder teilweise in die Piastiden umwandeln.

Diese Tatsache hat zu ihrer Erklärung das Erscheinen dreier ver- schiedener Hypothesen verursacht.

Nach der Meinung von Pensa, Lewitsky, Guilliermond, Foren- bacher sind die Chondriosomen das Grundelement des Plasmas und die Piastiden der erwachsenen Zellen stammen von ihnen. Den Grund für diese Hypothese gibt der Umstand, daß sich im Urmeristem nur die »Chondriosomen« befinden und daß man allen Übergangsstadien zwischen ihnen und den Piastiden der erwachsenen Zellen begegnet i).

1) NicoLOSi-RoNCATi, der einige braune Algen untersuchte, sieht, daß die Pla- stiden durch das Zusammenfließen von mehreren Chondriosomen entstehen. Leider kenne ich diese Arbeit nur nach einem Referat.

Archiv f. Zellforschnng. XIH. 21

320 ^ A. A. Sapehin

Die zweite Hypothese (Schmidt, Meyer?, Lundegardh?) nimmt an, daß die »Chondriosomen« der meristematischen Zellen nichts andres als die besonders geformten und sehr kleinen Piastiden sind. Den Grund für diese Hypothese gibt derselbe Umstand ab, nämUch; da diese chondriosomenähnlichen Körper sich in die Piastiden umwandeln, so zwingt uns nichts, die ersteren für besondere Gebilde anzunehmen; es ist am einfachsten, sie bloß für sehr junge Piastiden zu halten.

Endhch sagt die dritte Hypothese (Eudolph), daß Chondriosomen und die Piastiden Gebilde verschiedener Ordnung, voneinander ganz unabhängig sind: im Urmeristem haben die Chondriosomen sowie die Piastiden dieselbe Form und Größe, doch vergrößern sich die Piastiden während des Wachstums der Zelle, während die Chondriosomen ihre ur- sprüngKche Größe im allgemeinen behalten. Den Grund für diese Hypo- these gibt der Umstand, daß man in erwachsenen Zellen kleine Chondrio- somen und große Piastiden nebeneinander findet, und dieses Auseinander- gehen in der Entwicklung bemerkt man sehr früh, gewöhnlich gleich mit dem Anfang der Zelldifferenzierung.

Diese von Rudolph angegebene Möglichkeit kam auch mir in den Kopf und schien mir die wahrscheinlichste, als ich im Jahre 1911 an meine Untersuchungen über die Individualität der Plastide herangetreten war. Darin bestärkten mich (wie auch Rudolph): erstens die gleich- zeitige Anwesenheit großer Piastiden und kleiner ))Chondriosomen« in erwachsenen Zellen, und zweitens phylogenetische Erwägungen, denen von Rudolph analog.

Die Idee blieb jedoch ebenso hypothetisch, wie auch die beiden andern. Ihre Richtigkeit an den Samenpflanzen unbedingt zu beweisen, schien keine Möglichkeit gegeben, weil alle entsprechenden Gebilde — nach Lewitsky, Guilliermond und jetzt auch Rudolph — im Urmeristem chondriosomenähnlich sein sollten.

Darum habe ich mich mit entsprechenden Untersuchungen zu den Moosen gewendet, wo ich das eigentümliche Verhalten der Piastiden im Archesporium gerade damals entdeckt hatte, das mir die Piastiden von Zelle zu Zelle zu verfolgen erlaubte i). Diese Untersuchungen, teils an lebendigem, teils an fixiertem Material, haben mir gezeigt, daß die Plastide ihre Individualität während der ganzen phylogenetischen Entwicklung des Laubmooses behält und dabei immer viel größer als die Chondriosomen derselben Zellen ist 2).

1) BericW d. d. bot. Ges. 1913.

2) Ber. d. d. bot. Ges. 1913 (zwei vorl. Mitteilimgen).

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 321

Diese Folgerungen haben mich gezwungen, einige Untersuchungen von Lewitsky u. a. zu wiederholen und auch einige neue Samenpflanzen selbständig zu untersuchen.

Die Erörterung meiner Ergebnisse bringe ich in der umgekehiten Ordnung und beginne mit den Samenpflanzen.

Zur Erledigung dieser Arbeit brauchte ich mehrmals lebendiges Material, welches ich nur von andern Orten bekommen konnte, und dafür bin ich vielen Botanikern dankbar: an erster Stelle Herrn Prof. Dr. BoHUMiL Nemec, der mir viel noch während meines Aufenthaltes in Prag geholfen hat, dann seinen Assistenten Herrn Dozent Dr. J. Peklo und Konservator K. Mräzek; Herrn Professor des tschechischen Poly- technikums Dr. K. Kruis bin ich für die schönen Mikrophotogramme der Synapsis in vivo, und Herrn Prof. Dr. H. Winkler (Hamburg) und Kollegen K. J. Meyer (Moskau) für die Zusendung von Hepaticae zum besten Danke verpflichtet.

Samenpflanzen.

Die Untersuchungsmethodik.

Meine eigne Erfahrung überzeugte mich, daß man die Piastiden und die Chondriosomen vermittels eines jeglichen Fixators fixieren kann. Aber während die Lösungen, welche Essigsäure oder Pikrinsäure, Alkohol, Sublimat enthalten, die Piastiden und besonders die Chondriosomen nur in seltenen Fällen und stets unvollständig erhalten, fixieren die Os- miumsäure, die Chromderivate und das Formalin, in richtiger Konzen- tration genommen, die obigen Gebilde fast konstant.

Bei meinen Untersuchungen bediente ich mich verschiedener Lö- sungen, namentlich: 1. des «starken Flemming« (mit Essigsäure oder ohne dieselbe und dabei sowohl eines unverdünnten, als auch eines zur Hälfte seiner Konzentration mit Wasser verdünnten), 2. des Formahns in Gestalt einer 10— 4%igen Lösung), 3. des Kaliumbichromats (2— 3%ige) wässerige Lösung), 4. einer Mischung von Formalin und Kaliumbichromat (20 Teile gewöhnlichen Formalins + 80 Teile 3%iges Kaliumbichromat [Eegaud], oder derselbe »Regaud« + das gleiche Volumen Wasser, oder ^/s Formahn + 2/3 3%iges Kaliumbichromat, oder 2%iges Kahum- bichromat 50 Volumteile + 10%iges Formalin 50 Volumteile). Am besten fixierte bei mir die Flüssigkeit, welche aus Kaliumbichromat und Formalin zusammengesetzt war, besonders diejenige, welche in der obigen Zusammenstellung zuletzt angeführt worden ist. Gute Resultate gibt

21*

322 A. A. Sapghin

auch das Formaliii, aber hauptsächlich bei nicht zu großen Konzentra- tionen (4—5%). Starke Lösungen, besonders starke Mischungen von Osmium und Chromsäure bilden überhaupt schlechte Fixationsmittel, da sie oft die Piastiden deformieren, die Chondriosomen jedoch sehr oft ganz zerstören und Bilder, wie sie in einer großen Anzahl von Abbildungen in der ersten Arbeit von Lewitskyi) und auch bei einigen andern For- schern wiedergegeben worden sind. Hefern.

Es sei bemerkt, daß man fast in jeder Präparatenserie starken Schwan- kungen hinsichtlich der Fixationsquahtät begegnet: einige Präparate erweisen sich als ganz untaughch, andre als gut oder ausgezeichnet, und zwischen diesen extremen Fällen kann man die verschiedensten Über- gänge auffinden. Ein andres Mal werden ganze Serien zerstört, bisweilen einige Präparate und sehr oft nur besondere Zellengruppen oder nur ein- zelne Zellen.

Alles das veranlaßt zu großer Vorsicht bei der Betrachtung der Bilder und verlangt ein sehr aufmerksames Studium.

Zu diesem gesellt sich noch der Umstand, daß das Rasiermesser, indem es die Zelle durchschneidet, auch die begegneten Piastiden zerteilt, und diese Reste können jeweils Bilder von Übergangsstadien geben. Deshalb muß man hauptsächUch ganze Zellen studieren und zu ganz dünnen Schnitten nur parallel, aber nicht ausschließlich Zuflucht nehmen.

Die Fixationsdauer war bei mir auch verschieden.

Anfangs folgte ich den Anweisungen von Regaud und andrer streng und ließ die Objekte im Fixator 7—14 Tage verweilen, aber sodann be- gann ich diese Frist zu verkürzen und zuletzt, ohne jeden Nachteil, bis auf 2—3 Tage. Ich bin zu der Meinung geneigt, daß auch 1 Tag sich als völlig genügend erweisen wird. Wenn dabei nicht das ganze Material sich gut fixiert, so findet das letztere auch bei langer Fixation oft statt, und die Ursache liegt hier nicht in ihrer Dauer, sondern im Gehngen oder Nichtgelingen des Anfangsmomentes. In allem andern weicht meine Methodik nicht wesenthch von der übhchen ab.

Obgleich das Alizarin + Kristallviolett auch schöne Resultate liefert, diente mir doch das Hämatoxylin besser, und in fast allen Fällen wandte ich es an.

Die Färbung führte ich wie folgt aus.

Die Schnitte verweilten in einer Eisenalaunlösung (4%) während 24 Stunden und nach einer Wasserspülung wurden sie in (1%) Häma-

1) Ber. d. d. bot. Ges. XXVIII. 1910.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 323

toxylin auf 6—8 Stunden gebracht. Nach der Waschung wurden die Schnitte einer starken Differenzierung in einer ebensolchen Alaunlös iing (2—3%) unterworfen.

In gelungenen Präparaten erweisen sich die Piastiden als dicht schwarz gefärbt (nicht selten mit bläulichem Schiller), die Chondriosomen jedoch sehen grau gefärbt aus, so daß diese Gebilde voneinander sehr leicht schon nach der Färbung zu unterscheiden sind.

Man muß nicht vergessen (und davon vergewissert man sich fast bei jedem Tritt), daß konstante Resultate fast keine einzige Färbungs- methode liefert und sich nur auf sie zu verlassen, wäre recht leicht- sinnig. Deshalb muß man in zweifelhaften Fällen auch ancb-e Angaben berücksichtigen und die einen oder die andern Schlüsse nur mit großer Vorsieht ziehen.

Beschreibung der einzelnen Repräsentanten. Elodea canadensis Michx.

In den Meristemzellen der Stengelspitze, welche unter der Epidermis liegen, werden wir eine Menge chondriosomenartiger Gebilde finden, welche den Mitochondrien und besonders den Chondriokonten ähnlich sind, und bald lang oder kurz gestreckt sind (Fig. 1, Taf. X). Einige von ihnen sehen wie kleine Fäden aus, andre sind wieder an den Enden ver- dickt, an die Teilungsfiguren der Piastiden, doch nur in Miniatur, er- innernd. Einige von diesen »Chondriosomen« sind bis auf schwarz gefärbt, andre sehen jedoch grau aus, man kann aber gewöhnhch keine scharfe Grenze zwischen den einen und den andern ziehen.

Zuweilen begegnet man solchen Präparaten, in welchen ebensolche Meristemzellen, außer den beschriebenen chondriosomenartigen Gebilden noch kugelige oder eiförmige Körperchen, welche sich schwarz färben, aufAveisen (Fig. 2, Taf. X). Was sie repräsentieren, kann ich jetzt nicht sagen, denke aber, daß sie auch das Resultat einer nicht völlig gelun- genen Fixation sein können, da sich solche Körperchen gewöhnlich ziem- lich gleichmäßig über dem ganzen Schnitt des Präparates verteilen.

Wenn wir jetzt an demselben Meristem etwas weiter von der Spitze abtreten werden, so beginnt das Bild einen andern Charakter anzunehmen. In den Zellen werden jetzt genügend klar zweifache Gebilde unterscheid- bar (Fig. 3, Taf. X): einige von den letzteren bleiben dieselben »Chon- driosomen« und sind grau gefärbt, andre jedoch erhalten eine Form, welche für die Piastiden charakteristisch ist (namentlich für die Leuko- plasten), die im Zustande der Ruhe oder der Teilung sich befinden und dicht schwarz gefärbt sind ; diese letzteren Gebilde gruppieren sich haupt-

324 A. A. Sapghin

Sächlich um den Kern, während die ersteren mehr oder weniger gleich- mäßig über die ganze Zelle verteilt sind. Je weiter wii" vom Gipfel abrücken werden, desto schärfer wird der Unterschied zwischen diesen beiden Gebilden sein. Einige »Chondriosomen« werden im allgemeinen von derselben Größe und derselben grauen Farbe sein, die andern — die Piastiden — werden größer und behalten dieselbe schwarze Färbung.

Der äußere Anbhck beider Gebilde kann sich in verschiedenen Ge- weben etwas ändern, so können z. B. die »Chondriosomen« bald kürzer oder länger oder ganz lang gestreckt sein, bald wie Chondiiokonten oder fast ausschheßhch wie Mitochondrien aussehen, — die Piastiden jedoch weisen ihre gewöhnliche Form auf, oder sie sind mehr oder weniger in die Länge gestreckt. Es war nicht meine Aufgabe diese sämtMchen FäUe zu beschreiben und ich werde nur bei der Bildung der gewöhnhchen Chloroplasten verweilen.

In den sehr jungen Blattzellen (Fig. 4, Taf. X) sind die Chloro- plasten nicht groß und übertreffen diejenigen, welche sich in den unteren Schichten des Meristems befinden (Fig. 3, Taf. X) nur um ein wenig; man kann sie von den Chondriosomen mit genügender Leichtigkeit und Exaktheit unterscheiden. In den Blattzellen von mittlerem Alter (Fig. 5, Taf. X) , geschweige denn in den großen ausgewachsenen Blattzellen (Fig. 6 und 7, Taf. X) sind die schwarzen Chloroplasten schon aUzu sehr ausgeprägt, um sie auch nur einen Augenbhck mit den kleinen grauen Chondriosomen zu verwechseln. Die Chloroplasten sind hier in aUen Teilungsstadien sowohl als große als auch als ovale, bald von ge- ringem und bald von großem Umfange sichtbar. Die Chondriosomen behalten auch hier im allgemeinen dieselbe Größe und Form, wie im Meristem, obgleich sie oft auch eine größere Dimension erreichen (Fig. 6, Taf. X). In diesen Fällen tritt ihre oft anzutreffende Form — ein an beiden Enden zugedicktes oder seltener an einem Ende zugedicktes Stäbchen — sehr scharf hervor. In solch einer Form sind die Chondrio- konten erstauuMch den jungen Leukoplasten ähnüch, welche Stärke zu produzieren beginnen (siehe die Abb. von Guilliermond) ; hätten sie nicht ihre graue Färbung und vergliche man sie nicht mit den Chondrio- somen andrer Zeilen, so könnte man ohne Schwierigkeit sagen, daß das junge Leukoplasten seien, welche von dem genannten Forscher beschrie- ben und bildhch dargestellt worden sind.

Somit unterscheiden sich die Piastiden von den Chondriosomen in den Zellen höheren und mittleren Alters durch ihre dichte Färbung und durch ihre bedeutendere Größe sehr scharf, und man kann die einen mit den andern hier nicht verwechseln. In den Zellen der Stengelspitze (Abb. 3)

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 325

unweit von dem allerjüngsten Meristem kann man die schwarzen Piastiden von den grauen Chondriosomen noch genügend gut unterscheiden, aber in dem Meristem selbst (Fig. 1, Tab. XI) finden wir nur chondriosomen- artige Körperchen und, obwohl einige von ihnen dichter gefärbt sind als die andern, kann man schon keine scharfe Grenze zwischen den »Plasti- den« und den «Chondriosomen« ziehen. Deshalb können betreffs Elodea sämthche drei Hypothesen ihre Berechtigung finden, welche zur Erklärung der Plastidogenese aufgestellt worden sind.

Nur die Hypothese von Schmidt muß noch die Annahme zulassen, daß ein Teil der »Piastiden« in den heranwachsenden Zellen unent- wickelt bleibt.

Asparagus officinalis L.

Die Zellen des aller] üngsten Meristems (Fig. 8, Taf. X) sind mit einer dichten Masse chondriosomenartiger Körper, von sehr verschiedener Form, gefüllt: bald in der Form von Mitochondrien und Chondi'iomiten, oder in einer Form, welche den Chondriokonten gleich ist. Am seltensten sind »Chondriomiten« anzutreffen.

Diese chondriosomenartigen Körperchen sind ungleich gefäi'bt: einige von ihnen sehen schwarz aus, andre grau, und die dritten ^Nieder nehmen in dieser Beziehung eine mittlere Stellung ein; jedenfalls kann man zwischen allen diesen Gebilden keine scharfe Grenze ziehen.

Rudolph!) führt für analoge Zellen fast ausschUeßhch die mito- chondrienartigen Körperchen an, während LE\^^TSKY2) in denselben Zellen Gebilde sieht, welche fast ausschüeßUch den Chondriokonten ähnlich sind. Meine Beobachtungen sprechen eher zugunsten der Ansicht von Lewitsky, obgleich sie sich von seinen Angaben in zweifacher Beziehung unterscheiden: ich sehe in den Meristemzellen viel mehr »Chondriosomen« und speziell »Mitochondrien«,

Somit sieht ein jeder von uns das Meristem des Spargels etwas anders, und das wird am wahrscheinlichsten durch zwei Ursachen bedingt: erstens dadurch, daß die uns interessierende Form einigen Variationen unter- liegen kann, je nach dem Alter, den Lebensbedingungen und der Wachs- tumsschneUigkeit des Individuums, und zweitens je nach den Fixations- bcdingungen und der Natur der fixierenden Flüssigkeit. In dieser Hinsicht habe ich einige Beobachtungen gemacht , doch sind keine syste- matischen Untersuchungen in dieser Richtung von mir ausgeführt worden.

1) K. Kudolph: Ber. d. deutsch, bot. Ges. XXX. 1912.

2) G. Lewitsky: Ebd. XXVIII. 1910.

326 A. A. Sapehin

Etwas niedriger (Fig. 9, Tal. X) beginnen wir ganz klar zwischen den dünnen grauen, lang oder kurz gestreckten Chondriokonten, welche über die ganze Zelle gleichmäßig zerstreut sind, und den schwarzen abge- rundeten biskuitartigen Piastiden, welche besonders in der Nähe des Kerns lagern, zu unterscheiden. Noch niedriger, aber doch noch unweit vom Gipfel tritt dieser Unterschied zwischen den Chondriosomen und den Piastiden so stark hervor, daß er schroff in die Augen fällt (Fig. 10, Taf, X). Die Piastiden werden jedoch hier viel größer als die Chondriosomen und sind bedeutend intensiver als diese letzteren gefärbt.

Derselbe Unterschied tritt in den erwachsenen Zellen der Einde (Fig. 11 und 12, Taf. X) oder des Blattes (Fig. 13, Taf. X) noch deutlicher hervor.

Wir sehen hier große schwarze Piastiden, welche sich auf den ver- schiedenen Teilungsstadien befinden, und dünne graue Chondriosomen, welche im allgemeinen dieselbe Größe wie in den Zellen der Stengel- spitze zeigen. Wie auch dort, zeigen die Chondriosomen hier ver- schiedene Formen auf und man trifft sie in Form von Kugeln, Stäbchen, welche gewöhnhch an einem ihrer Enden verdickt sind, und in Form von langen verschieden gewundenen Fäden.

In den mittleren Teilen des Stengels an der Stelle der künftigen leitenden Elemente, besonders der Gefäße, strecken sich die Piastiden stark in die Länge aus und färben sich weniger intensiv, so daß sie oft nur mit Schwierigkeit von den Chondriosomen zu unterscheiden sind.

Solche abgeänderte Piastidenform hat schon Rudolph (1. c.) aus- führlich beschrieben, und ich werde darauf nicht eingehen.

Somit führen unsre Untersuchungen des Spargels im Prinzip zu dem gleichen Schluß, welchen wir auch beim Studium von Elodea erhielten: in den alten oder heranwachsenden Zellen unterscheiden sich die Pla- stiden scharf von den Chondriosomen durch ihre bedeutendere Größe und durch die dichtere Färbung, und zum Teil auch durch die Form, aber je näher man zu dem Gipfelmeristem schreitet, desto mehr und mehr gleicht sich dieser Unterschied aus, wobei die Chondriosomen während der ganzen Zeit ihren aDgemeinen Charakter bewahren ; die Piastiden jedoch verkleinem sich in ihrer Dimension und werden all- mähhcli den Chondriosomen ähnlich: in dem Meristem selbst finden wir jedoch fast ausschheßlich chondriosomenartige Körperchen, und obgleich sie sich untereinander durch die Farbendichte und Form unterscheiden, ist doch keine scharfe Grenze zwischen ihnen durchführbar.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 327

'to

Ewpliorbia Myrsinites L.

Bei dieser Pflanze fand ich, im Gegensatz zu den zwei vorigen, in den Meristemzellen fast ausschließlich Kügelchen (Fig. 1, Taf. XI) und sehr kurze Stäbchen, fadenförmige Gebilde Avaren hier nur als Ausnahme anzutreffen. Die Größe der beschreibenden Elemente ist nicht gleich, schwankt aber in einigen Grenzen. Dasselbe muß man auch betreffs der Färbungsintensität dieser Gebilde sagen : einige von ihnen sind schwach grau gefärbt, andre sehen ganz schwarz aus und die dritten nehmen in dieser Hinsicht eine mittlere Stellung ein.

Wenn wir um zwei bis drei Zellschichten unter das äußerste Meristem schreiten werden, so beginnt hier schon eine ganz klare Differenzierung der »chondriosomenartigen« Körper. Ein Teil der Elemente, welcher mehr oder weniger gleichmäßig über die ganze Zelle zerstreut ist, bleibt hier im allgemeinen derselbe, wie er auch im Meristem war, d. h. von nicht großer Dimension und grauer Farbe, ein andrer Teil, welcher sich um den Kern gruppiert, beginnt an Volumen zuzunehmen, zu gleicher Zeit die schwarze Farbe behaltend (Fig. 2, Taf. XI).

Noch weiter nach unten (Fig. 3, Taf. XI) tritt dieser Unterschied zwischen den Piastiden und den Chondriosomen noch schärfer hervor, ihre größte Dimension in der Kinde des Stengels (Fig. 4, Taf. XI) und in den Blättern erreichend.

Hier werden wir schon verhältnismäßig sehr große Chloroplasten finden, in verschiedenen Teilungsstadien und ebensolche kleine, wie auch in der Stengelspitze graue Chondriosomen, von verschiedener Form, obgleich hauptsächhch Mitochondrien anzutreffen sind: in vielen Zellen kann man nur diese letzteren sehen.

Wenn man jetzt die äußersten Meristemzellen (Fig. 1, Taf. XI) mit den anhegenden Nachbarzellen vergleicht, bei welchen man ohne Schwierigkeit kleine Piastiden erkennen kann (Fig. 2 und 3, Taf. XI), so wird es klar, daß ein Teil der Elemente des Meristemplasmas ohne Zweifel zu den Piastiden gehört, und ein andrer Teil zu den Chondrio- somen. Eine scharfe Grenze zwischen ihnen ist aber auch hier nicht feststellbar.

Trianea iogotensis Karst. Bei dieser Pflanze untersuchte ich junge Wurzeln. In den Meristem- zellen der Wurzelspitze von Trianea (Fig. 5, Taf. XI) finden wir chondrio- somenartige Gebilde von verschiedener Form: zum Teil werden diese Kügelchen und dünne Fäden sein, zum Teil Fäden, welche an einem oder an beiden Enden und manchmal auch in der Mitte verdickt sind.

328 ^ A. A. Sapghin

In diesen ungleichmäßig verdickten Fäden erkennen wir sogleich junge Piastiden, welche so gut von Guilliermond (1. c.) beschrieben sind; was die andern Gebilde darstellen, kann man nicht sagen, da auch die Färbung bei ihnen ungleich ist: einige von ihnen sehen grau aus, andre sind wieder schwarzgrau oder schwarz gefärbt. Dessen ungeachtet gibt es zwischen allen diesen Körpern keine scharfe Grenze.

Dasselbe Aussehen haben auch die niedriger liegenden Zellen des zentralen Teils derWm'zel und es ist notwendig, sehr weit von ihrer Spitze abzugehen, um in den Zellen die Piastiden und die Chondriosomen ge- nügend klar zu unterscheiden. Umgekehrt, in der Richtung der Rinde weisen schon die dem Meristem benachbarten Zellen (Fig. 6, Taf. XI) eine gut erkennbare Differenz zwischen den Piastiden und den Chondrio- somen auf. Die Chondriosomen sind hier klein, in Form von Mitochon- drien, Chondriokonten und Chondriomiten, und sind grau gefärbt, während die Piastiden schon größer und von schwarzer Farbe sind ; in ihnen sind auch Stärkekörner nicht selten zu beobachten. Die Piastiden dieser Zellen enden oft mit einem kleinen Schwanz, welcher auf ihre Grenese aus den kolbenartig verdickten Fäden des Meristems hinweist.

Die folgende Rindenreihe gibt in ihren Zellen (Fig. 7, Taf. XI) schon eine scharfe Grenze zwischen den Chondriosomen und den Piastiden. Die Chondriosomen werden hier wirkhch etwas größer sein, als in den eben beschriebenen Zellen, aber ihr allgemeiner Charakter bleibt der- selbe: das sind dieselben grauen Fäden und Kügelchen, wie auch dort. Umgekehrt, erreichen die Piastiden hier verhältnismäßig eine enorme Größe und besitzen ihre übliche Form, dabei zu derselben Zeit ihre eigentümliche, unterscheidende Färbung aufweisend.

Wenn man auf der Rinde weit von der Wurzelspitze dahin fort- schreitet, wo die Zellen eine ausgezogene Form angenommen und eine ver- gleichsweise enorme Dimension erreicht haben (Fig. 8, Taf. XI), so werden wir hier auch sehr große Piastiden finden, nicht selten dicht mit Stärke gefüllt, und relativ große Chondriosomen in ihren verschiedenen Formen: sowohl als Mitochondrien als auch Chondriokonten.

Diese Dimensionszunahme der Chondriosomen ist hier so groß, daß sie wider Willen die Aufmerksamkeit des Beobachters auf sich lenkt, da solche dicke Chondriosomen bei keiner von den bis jetzt untersuchten Pflanzen anzutreffen waren.

Zwischen diesen groben Chondriosomen und den dünnen Fäden der jungen Zellen kann man sämtliche allmählichen Übergänge verfolgen.

Somit ist in den Wurzeln von Trianea dieselbe Erscheinung zu be- obachten, welche uns schon aus der Beschreibung aUer vorherigen Objekte

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 329

■'&

bekannt ist: in den sich differenzierenden und in den ausgewachsenen Zellen finden wir eine scharfe Grenze zwischen den Piastiden und den Chondriosomen, in dem Meristem jedoch ist keine klare Grenze zwischen diesen Gebilden durchführbar.

Oenothera iiennis L.

Diese Pflanze zeichnet sich vor der Reihe der untersuchten und vor den bis jetzt beschriebenen Objekten dadurch aus, daß selbst in seinem Stengelmeristem Gebilde zweifacher Art anzutreffen sind, welche von- einander gewöhnhch ganz klar getrennt sind: einige von ihnen gehören zu den Piastiden, andre zu den Chondriosomen.

Bei einer normal wachsenden Stengelspitze werden wir Meristem- zellen von solch einem Aussehen finden, wie das die Fig. 9, Taf. XI, wiedergibt. Es sind hier blaßgefärbte Kügelchen sichtbar, welche über das ganze Plasma zerstreut sind und die sich manchmal zu Kettchen gruppieren; die Größe dieser Kügelchen ist nicht gleich, schwankt aber in einigen Grenzen. Unter den Kügelchen ist eine Anzahl schwarzer PJa- stiden stets sichtbar, welche teils abgerundet und oval sind, selten aus- gezogen, mit einer Durchschnürung in der Mtte, d. h. sich teilend. Außer durch ihre dichte Färbung zeichnen sich die Piastiden von den Chondriosomen auch durch ihre Größe aus: sie sind viel größer als diese letzteren, und obgleich die Dimensionen der Piastiden ebenfalls in be- stimmten Grenzen schwanken, sind doch die allerkleinsten Piastiden immer noch größer als die großen Chondriosomen.

Nur bei den schnell wachsenden Spitzen i) ist eine kleine Zahl von Zellen in dem Meristem anzutreffen (Fig. 16, Taf. XI), bei welchen die Größe der allerkleinsten Piastiden sich den Dimensionen der größten Chondriosomen nähert, und auf Wunsch oder bei ungenügender Diffe- renzierung des Präparates kann man hier Übergänge zwischen den Pla- stiden und den Chondriosomen finden.

Geht man jedoch jetzt zu den Stengeln mittleren Alters oder zu den seithchen Verzweigungen über, so tritt der Unterschied zwischen den Piastiden und den Chondriosomen auch im Meristem ebenso stark aus- geprägt auf, wie in den differenzierten Zellen.

Die Chondriosomen sind hier sehr klein (Fig. 11 und 12, Taf. XI) und grau gefärbt; am allermeisten sind hier Mitochondi'ien vorhanden, aber nicht selten auch Chondriomiten. Die Piastiden sind jedoch um- gekehrt gröber, als in den oben beschriebenen Zellen, und von derselben

L) Diese Pflanzen wurden in eine Orangerie gebracht.

330 A. A. Sapehin

schwarzen Farbe ; die Teilungsfiguren der Piastiden bilden auch hier keine besondere Rarität.

Hier kann man oft Piastiden mit Stärkekörnern antreffen (Fig. 13 u. 14, Taf. XI), welche, wie es scheint, die Piastiden anschwellen lassen und ihnen ein besonderes Gepräge verleihen, welches an die Piastiden erinnert, die aus den Fadenformen stammen, welche von mir für Trianea (Fig. 14, Taf. XI) und von Guilliermond (1. c.) für eine Reihe anderer Pflanzen beschrieben worden sind: namentlich ist die Plastide mit einem kurzen Schwänzchen versehen, am öftesten an einem, manchmal an zwei ihrer Enden.

Dasselbe Bild liefern auch die Meristemzellen (Fig. 15, Taf. XI) der Stengel, welche fast ganz oder völlig ihre Entwicklung beendet haben: die Chonclriosomen sind hauptsächlich als Mitochondrien vorhanden, klein und von grauer Farbe, die Piastiden sind jedoch viel größer und von schwarzer Farbe.

Bei den Zellen der embryonalen Höcker, welche sich in den Achseln der Blätter entwickeln, besonders bei den Keimlingen, besitzen die sich teilenden Piastiden eine sehr ausgezogene Form (Fig. 16, Taf. XI) und erinnern nicht selten an junge Piastiden von Trianea. Die Chondrio- somen sind auch hier immer ebenso klein und schw^ach gefärbt ; re- präsentiert werden sie hauptsächlich durch Mitochondi'ien, es sind aber auch Chondriomiten und sehr kurze Chonckiokonten anzutreffen.

Der Unterschied zwischen den Piastiden und den Chondriosomen, welcher schon im Meristem gewöhnlich genügend klar sichtbar ist, tritt noch schärfer bei den Zellen der sich differenzierenden Gewebe hervor.

In den Zellen der Rinde ist dabei eine merkliche Dimensionszunahme der Chondriosomen sehr oft zu beobachten (Fig. 17, 18 u. 19, Taf. XI), aber sie von den Piastiden zu unterscheiden ist immerhin nicht schwer, besonders in genügend durchdifferenzierten Präparaten.

Umgekehrt, in den Zellen des Mesophylls unterscheiden sich die Chondriosomen von denjenigen des Meristems gewöhnUch wenig, nur sind hier die Chondriokonten und, insbesondere, die Chondriomiten öfters anzutreffen (Fig. 20, Taf. XII). Die Piastiden treten auch hier aus dem Chondriom sowohl durch ihre Größe als auch durch ihre Färbung scharf hervor und ohne besondere Übergangsstadien. Überall kann man hier sämtliche Teilungsfiguren der Piastiden auffinden; das kann man sogar an den genügend großen Blattzellen ausführen, wo die Piastiden bedeutend größer und den Gebilden von großen Rindenzellen ähnlich sind (Fig. 21, Taf. XII).

An den ausgezogenen Zellen der Blattstiele kann man fast immer

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 331

beobachten, wie lang sich die Chondriosomen ausziehen können. In Zellen, die sich nur auszuziehen beginnen (Fig. 23, Taf. XII), trifft man Mitochondrien an und, im allgemeinen, kurze Chondriokonten, welche manchmal die Form des Buchstaben V annehmen. Die Piastiden bilden hier Stärke nur an einem ihrer Enden, welches verdickt aussieht und an junge Piastiden von Trianea, Zea usw. sodann erinnert. In den älteren Zellen sind die Piastiden viel größer und es sind zwischen den Chondriosomen nicht selten auch genügend lange Chondriokonten vor- handen (Fig. 22, Taf. XII). Die Piastiden sind hier in der für sie ge- wöhnhchen Form und in verschiedenen Teilungsstadien vorhanden. Die Chondiiokonten sind schwach an den Enden verdickt und färben sich in ihnen etwas dichter. In den sehr langen Stielzellen ziehen sich auch die Chondriosomen sehr lange aus (Fig. 24, Taf. XII). Mitochon- drien sind hier nicht oft zu finden, die Hauptmasse bilden die Chon- driokonten, welche bald kurz, bald etwas länger, oder sehr lang gestreckt sind. Sie besitzen verschiedene Verdickungen, gewöhnlich an den Enden, nicht selten aber auch in ihren mittleren Teilen. Manchmal sind auch verzweigte Formen zu beobachten. Eine erhebhche Verlängerung der Zelle übt auch, wie es scheint, eine Wirkung auf die Form der Piastiden aus, welche hier etwas ausgezogen aussehen, in schwachem Grade die- jenige Erscheinung aufweisend, welche so scharf in den langen centralen Zellen des Spargelstengels ausgedrückt ist.

Auch in diesen Zellen, sowie fast überall, unterscheiden sich die Piastiden von den Chondriosomen nicht nur durch ihre Form, sondern auch durch die Dichte ihrer Färbung.

Somit unterscheidet sich von allen uns in dieser Beziehung bekannten Pflanzen Oenothera hiennis dadurch, daß man bei ihr eine genügend klare Grenze zwischen den Piastiden und den Chondriosomen auch im Meristem sehr oft finden kann: die ersteren sind größer und von dichterer Färbung, als die zweiten. Nur bei schnell wachsenden Stengeln wird diese Differenz in der Größe und zum Teil in der Färbung sehr oft so stark ausgeghchen, daß sie auch eine andre Interpretation zuläßt.

Allgemeine Bemerkungen.

Das beschriebene Material hat uns gelehrt, daß in den heranwachsen- den und in den ausgewachsenen Zellen sich die Piastiden von den Chon- driosomen klar unterscheiden, sowohl durch ihre Größe, als auch durch die Färbung, und, im allgemeinen, auch durch die Form. Wirkliche Übergangsstadien zwischen diesen Gebilden werden wir hier nicht finden

332 , A. A. Sapehin

und außerdem können wir sämtliche Teilungsfiguren der Piastiden stets beobachten.

In sehr großen Zellen vergrößern sich nicht nur die Piastiden in ihren Dimensionen, sondern auch die Chondriosomen, wobei sie sich jedoch von den ersteren scharf unterscheiden.

In den übrigen Zellen behalten die Chondriosomen annähernd eine und dieselbe Größe dicht bis an das Meristem, während die Piastiden in der Richtung zu ihm allmähhch kleiner werden. Und dennoch kann man sie ohne besondere Schwierigkeit gewöhnlich sogar in den Geweben erkennen, welche dem Meristem anUegen, und nicht selten auch in dem Meristem selbst.

Wahrend aber, wie auch bei andern Geweben, die Piastiden sich von den Chondriosomen genügend klar unterscheiden, kann man eine gut bemerkbare Grenze zwischen den einen und den andern in den Meri- stemzellen nur in seltenen Fällen feststellen. Eine Ausnahme machen nur die langsam wachsenden Sprosse von Oenothera Uennis, wo gewöhn- lich sehr scharf sich die Piastiden auch im Meristem vom Chondriom unterscheiden. Aber in den schnell wachsenden Stengelspitzen dieser Pflanze verkleinern sich die Piastiden so, daß es nicht selten sehr schwer oder fast unmöglich ist, eine Grenze zwischen den uns interessierenden Kategorien von ZeUelementen zu ziehen. Somit gibt uns auch nicht Oenothera eine begründete Berechtigung zur kategorischen Beantwortung der gestellten Frage, und in dieser Beziehung bleiben alle drei uns be- kannten Hypothesen bestehen: die beschriebenen Gebilde der Meristem- zeUen kann man erstens als embryonale Piastiden betrachten, von welchen ein Teil, im Laufe des Wachstums der ZeUe, in den aktiven Zustand über- geht, und als Chondriosomen, von welchen ein Teil sich in den heranwach- senden Zellen in Piastiden verwandelt und zuletzt als eine Mischung von Piastiden und Chondriosomen, von gleicher Größe und Form, welche in den sich differenzierenden Zellen verschieden werden.

Deshalb war es notwendig, solch ein Objekt aufzufinden, bei welchem in aUen ZeUen embryonalen Charakters nicht nm* des Vegetationspunktes, sondern auch andrer Gewebe, sich die Piastiden besonders auszeichnen, so daß ein voller ontogenetischer Cyklus der gegebenen Pflanze erhalten wird, bei welchen eine deuthche Grenze zwischen den Piastiden und den Chondi-iosomen stets sichtbar wäre.

Als ein solches Objekt erwiesen sich, unter anderm, die Laubmoose, welche von mir im Verlaufe ihrer ontogenetischen Entwicklung von Spore zu Spore untersucht wurden. Der Auseinandersetzung der dabei erzielten Resultate sind die folgenden Abschnitte gewidmet.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 333

Laubmoose.

A. Das Verhalten der Plastiden und der Chondriosomen bei der

Sporogenese.

1. Die Plastiden.

Literatur an g ab en .

Solche sind in AVirklichkeit gar nicht vorhanden. Die Cytologie der Sporogenese bei den Laubmoosen besitzt überhaupt eine sehr arme Literatiu*. Die Ursache davon hegt wohl in den außerordenthchen ■ Schwierigkeiten, mit welchen die Fixation des sporogenen Gewebes ver- knüpft ist; sie gehngt überhaupt sehr selten, gewöhnhch jedoch werden Präparate mit einem stark zusammengeschrumpften Archesporium oder mit einem zu einer festen Masse zusammengepreßten Inhalt der Sporen- mutterzellen erhalten.

Wenn somit die Fixation sogar des Kernes (im Teilungsmoment) oft nicht gehngt, so steht es noch schhmmer mit der Fixation der Plastiden. Und am wahrscheinhchsten eben aus diesem Grunde finden wir keinen einzigen Hinweis auf die Existenz von Plastiden in dem Sporengewebe in der entsprechenden Literatur. Wenn Plastiden auch manchmal be- obachtet wurden, so wurden sie für die verschiedensten Gebilde und nur nicht für Plastiden gehalten. Diese FäUe anzuführen wird je- doch bequemer sein nach der Auseinandersetzung meiner eigenen Unter- suchungen.

Eigene Untersuchungen.

Die Methodik.

Die Untersuchung der Plastiden in dem Ai-chesporium in aUen Sta- dien seiner Entwicklung habe ich fast ausschheßhch an lebendem Material ausgeführt.

Die Präparate habe ich in folgender Weise dargestellt. Das Sporogon zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger der linken Hand fassend, habe ich es in der Richtung der Längsachse mit einem scharfen Rasier- messer in drei bis vier Plättchen zerschnitten. Mit Hilfe von Nadeln brachte ich sodann diese Plättchen auf ein Objektglas in einen Tropfen reinen Ohvenöls und bedeckte sie mit einem Deckglas.

So verfuhr ich in denjenigen FäUen, wo die Sporogonen Arche- sporien, welche noch keine Gonotokonten gebildet haben, besaßen. Im

334 A. A. Sapghin

entgegengesetzten Falle, wenn das Sporogon in sich schon Sporenmutter- zelleni) eingeschlossen enthielt, verfuhr ich etwas anders.

Ebenso wie im ersten Fall, zerschnitt ich das Sporogon, es zwischen den Fingern fassend, in der Richtung seiner Längsachse, aber nicht in einige Teile, sondern nur in zwei Teile. Beide Hälften des Sporogons brachte ich vermittels Nadeln auf ein Objektglas in einen Tropfen Olivenöl, mit der entblößten Seite, dank dem Durchschnitt, nach oben. Sodann nahm ich mit Nadeln die Columella aus beiden Sporogonhälften heraus und legte sie in denselben öltropfen, ein wenig entfernt vom Sporogon, so daß das letztere, beim Auflegen des Deckglases auf die Säulchen außerhalb des Deckglases bleiben soll.

Die Mutterzellen der Sporen schwimmen, wie bekannt, im Sporen- sack in einem besonderen Schleim. Bei der soeben beschriebenen Mani- pulation bleibt dieser Schleim, zusammen mit einer großen Anzahl von Gonotokonten, mit der Columella des Sporogons in Verbindung und wird zusammen mit ihr vermittels Nadeln ins Öl gebracht 2). Dieser Umstand bietet die Möglichkeit, die Präparate sehr lange aufzubewahren, da der Schleim, in öl und Glas verschlossen, nicht austrocknet, und die Mutterzellen der Sporen, welche in diesem Schleim schwimmen, sich in ihrem natürhchen Medium befinden.

Diese Methode besitzt wohl einen Mangel: die Gonotokonten sind des freien Sauerstoffzutritts beraubt (infolge der Umgebung des Schleims mit öl) und sind gezwungen zur intramolekularen Atmung überzugehen. Dessen ungeachtet, erwies sich diese Methode bedeutend besser, als die Übertragung der Präparate in Lösungen von Salz oder Zucker, wo der Schleim schnell verschwand und die Gonotokonten sich mit einem ihnen fremden Medium umgaben.

In den verschiedenen von mir erprobten Salzlösungen lebten die Mutterzellen der Sporen nicht länger als einen Tag, dagegen in dem für sie natürlichen Schleim, nur mit Öl umgeben (aber nur Olivenöl!), blieben die Gonotokonten (in der Masse) 4—5 Tage lebend.

Am Ende dieser Zeit wurde das Plasma der Gonotokonten sehr klar, und die Kernstrukturen traten genügend scharf hervor.

1) Mein Material wurde in einer kleinen Orangerie kultiviert, und ununterbrochen nach ihrer Form und Größe usw. die Entwicklung der Sporogonen verfolgend, koimte ich sehr rasch und genügend genau Sporogonen von notwendigem Alter erkennen.

2) Den Schleim als Medium anzuwenden ist aus dem Grunde nicht möglich, weil sehr wenig von ihm vorhanden ist, und die Luft stört, um genügend klare Bilder zu bekommen.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 335

Beim Absterban des Gonotokonten schrumpfte sein Inhalt schnell zu einem dichten Klümpclien zusannnen, dabei grobkörnig werdend (siehe die Mikrophotogramme, Taf. XIII).

Nach der Präparierung stellte sich die Mehrzahl der allotypischen Kernteilungen ein: die Ursache lag wahrscheinhch in dem Übergange zur intramolekiüaren Atmung; ich beobachtete nur einige Male die Bil- dung des synaptischen Knäuels, welche vor meinen Augen im Laufe einer kurzen Zwischenzeit vorging, und einmal beobachtete ich ein geringes Auseinanderrücken von Chromosomen in der Anaphase.

Die Bilder der Kernteilung eines Gonotokonten in vivo kann man nur bei einiger Übung beobachten: in der ersten Zeit ist es notwendig, das Präparat einige Minuten anzusehen, bevor das Auge die allerfeinsten Kernstrukturen zu unterscheiden beginnt. Später, wenn man einige Übung gewonnen hat, werden aUe diese Bilder auf einmal sichtbar, wie man nm* zum Miki'oskopieren schreitet.

, Aber auch bei Erfahrung sind manchmal einige Teilungsstadien schwer zu beobachten, namentlich in denjenigen Fällen, oder richtiger, bei denjenigen Moosarten, deren Gonotokonten an Öltropfen reich sind^). So zum Beispiel bedarf es großer Mühe, Gonotokonten von Funaria in der Metaphase und in der Diakinese usw. aufzufinden.

Die Kernstrukturen sind gewöhnlich bei der Untersuchung im künst- lichen Licht, besonders in gelblichem, am klarsten bemerkbar und ich verwendete deshalb beim Miki'oskopieren am öftesten eine gewöhnliche elektrische Lampe.

Es gelang mir, von lebendigen Objekten auch eine Reihe Miki-ophoto- gramme zu erhalten, von denen zwei in der Taf. XIII dargestellt sind.

Sie sind, unter meiner Assistenz, von Prof. K. Kruis mit Hilfe von ultravioletten Strahlen aufgenommen worden. In einigen Fällen bediente ich mich auch fixierter und gefärbter Materialien, was später im Text an entsprechenden Stellen angegeben werden wird.

Einige Objekte sind von mir parallel an lebendem und an fixiertem Material studiert worden, und dieses Studium zeigte mir, wie vorsichtig man auf die Abwesenheit von Piastiden oder auf die Gegenwart von Blepharoplasten und Centrosomen nach fixierten Präparaten schheßen nniß. Dort, wo das lebende Objekt schöne grüne Chloroplasten auf- weist, von gewöhnhcher Form und Größe, geben die fixierten Präpa- rate oft gar keine Andeutung auf eine Plastide, oder sie verändern sie bis zur UnkenntMchkeit, den Eindruck von Blepharoplasten, Centro-

1) Daß das Öl ist, beweist die Reaktion mit Osmiumsäiure (Schwärzung). Es ist aber auch möglich, daß ein Teil dieser Tropfen Mitochondrien sein werden.

Archiv f. Zellfoiscliung. XUI. 22

336 A. A. Sapghin

somen, eines Chondriosomenhaufens usw. machend. Im besten Falle ändert sich die Größe der Plastide und an fixierten Präparaten sieht sie kleiner aus als in der Wirklichkeit in lebendem Zustande.

Es sind aber natürlich auch an fixierten Präparaten richtig erhaltene Piastiden anzutreffen.

Beschreibung des Prozesses bei einzelnen Repräsentanten. Catharinea undulata (L.) Web. et M. (in vivo).

Das Gewebe, das zur Umbildung in das Archesporium bestimmt ist, unterscheidet sich von den benachbarten Geweben des Sporogons durch die Form seiner Zellen, welche gewöhnlich gradeckig und öfters fast quadratisch sind. Dazu kommt noch, daß die Zellen relativ weniger Chloroplasten besitzen, als die Zellen der benachbarten Gewebe. Dem- zufolge ist es leicht, dieses Gewebe an Schnitten dm'ch das Sporogon zu finden.

Es setzen schon die ersten Teilungen, welche zur Bildung des zu be- schreibenden Gewebes führen, die Zahl der Chloroplasten in einzelnen Zellen bis zu 4—5 herab. Die Chloroplasten verteilen sich dabei zuerst ohne eine bestimmte Ordnung in bezug auf den Kern (Fig. 1, Taf. XIV). Der Kern nimmt die Mitte der Zelle ein, oder liegt ziemlich exzentrisch; man kann ihn nach dem Nucleolus am leichtesten bemerken, der durch seine scharfen Konturen auffällt, während der Kern schwache Umrisse hat.

Aber zueinander ordnen die Chloroplasten sich so an, daß sie auf- f allsnde abgesonderte Pärchen bilden ; in den Zellen mit je fünf Chloro- plasten bleibt einer von ihnen ungepaart und liegt allein (Fig. 1 und 2, Taf. XIV).

Etwas später verändern die Chloroplasten ihre Stelle so, daß sie die Kernpole durch ihre Lage ganz klar anzeigen (Fig. 3 u. 3 a, Taf. XIV).

Während dieser ganzen Zeit teilen die Chloroplasten sich nicht und demzufolge bekommt jede junge Zelle nach nachfolgender Zellteilung eine entsprechend noch kleinere Zahl der Chloroplasten. Dort, wo die alte Zelle fünf Chloroplasten besaß (Fig. 1 u. 2, Tai. XIV), werden die jungen Zellen: die eine zwei und die andre drei (Fig. 4) von ihnen be- kommen; dort, wo dagegen vier Chloroplasten waren, bekommen die beiden jungen Zellen je zwei von ihnen (Fig. 5, Taf. XIV).

In diesen neuen Zellen bewegen die Chloroplasten sich wieder an die Kernpole; in den Zellen, wo die Zahl der Chloroplasten drei ist, stellen sich an einen Kern pol die zwei gepaarten Chloroplasten und an den andern der ungepaarte (Fig. 6, Taf. XIV); dort, wo es nur zwei Chloroplasten gibt, stellt jeder von ihnen sich an je einen der beiden Pole des Kernes

Untersuchuneen über die Individualität der Plastide. 337

'ö

(Fig. 7, Taf. XIV). Nach nachfolgender Teiking bekommen wir im ersten Falle eine Zelle mit einem Chloroplasten und die andre mit zwei dieser Gebilde (Fig. 8, Taf. XIV), so daß sie sich noch einmal teilen müssen; im zweiten Falle werden die beiden Zellen je einen Chloroplasten bekommen. Damit ist das Gewebe zum Archesporium umgewandelt.

Die Chloroplasten blieben bis jetzt relativ klein, doch von jetzt an beginnen sie sich merkbar zu verbreitern (Fig. 9, Taf. XIV und folgende); gleichzeitig verlieren sie ihre linsenartige Form (Fig. 1—8) und werden in ihrem ganzen Durchschnitt gleichmäßig dünn. Indem er sich verbreitert und verdünnt, biegt der Chloroplast sich in der Weise, daß seine Ober- fläche parallel zur Oberfläche des Kernes wird (Fig. 10, Taf. XIV), und diese Form behält der Chloroplast auch nachher in allen Zellen des Arche- spors, bis zur Metaphase der heterotypischen Teilung des Kernes der Gonotokonten.

Nachdem nun der Chloroplast in der Zelle in Einzahl bleibt, verläßt er notgedrungen seinen inaktiven Zustand, und es entspricht jetzt jeder Kern- und Zellteilung im Archesporium eine Teilung des Chloroplasten. Die Teilung erfolgt in der für dieses Körperchen gewöhnhchen Weise, Der Chloroplast dehnt sich in die Länge aus (Fig. 9 u. 10); in seiner Mitte tritt ein Einschnitt auf (Fig. 11, Taf. XIV), der immer und immer größer wird (Fig. 12 u. 13), bis er den Chloroplasten in zwei neue zerteilt. Diese gehen gegenseitig voneinander und stellen sich endlich an die Kern- pole (Fig. 14, Taf. XIV).

Nach einigen Teilungen wird der Chloroplast so dünn, daß man ihn nur an den optischen Querschnitten gut sehen kann. In dieser Zeit sieht der Chloroplast in der Zelle wie ein dünner grüner Streifen aus, der dem Kerne fast oder ganz parallel verläuft (Fig. 15 u. f., Tai XIV).

In den mehr oder weniger alten Archesporzellen verbreitert sich der Chloroplast so stark, daß er länger als der Kern wird (Fig. 16), und von oben gesehen deckt er den Kern ganz zu. Die Vermehrung des Chloro- plasten geschieht auch hier durch die gewöhnliche Zweiteilung, wobei die jungen Chloroplasten voneinander weggehen (Fig. 17) und sich an diametral gegenseitige Pole des Kernes stellen (Fig. 18, Taf. XIV).

Je näher die Bildung der Sporenmutterzellen, desto früher beginnt der Chloroplast sich zu teilen, so daß die ersten Teilungsstadien endlich schon dann zu sehen sind, wenn die Chloroplasten noch an den Kern- polen der alten Zelle stehen (Fig. 19, Taf. XIV). Zum Ende der Kern- teilung sehen wir die Chloroplasten sich schon stark ausdehnen (Fig. 20, Taf. XV) und in den neuen Zellen erreichen sie relativ große Dimen- sionen (Fig. 21, Tai XV).

22*

338 A. A. Sapehin

So geht es fort, bis die Sporenmutterzellen gebildet sind. Sie nehmen nach und nach eine kugehge Form an (Fig. 22, Taf. XV) und trennen sich voneinander, so daß sie in kurzer Zeit frei im Schleim schwimmen, der den Sporensack erfüllt.

Im jungen Gonotokonteu bleibt der Chloroplast bei dem Kerne liegen und, indem er sich in die Länge ausdehnt, führt er seine früher angefangene Teilung fort. Bei sorgfältiger Betrachtung des Kernes ent- deckt man jetzt in ihm eine feine Punktierung (Fig. 22, Taf. XV).

Mit der weiterschreitenden Ausdehnung und Teilung des Chloro- plasten zusammen fängt auch der Kern an, sein Volumen rasch zu ver- größern; seine Punktierung geht in ein Geflecht von feinen Fäden mit Knoten in bestimmten Zwischenräumen über. An der dem Chloroplasten nächsten Seite des Kernes reißen sich die Fäden von seiner Membran los und ballen sich an der gegenüberliegenden Seite zusammen. Der Kern verliert gleichzeitig seine centrale Lage in der Zelle und geht zu einer von ihren Seiten ab, und zwar in der Richtung, wohin auch die Kern- fäden sich zusammenballen.

Wir haben jetzt vor uns das Stadium, das man als Synapsis kennt (Fig. 23, Taf. XV und Phot. 2, Taf. XIII). Bei aufmerksamer Betrachtung kann man sehr oft sehen, daß je zwei Kernfäden einander paraUel verlaufen (Fig. 23 u. 25).

Der Chloroplast fährt fort, sich noch stärker zu verbreitern, so daß die künftigen jungen Chloroplasten schon vor der Teilung des alten Chloro- plasten ausgedehnt werden (Fig. 24, Taf. XV). Wenn seine Konturen nur zum Teil bemerkbar sind, scheint es, als ob wir mit zwei Chloroplasten zu tun haben (Fig. 25).

In dem Moment, wo der Chloroplast seine Teilung beendigt oder beendigt hat, fließen die Fäden jedes Paares dem Anscheine nach zu- sammen oder sie legen sich wenigstens dicht aneinander (Fig. 26 u. 27, Taf. XV).

Nach der Teilung gehen die Chloroplasten voneinander weg und nach den gegenübsrhegenden Seiten, indem sie sich kreuzweise stellen und eine neue Teilung beginnen (Fig. 28); die Parallelität der Kernfäden wird wieder gut bemerkbar (Fig. 29, Taf. XV).

Diese zweite Teilung des Chloroplasten kommt dann zu Ende, wenn sie sich an den Seiten des Kernes einander gegenüberstellen; der Kern rückt jetzt wieder zurück in die Mitte der ZeUe, und man sieht schon vier Chloroplasten im Gonotokonten ; die Kernfäden erfüllen das ganze Volumen des Kernes und fangen an, sich in die Chromosomenpärchen zusammenzuziehen (Fig. 30, Taf. XV).

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 339

In nächster Phase (Diakinesis) stellen die Chloroplasten sich in tetraedrischer Anordnnng (Fig. 31) (die Chromosomenpärchen konnte ich wahrscheinhch deshalb nicht sehen, weil die entsprechenden Zellen ziemlich stark plasmolysiert waren).

Gleich darauf verschwindet die Kernwand und wir sehen die Chromo- somen in der Mitte der Zelle in ein und derselben Ebene liegen (Fig. 32 u. 33, Taf. XV); von oben aus gesehen vollzieht sich die Verteilung der Chromosomen zu je zwei öfters ganz genau.

Zm* Zeit des Auseinandergehens der Chromosomen kann man Zug- fasern in Form von feinen, kaum bemerkbaren Fäden sehen (Fig. 34, Taf. XVI).

Die Kernspindel richtet sich so, daß ihre Achse zwischen den beiden Cliloroplastenpaaren liegt, und die Kernmassen liegen in der Interkinese in der Mitte der Linie, welche die Chloroplasten des entsprechenden Paares verbindet (Fig. 35, Taf. XVI).

Nach der zweiten Teilung sieht man Fäden zwischen den Paaren der jungen Kerne; die Fäden haben in ihrer Mitte Verdickung (Fig. 36), auf deren Stelle bald junge Scheidewände erscheinen (Fig. 37), die denGonoto- konten in vier Tetrasporen zerteilen (Fig. 38). Indem sie die Ecken ihrer Wände abrunden, trennen die Sporen sich voneinander (Fig. 39 u. 40, Taf. XVI) und werden frei.

Die Kernspindel stellt sich bei der zweiten Teilung offenbar in der Weise, daß die Chloroplasten an ihre Pole zu sitzen kommen; das ist deshall) anzunehmen, weil die jungen Kerne an je einem von den vier Chloroplasten des Gonotokonten gelegen smd, und weil jede junge Spore immer einen Chloroplasten besitzt (Fig. 40 u. 41).

Die Wand des Gonotokonten verschwindet bald nachher, und die Sporen liegen frei im Sporosack.

Der Chlor oplast der Spore fängt an, sich in die Länge auszudehnen und zu teilen (Fig. 42), und die Spore besitzt dann schon zwei Chloro- plasten (Fig. 43). Weiter sehen wir wieder ihre Teilung: entweder eines (Fig. 44) — und dann hat die Spore drei Chloroplasten (Fig. 45), oder beider (Fig. 46, Taf. XVI) — und die Spore besitzt dann schon'vier Chloroplasten.

In einigen Sporen endet damit die Vermehrung der Chloroplasten, in andern jedoch finden noch eine oder zwei Teilungen statt.

Die Spore hat also immer mehrere Chloroplasten; wenn es öfters schwer ist, sie zu bemerken, so kommt das nur davon, weil die öltröpfchen, welche die Spore erfüllen, dieses verhindern.

340 A. A. Sapghin

Fissidens adianthoides (L.) Hedw. (in vivo). •?<

Das Gewebe, welches sich in das Ai-chesporium unmittelbar umbildet, erfährt dieselben Veränderungen in bezug auf die Zahl der Chloroplasten in seinen Zellen, wie wir es schon bei Catharinea undulata gesehen haben. Diese Veränderungen habe ich dort, wie es mir scheint, ausführlich ge- nug beschrieben ; darum will ich hier nur das Hauptsächlichste erwähnen.

Die Reduktion der Chloroplastenzahl bei der Bildung des Arche- sporiums findet auch hier in der Weise statt, daß die Chloroplasten sich bei der fortgehenden Vermehrung der Zellen dieses Gewebes nicht teilen, ihre Zahl nicht vergrößern. Demzufolge bekommen die jungen Zellen bei jeder Teilung der alten Zelle immer weniger Chloroplasten; dort z. B., wo sie in Vierzahl waren (Fig. 1, Taf. XVI), werden die jungen Zellen nur je zwei Chloroplasten bekommen (Fig. 2, Taf. XVI), und nachdem auch diese Zellen sich teilen werden, werden die neuen Zellen nm' je einen Chloroplasten besitzen (Fig. 3, Taf. XVI). Damit werden wir schon das Archesporium vor uns haben.

In den jüngsten Archesporzellen unterscheidet sich der Chloroplast (Fig. 3) von den Chloroplasten der Nachbargewebe des Sporogons (Fig. 3a) zuerst gar nicht, doch biegt er sich bald dem Kerne ganz oder fast parallel an (Fig. 4, Taf. XVI). Dann fängt der Chloroplast an sich zu teilen (Fig. 5), und die jungen Chloroplasten gehen voneinander (Fig. 6, Taf. XVII) und stellen sich an die Kernpole, so daß jede junge Zelle immer je einen Chloroplasten bei der Zellteilung bekommt.

Während der folgenden Teilungen verbreitert sich der Chloroplast nach und nach (Fig. 7) und wird dabei auch immer dünner (Fig. 8 u. 11, Taf. XVII). Auch in diesen mittleren Stadien der Entwicklung des Ai'chesporiums teilt sich der Chloroplast immer entzwei, und die jungen Chloroplasten gehen voneinander nach verschiedenen Richtungen (Fig. 8 u. 9), bis sie sich an diametral gegenüberhegende Kernpole einstellen (Fig. 10). Demzufolge lassen die Chloroplasten in jedem Paar der Geschwisterzellen durch ihre Lage sofort erkennen, wo die neue Scheide sich befindet (Fig. 11, Taf. XVII).

In den ZeUen des alten Archespors sind die Chloroplasten sehr dünn und nur bleichgrün (Fig. 12 u. 13); dabei geht die Zellteilung gewöhnhch in gegenseitig senkrechten Richtungen, und an den Schnitten sehen wir die Zellen fast immer zu je vier (»Pseudotetraden«) (Fig. 14, Taf. XVII).

Im jungen Archesporium reagieren noch die Chloroplasten auf Ver- änderungen der Lichtintensität durch die bekannten Ortsveränderungen in der Zelle, aber im alten Archesporium verheren sie offenbar diese Eigen-

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 341

Schaft; entsprechende Untersuchungen habe ich jedoch nur mit jungen Archesporien gemacht. So, z. B., in einem von meinen Präparaten, das um 5 Uhr abends gemacht wurde, lagen die Chloroplasten der Archespor- zellen in der Weise, daß sie hauptsächhch im Durchschnitt gesehen wm'den. In der Nacht blieb das Präparat in einer feuchten Kammer und ich habe es erst am folgenden Tage um 8 Uhr morgens wieder untersucht: die Chloroplasten haben ihre Stelle in den Zellen über Nacht in der Weise geändert, daß sie jetzt mit der flachen Seite gesehen wurden.

Ich habe das Präparat auf dem Mikroskoptisch liegen gelassen — und um 10 Uhr, d. h. nach 2 Stunden haben die Chloroplasten sich wieder so gestellt, wie sie den Abend zuvor standen.

Im fertigen Gonotokonten beginnt das Synapsisstadium sehr früh, noch in der Zeit, wenn die sporogenen Zellen dicht aneinander hegen und nur ihre Ecken abzm-unden anfangen (Fig. 15, Taf. XVII). Es wird eine feine Punktierung im Kern ganz klar bemerkbar, welche dann später in eine fädige Struktur übergeht; der Kern fängt an, sein Volumen zu vergrößern, und die Fäden, welche jetzt knotige Verdickungen in ge- wissen Zwischenräumen zeigen, reißen sich bald von der Kernwand ab und ballen sich an einer Seite des Kernes zusammen (Fig. 15).

Dieses Abreißen der Fäden von der Kern wand erfolgt nicht momentan, sondern — wie es mir bei diesem Objekt einige Male zu beobachten ge- lungen ist — nach und nach, so daß der ganze Prozeß der Synapsis- bildung einen merkbaren Zeitraum fordert, der bei den einen Gonoto- konten kürzer, bei andern länger ist und im allgemeinen von einigen Minuten bis eine halbe Stunde dauert.

Mit den Kernfäden zusanmien bewegt sich auch der Nucleolus: er ist offenbar mit ihnen so stark verbunden, daß die Fäden ihn in ihrer Bewegung mitziehen, ohne ihn abzureißen.

Gleichzeitig mit der Bildung des synaptischen Knäuels verhert der Kern seine centrale Stelle in der Zelle und kommt einer ihrer Wände näher zu stehen, und zwar nach der Richtung, wo auch die Kernfäden sich zusammenballen.

Es verändert dabei seine Stelle auch der Chloroplast, der seine nahe Lage am Kern zu erhalten strebt.

Der synaptische Knäuel wird dann noch dichter; dies konnte ich wenigstens an demselben Präparat am nächsten Tage bemerken (Fig. 16, Taf. XVII): die Wände der Gonotokonten wurden fast ganz abgerundet und die Kernfäden in einen dichteren Knäuel zusammengebaut. Diese Zellen waren noch lebendig, me es nach ihrem ganzen Aussehen zu sehen war; tote Zellen sehen ganz anders aus (s. Miki'ophotogramme auf Taf. XIII);

342 A. A. Sapfhin

außerdem bewegten sich noch die sie erfüllenden Öltröpfchen in derselben schwankenden Bewegung, wie sie es auch am Tage vorher machten; in toten Zellen stehen sie stiU. Diese Zellen lebten noch 2 Tage, und erst fünf Tage nach der Präparierung habe ich sie tot gefunden.

Während dieses ganzen Stadiums führt der Chloroplast seine Teilung fort, welche er noch in der Z?Ue, die den Gonotokonten von sich gegeben hat, angefangen hatte. Nachdem die Teilung des Chloroplasten be- endet ist, gehen die jungen Chloroplasten voneinander und stehen sich einander gegenüber an den S?iten des Kernes auf (Fig. 17, Taf. XVII). Der synaptische Knäuel wickelt sich zu dieser Zeit ganz auseinander, und der Kern ist jetzt von Doppelfäden in aUen Eichtungen durchdrungen. Die Fäden sind sehr fein und haben knotige Verdickungen in gewissen Zwischenräumen ; die Knoten sind in jedem Paar dieser parallelen Fäden gegeneinander gesteht.

Es erfolgt nun noch eine Teilung der beiden Chloroplasten, und der Gonotokont besitzt jetzt deren vier. Ihre' Farbe, welche bis dahin bleich- grün war, verschwindet jetzt ganz, und nun haben wir Leukoplasten vor uns, doch nicht in gewöhnlicher kugeliger Form, sondern oval und flach, wie es für die Chloroplasten charakteristisch ist.

Der Kern geht zu dieser Zeit in die Diakinese über: die Chromosomen- pärchen treten sehr oft ganz deuthch hervor (Fig. 18, Taf. XVII). In dieser Zeit sind die Leukoplasten tetraedrisch angeordnet; es ist manch- mal sehr schwer sie dann zu sehen, weil sie farblos und außerdem durch zahheiche Öltröpfchen verborgen sind.

Im folgenden Stadium sehen wir, daß die Kernwand schon ver- schwunden ist und daß die Chromosomenpärchen ungefähr in derselben Ebene hegen (Fig. 19, Taf. XVIII).

In der Anaphase tritt die Kernspindel in der Mitte der Zelle ganz deuthch hervor, und zwar als ein heller Fleck, der von den Öltröpfchen fast vollkommen frei und von schwach bemerkbaren sehr feinen Zug- fasern durchdrungen ist (Fig. 20, Taf. XVIII). Diese Zugfasern sind mit einem Ende an die Chromosomen und mit dem andern an die äußere Cytoplasmaschicht angeheftet, was besonders schön 2—3 Stunden nach der Präparierung zu bemerken ist: dann löst sich der Zellinhalt von der Zellwand etwas ab (Fig. 21), und an den Stellen der Plasma- oberfläche, wo die Zugfasern angeheftet sind, erscheint eine Einbuchtung, vielleicht als Folge der Verkürzung der Zugfasern. Neben diesen Ein- buchtungen sind mehr oder weniger große lOumpen eines ölartigen Stoffes oft bemerkbar. In diesem Stadium lebten die Gonotokonten in meinen Präparaten 2—3 Tage nach der Präparierung.

Untersuchuno;en über die Individualität der Plastide. 343

'b

Die Kernspindel der ersten Teilung ordnet sich in der Zelle so an, daß ihre lange Achse zwischen beiden Leukoplastenpaaren liegt (Fig. 20 und 21, Taf. XVIII), Während der zweiten Teilung stellen sich die Leukoplasten schon an die Spindelpole, und die Zugfasern heften sich, wie ich das mehrmals beobachten konnte, an das Centrum je eines Leuko- plasten (Fig. 22, Taf. XVIII). In dieser Zeit zeigen die Leukoplasten an den entsprechenden Punkten Ausstülpungen, welche nach den Chromo- somen gerichtet sind. Diese Ausstülpungen sind wahrscheinhch ein Kesultat eines Zusammenziehens der Zugfaserni).

AUdemzufolge sammeln sich die Chromosomen am Ende der Teilung neben den L?ukoplasten. In dieser Zeit sind auch die Phragmoplasten zu sehen (Fig. 23, Taf. XVIII).

Junge Zwischenwände teilen den Gonotokonten auf vier Sporen, jede mit einem Kern und einem Leukoplasten (Fig. 24, Taf. XVIII). Mit der Abrundung ihrer Wand trennen sich die Sporen voneinander (Fig. 25, Tal. XVIII) und werden frei. Ihre weitere Entwicklung geht in derselben Weise, wie bei CatJiarinea. Es ist nur hier sehr schwer, das Schicksal der Plastide zu verfolgen, da die Spore dicht mit Öltropfen gefüllt ist und die Plastide selbst farblos ist.

Funaria hygrometrica (L.) Sibth. (in vivo).

Bei diesem Moos werden die Chloroplasten schon in einem alten Archesporiimi farblos. In die Gonotokonten treten die Leukoplasten auch hier als sich teilend ein (Fig. 2, Taf. XVIII) und im Stadium der Synapsis sind ihrer schon zu je zwei in den Zellen vorhanden (Fig. 3, Taf. XVIII). Sich voneinander trennend, translozieren sich die Leuko- plasten so, daß sie sich zueinander kreuzweise einstehen (Fig. 4 u. 5, Taf. XVIII); während dieser Translokation beginnt die zweite Leuko- plastenteilung. Eine originelle Eigentümlichkeit weisen bei diesem Ob- jekte die Öltropfen auf.

Im Gegensatz zu den beschriebenen zwei Ai'ten ist hier keine Be- wegung der Öltropfen zu bemerken; von Interesse ist es aber, daß sie an den Leukoplasten befestigt sind. Diese Anklebung beginnt schon in dem Archesporium (Fig. 1, Taf. XVIII), obgleich sie hier noch un- wesenthch ist. In den Gonotokonten jedoch kleben die Öltropfen fast ganz den Leukoplasten an, so daß im Cytoplasma, welches ihnen nicht angrenzt, eine nichtige Ölquantität zurückbleibt.

i) Wenn sie nicht durch feine Stoffströraungen verursacht sind.

344 A. A. Sap?hin

An einem Leukoplasten, welcher eben zur Teilung schreitet, sitzen die öltropfen über seine ganze Oberfläche verbreitet (Fig. 2 und 5, Taf. XVIII); wenn jedoch die Teilung etwas weiter fortschreiten wird und die Enden des Leukoplasten mehr gebogen sein werden (richtiger konkav) als seine Mitte, wandern die Öltropfen auf seine Ränder (Fig. 3 u. 4, Taf. XVIII). Aus diesem Grunde werden, wenn die Teilung der Leukoplasten vollendet sein wird, die jungen Leukoplasten je eine bestimmte Ölportion erhalten. In der Metaphase finden wir die Leuko- plasten mit den ihnen anhegenden Öltropfen in tetraedrischer Ordnung gelagert. Zwischen ihnen sind Chromosomen und an den letzteren an- haftende Stränge bemerkbar (Fig. 6, Tal. XVIII). In der Tetrade sind die Sporen dicht mit Öltropfen gefüllt und die Kerne sind gewöhnlich nicht zu sehen (Fig. 7, Taf. XVIII). Die Sporen werden hier mit noch nicht abgerundeten Ecken frei (Fig. 8, Taf. XVIII), und dieses geschieht nur zu der Zeit, wenn die Spore ihre äußerste Dimension erreicht hat (Fig. 9, Taf. XVIII).

Die bis jetzt farblos verbliebene Plastide beginnt sich grün zu färben und sich zu teilen.

Bei seinen ersten Teilungen nimmt der Chloroplast nicht an Volumen zu, und seine Nachkommen erweisen sich deshalb von kleinerer Dimension, als eine Plastide einer jungen Spore (Fig. 10, Tai XVIII).

Physeomitnum pirifornie (L.) Brid.

Bei dieser Art untersuchte ich die Bildung und die Entwicklung des Ai-chesporiums an einem Material, welches in der gewöhnlichen Mischung von Chromsäure und Essigsäure fixiert wurde. Die Zellen, welche sich alhnählich in archesporiale umwandeln, enthalten in sich viele Piastiden eingeschlossen (wahrscheinhch Chloroplasten). In der Ana- phase verteilen sie sich auf den Polen der Teilungsfigur, entweder sich zu einem Klumpen zusammenballend (Fig. 1, Taf. XIX), oder sich längs der entsprechenden ZeUseiten ausziehend (Fig. 2, Taf. XIX).

In dieser Stellung verbleiben die Piastiden auch weiter (Fig. 3, Taf. XIX). Erst dann, wenn während der Anlage der neuen Scheide- wand (Fig. 4, Taf. XIX) die Teilung der Zelle ganz vollendet ist, verteilen sich die Piastiden über die ganze Zelle. Bei der Vermehrung dieser Zellen verlangsamt sich die Piastidenteilung und hört sogar ganz auf, und da die Zellen sich in ihrer Zahl zu vermehren fortsetzen, so kommen mit jeder Zellenteilung auf den Anteil der Tochterzellen immer weniger und weniger Piastiden.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 345

Schon nach einer oder zwei Teihmgen finden wir sie in der Zelle in einer Anzahl von vier oder fünf (Fig. 5, Taf. XIX), sodann finden wir dort zwei (Fig. 6, Taf. XIX) und zuletzt nui' eine (Fig. 7, Taf. XIX).

Von diesem Moment an beginnt die Plastide sich zu vergrößern (Fig. 8, Tai XIX) und, sich von derjenigen Seite einbiegend, welche gegen den Kern gerichtet ist, strebt sie zu seiner Oberfläche parallel zu werden (Fig. 9 und die folgenden, Taf. XIX).

In den Zellen des Ai'chesporiums erreicht die Plastide relativ enorme Dimensionen, in dieser Hinsicht an die Piastiden vieler Gewebe von Selaginella und Anthoceros erinnernd. Schon in dem jungen Archesporiura ist die Plastide größer als der Kern (Fig. 10, 11 und 12, Taf. XIX), aber besonders fällt das in die Augen bei den großen Zellen eines erwachsenen Archesporiums, bei der Untersuchung einer Plastide, welche mit der flachen Seite gelagert ist (Fig. 1.3 u. 14, Taf. XIX): wie leicht zu sehen ist, ist der durch die Plastide dm'chscheinende Kern viel kleiner als diese letztere.

Die unrichtige Form der Plastide auf der Fig. 14, Taf. XIX, ist wahrscheinhch durch die Einwirkung der fixierenden Flüssigkeit be- dingt. Eine solche Verunstaltung der Plastidenkonturen war in meinen Präparaten vergleichsweise selten anzutreffen, aber dafür habe ich sie oft an Kernen beobachtet. Sie verMeren dabei ihre kugehge oder ovale Form und flachen sich entweder nach einer Seite zu ab (Fig. 15, Taf. XIX), oder sie verbiegen sich an einigen Stellen ins Innere (Fig. 16, Taf. XIX), oder sie dehnen sich fast bis zur ganzen Länge der Zelle aus; dabei unterhegt auch der Nucleolus derselben Umwandlung (Fig. 17, Taf. XIX).

Einer jeden Teilung des Kernes im Archesporium geht immer eine Teilung der Plastide voran.

Ihre Teilung vollzieht sich in übhcher Weise, namentlich so, daß in der Mitte der Plastide eine Einschnmung sich bildet (Fig. 18, Taf. XIX), welche sie auch zuletzt in zwei Teile zerteilt (Fig. 19, Taf. XIX) ; die jungen Piastiden werden nach den Polen des Kernes befördert (Fig. 20, Taf. XIX), wo sie während seiner ganzen Teilungsperiode verbleiben. In der Metaphase und in der Anaphase haften sich die Spindelfäden an die Piastiden an: auf gelungenen Präparaten ist das sehr klar sichtbar (Fig. 21 u. 22, Taf. XIX). Das Centrura der Piastiden stülpt sich dabei in der Richtung der Chromosomen aus.

Diese Ausstülpung geschieht wahrscheinlich wegen der Zusammen- schrumpfung der Fäden; wenn diese Erklärung richtig ist, so ziehen die Spindelfasern auch wirklich die Chromosomen zu den Polen und ver-

346 A. A. Sapehin

dienen die Benennung »Zugfasern «i). Zu der Zeit, als die Chromosomen sich auf den Polen der Teilungsfigur zu einer kompakten Masse gesammelt haben, b?sitzen die Piastiden schon ihr übhches Aussehen; nur ein Teil des Cytoplasmas, welches zwischen ihnen und den Kernen liegt, weist gröbere Maschen auf und färbt sich etwas dichter (Fig. 23, Taf. XX).

Zu der Zeit, als der Phragmoplast schon eine merkliche Scheide- wand abgelagert hat, geht auch diese Erinnerung an die gewesene Verbindung der Piastiden mit der Kernspindel verloren (Fig. 24, Taf. XX).

Bei dem gegebenen Objekt bleibt der Phragmoplast völlig erhalten, bis die neue Scheidewand sich ganz ausbildet (Fig. 25, Taf. XX); er wird nur zidetzt nicht so breit. Ausführliche Untersuchungen über den Phragmoplasten habe ich übrigens nicht ausgeführt. In jeder Tochter- zelle ist der Kern so gelegen, daß er sich zwischen der jungen Wand und der Plastide befindet (Fig. 26, Taf. XIX); aus dieser Lage der Piastiden und der Kerne, welche eine Folge der beschriebenen Beziehung zwischen Piastiden und der Teilungsfigur ist, ist es immer noch leicht, Schwesterzellenpaare zu bestimmen.

Die Teilung der ZeUen in dem Ai'chesporium verläuft augenscheinlich in zueinander senki'echten Kichtungen, die Bildung von charakteristi- schen »Pseudotetraden« bedingend (Fig. 27, Taf. XX). Bei der Durchmusterung der fixierten Piastiden fällt sehr oft ihre allgemeine eigentümliche Struktur auf. Am klarsten ist das auf der Fig. 14, Taf. XIX, zu sehen. Die Plastide erscheint von dünnen Fäden durch- zogen, welche hauptsächhch nach ihrer langen Achse gerichtet sind. Auf senkrechten Durchschnitten der Plastide sehen diese Fäden wie dunkle Punkte aus (Fig. 7, 9, 15, Taf. XIX).

In denjenigen Fällen, avo bei der Plastide, welche von der flachen Seite gesehen wird und welche von der Seite des Kernes eingebogen ist (wie die Fig. 14, Taf. XX), der centrale Teil in einiger Tiefe ausgeschnitten ist, kann leicht der Eindruck entstehen, als ob zwischen zwei dunklen Körpern, welche auf den Polen des Kernes liegen, Fäden einer besonderen Spindel ziehen.

Diesen Fehler begehen auch wirkhch einige Forscher, wie wir später noch sehen werden.

■■) Siehe jedoch die Anmerkung S. 343.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 347

AmUystegium serpens (L.) Br. eur.

Die Sporogonen dieses Mooses wurden mit der Flüssigkeit von Juel fixiert (Alkohol 50% — 100 ccm, Essigsäure 2 ccm und Zinkchlorid 2,0 g). Diese Flüssigkeit erwies sich als ein ziemlich schlechter Fixator: in den meisten Fällen wurden die Piastiden bis zur Unkennthchkeit deformiert oder auch ganz zerstört.

Aber auch in diesen Präparaten gelang es nach langem Suchen, eine Reihe von Zellen mit gut erhaltenen Piastiden aufzufinden. Ich führe hier eine Zelle eines Archesporiums mit zwei Piastiden an den Polen des Kernes an (Fig. 1, Taf. XX); und sodann eine Pseudotetrade, welche für ein erwaclisenes Archesporium charakteristisch ist (Fig. 2, Tai XX) und zuletzt einen Gonotokonten im Stadium der Synapsis (Fig. 3 u. 4, Taf. XX). In allen diesen Zellen wird die Plastide in ihrem senki'echten Durchschnitt gesehen.

Hypnum molluscum Hedw.

Dieses Objekt wurde von mir an lebenden Präparaten studiert; ich untersuchte hier die Bildung des Archesporiums. Sie verläuft auf dem uns schon bekannten Wege. In dem Geweba, welches sich in das Arche- sporium umwandelt, stellt sich die Vermehrung der Chloroplasten ein, die Zellteilung jedoch wird fortgesetzt. Deshalb erhalten die jungen Zellen mit jeder Teilung immer weniger und weniger Chloroplasten. Schon nach zwei bis di'ei Teilungen sehen wir sie in den Zellen zu vier oder 5 (Fig. 5 u. 6, Tal, XX); die nächste Teilung führt dazu, daß in den Tochterzellen nur noch drei (Fig. 7, Taf. XX) oder je zwei Chloro- plasten vorhanden sein werden und zuletzt führt noch eine Teilung ziu* Bildung eines monoplastischen Archesporiimis.

Auch bei diesem Objekt halten sich die Chloroplasten vorzugsweise paarweise (Fig. 5, Taf. XX); wenn sie in der Zelle in ungerader Zahl vor- handen sind, sind sie auch zu je drei anzutreffen (Fig. 6, Taf. XX); dabei nähern sich die Chloroplasten einander mit ihren Rändern, und möglicherweise auch bis ziu" vollständigen Berührung miteinander.

In Einzahl in dem Archesporium zmiickgeblieben, nimmt der Chloro- plast an Größe zu (Fig. 9, Taf. XX) und beginnt sich zu teilen, d. h. mit andern Worten, er verhält sich in uns schon b?kannter Weise.

Mit Zunahme der Entwicklung des Ai'chesporiums bleicht der Chloro- plast ab und in einem alten Archesporium finden wir ihn schon farblos, d. h. in das Stadium des Leukoplasten übergegangen. In allen diesen Piastiden kann man sehr oft helle oder dunkle (je nach der Einstellung

348 A. A. Sapfhin

des Mikroskops) dichtere Punkte beobachten, wek-he besonders klar an senkrechten Schnitten sichtbar sind. Das können Stärkekörner sein, es ist aber auch möghch, daß das diejenigen Gebilde sein können, welche wir bei Physcomitrium in Form von Fäden beobachtet haben, die in fixiertem Material sich dichter färben, als der übrige Plastidenkorper. Ein ebensolches Verhalten von Piastiden in dem Archesporium habe ich beobachtet bei Dicmnodontium sp., Mnium pundatum, Thuidium Phili- berti, Pogoyiaium sp., Bryum argenteum und Fontinalis antipyretica.

Bei den fünf ersteren habe ich das Archesporium an lebenden Prä- paraten untersucht, und bei dem letzteren an fixierten und gefärbten. Ich führe eine Beschreibung dieser Präparate nicht an, da ich nur einige Stadien angetroffen habe (Archesporium mittleren xAlters), und außerdem war hier nichts Besonderes zu bemerken. Es sei nm* hingewiesen auf die eigentünüiche Form des Chloroplasten bei Dicmnodontium nach voll- endeter Teilung: der Chloroplast ist an dem Teilungsort eingebogen (Fig. 10, Taf. XX; auf der Fig. 11 links ist ein Chloroplast nach soeben erfolgter Teilung dargestellt).

Allgemeine Bemerkungen.

Das im vorigen geschilderte Material, sowohl lebendes als auch fixiertes, gibt uns im allgemeinen ein und dasselbe Bild des Verhaltens der Piastiden bei der Sporogenese der Laubmoose.

Das zur Umwandlung in das Archesporium bestimmte Gewebe schließt in jeder seiner Zellen einige oder viele Piastiden ein, in Form von Chloroplasten, in der für sie gewöhnhchen Form (Fig. 1—4, Taf. XIX).

Von dem Zeitpunkt an, in welchem dies Gewebe seine Umwandlung in das Sporengewebe beginnt, verlangsamt sich die Vermehrung der Chloroplasten (durch Teilung), und stellt sich bald ganz ein.

In den uns interessierenden Zellen werden wir eine sehr kleine Anzahl von Chloroplasten zu dieser Zeit finden, gewöhnlich vier bis fünf (Fig. 1-3, Taf. Xr\^; Fig. 5-6, Taf. XX und andre).

Diese Chloroplasten stellen sich paarweise (Fig. 3, Taf. XIV und andre) oder zu je drei (Fig. 6, Taf. XX) auf die Pole des Kernes ein und nach der Teilung dieses letzteren gehen sie in entsprechenden Quantitäten auf die TochterzeUen über, d. h. je zu zwei (Fig. 5, Taf. XIV) oder je zu drei (Fig. 4, Taf. XIV und andre).

Bei der folgenden Teilung der Zelle wiederholt sich prinzipiell dasselbe. Die Chloroplasten stellen sich wieder auf die Pole des Kernes ein, aber natürlich in einer andern Zahl: entweder — in den Zellen mit zwei Chloro-

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 349

■o

plasten - zu je einem (Fig. 7, Taf. XIV; Fig. 8, Taf. XX), oder - in Zellen mit drei Chloroplasten — eins auf einen Pol und zwei auf den andern (Fig. 6, Taf. XIV; Fig. 7, Taf. XX).

lü'aft dessen werden die neuen Tochterzellen entweder je einen Chloroplasten oder auch je zwei erhalten. Diese letzteren werden sich noch einmal teilen, so daß — am Schluß — in allen Zellen nur je ein Chloroplast vorhanden sein wird.

'\Vir haben jetzt ein junges Archesporium vor uns. In der Einzahl in der Zelle zurückgeblieben, wächst der Chloroplast in die Breite, in derselben Zeit auch dünner werdend. Er biegt sich dabei so ein, daß seine beiden Oberflächen parallel dem Kerne werden. Auf den senki'echten Durchschnitten sieht der Chloroplast zu dieser Zeit wie ein gebogener Streifen aus, welcher den Kern zur Hälfte seines Umfanges imischheßt (Fig. 7, Taf. XX und andre).

Zugleich mit der fortschreitenden Entwicklung der Archesporzellen verläuft auch die Vermehrung der Chloroplasten. Sie vollzieht sich auf dem Wege der üblichen Teilung des alten Chloroplasten in zwei neue (Flg. 5, Taf. XVI; Fig. 8 u. 9, Taf. XVII und andre).

Die jungen Chloroplasten rücken auseinander und stellen sich gegen- einander auf die Kernpole ein (Fig. 10, Taf. XVII; Fig. 14, Taf. XIV und andre).

Sodann folgt die Kernteilung, wobei die Chloroplasten als Stütz- punkte für die Zugfasern dienen (Fig. 21 u. 22, Taf. XX), und sodann die Teilung der ZeUe, und wir haben wieder junge Zellen mit einem Chloroplasten vor uns (Fig. 11, Taf. XVII und andi'e).

Das wird so lange fortgesetzt, bis sich die MutterzeUen der Sporen ausbilden.

Zu dieser Zeit wird schon der Chloroplast sehr dünn und gewöhnlich farblos, somit in die Form des Leukoplasten übergehend.

In dem Gonotokonten, parallel zum Kern, vollzieht sich auch die Teilung der Piastide und zwar in der Weise, daß im Verlauf der Synapsis sich die Plastide das erste Mal teilt (in zwei) (Fig. 15, Taf. XVII; Fig. 24, Taf. XV und andre); — zur Zeit der Diakinese — das zweite Mal (Fig. 28, Taf. XV und andre) — und in der Metaphase stellt sich die Tetrade der jungen Piastiden in den Gonotokonten in tetraedrischer Anordnung ein (Fig. 31—34, Taf. XV— XVI und andre).

In der Interkinese stellen sich die Kernmassen in der Mitte eines jeden von den b3iden Piastidenpaaren des Gonotokonten ein (Fig. 35, Taf. XVI) und die Spindel der zweiten (homeotypischen) Teilung be- sitzt auf ihren Polen je eine Plastide, welche als Stütze für ihre Zug-

350 A. A. Sapeliin

fasern dient (Fig. 22, Taf. XVIII). Diese Lage der Spindel der zweiten Teilung richtet auch die Chromosomen nach den Piastiden, so daß nach der Teilung je ein junger Kern bei jeder von den vier Piastiden des Gonotokonten hegt (Fig. 23, Taf. XVI; Fig. 37, Taf. XVIII).

Der Gonotokont teilt sich sodann in vier Sporen, von welchen jede, auf Grund des oben Dargelegten, außer einem Kern, auch eine Plastide besitzt (Fig. 24 und 25, Taf. XVIII und andi'e).

In der reifenden Spore vermehrt sich die Plastide (Fig. 44—45, Taf. XVI) und beginnt gewöhnhch zu ergrluien, während sie in dem Gonotokonten farblos war.

Diese Untersuchungen beweisen sehr klar und bestimmt, daß die Plastide während des ganzen Sporenbildungsprozesses ihre Individualität ununterbrochen behält.

Wir verfolgten die Plastide von Schritt zu Schritt, von den ersten Entwicklungsstadien des Sporengewebes beginnend und mit der allo- typischen Kernteilung des Gonotokonten und mit der Sporenbildung schließend, — und überall sahen wir, daß die Plastide sich nur durch Teilung vermehrt, ihr ähnliche Gebilde somit produzierend.

Die Beobachtungen an der Plastide bei der Kernteilung in den archesporialen Zellen und in den Gonotokonten beweisen in streng kate- gorischer Weise, daß die Teilungsfiguren der Plastide auch wirk- lich eben diese sind. Wir sahen des weiteren, daß die grünen Chloro- plasten des jungen Archesporiums bei der Mehrzahl der untersuchten Arten ihre Färbung zur Zeit der Gonotokontenbildung verlieren und in die Form der farblosen Leukoplasten übergehen. Bei der Reifung der Sporen jedoch erhalten diese letzteren oft wieder eine grüne Farbe, in dieser Weise wieder in die Form der Chloroplasten üb?rgehend.

Folghch kann die Plastide wirklich unbegrenzt ihre Form ändern, bald aus dem Leukoplasten ein Chloroplast werdend, bald jedoch wieder von neuem in den Leukoplasten sich ver- wandelnd.

Das Farbloswerden der Plastide in dem Archesporium ist um so merkwürdiger, weil die Zellen, welche in der Columella des Sporogons liegen, also folglich tiefer, entfernter vom Lichte als die archesporialen Zellen, doch noch grüne Chloroplasten besitzen.

Dieses Farbloswerden der archesporialen Piastiden wird somit durch besondere Ursachen hervorgerufen, von deren Bem*teilung ich Abstand nehme.

Wie ich schon darauf hingewiesen habe, existieren in der Literatur keine Angaben über die Anwesenheit von Piastiden in dem Sporengewebe

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 351

der Laubmoose, Dessenungeachtet hat so mancher von den Forschern, welche die Sporenbildung bei diesen Pflanzen studiert hatten, in seiner Arbeit Piastiden angetroffen, aber er erkannte sie nicht, oder er be- stimmte sie unrichtig.

In dieser Hinsicht werden die Angaben von Hofmeister am interessantesten sein.

Die Prozesse beschreibend, welche sich in der Sporenmutterzelle während der Sporogenese bei Gymnostomum piriforme vollziehen, sagt Hofmeister 1), daß in dem Gonotokonten »zahkeiche Schleimkörnchen umgeben den centralen Zellenkern, dessen Inhaltsflüssigkeit völlig wasser- klar ist. Bei weiterer Entwicklung der Frucht nähert sich der Kern der Sporenmutterzelle der Zellwand; dabei pflegt er Linsenform anzu- nehmen. Die Elementarkörnchen der Inhaltsflüssigkeit der Zelle häufen sich in deren Mittelpunkte zu einer kugeligen Gruppe, welcher bisweilen der Zellenkern zum Teil eingebettet ist. Diese Anhäufung von Körnchen teilt sich jetzt in zwei Hälften ; manchmal läßt sich in jeder dieser Körner- massen ein kugehger ZeUenkern wahrnehmen. Jede der langgezogenen Gruppen von Schleim und Körnchen zerfällt aufs neue in zwei Teile; es finden sich jetzt vier sphärische Anhäufungen von grobkörnigem Proto- plasma in der Mutterzelle. Sie ordnen sich in der Regel nach den vier Ecken eines Tetraeders; sehr selten liegen sie in derselben Ebene, Jede von ihnen umschließt einen Zellenkern, Die Umrisse des primären Kernes der Mutterzelle wurden während dieser Vorgänge immer unbestimmbarer, ejidlich entschwindet er völlig der Beobachtung. Um jeden der vier sekundären Zellenkerne bildete sich eine Spore« (S. 74—75), Wenn man diesen Text und die entsprechenden Abbildungen von Hofmeister mit dem vergleicht, was von mir für diese Moose angegeben wird (S, 382 ff.), so wird es ganz klar werden, daß Hofmeister Leukoplasten beobachtet hat, welche von Öltropfen umgeben sind, und sie als »sekundäre« Kerne betrachtete, Hofmeister sah auch dasjenige Entwicklungsstadium des Gonotokonten, in dem der Kern sich in der Synapsis befindet, da nament- lich in diesem Moment »nähert sich der Kern der Zellwand« und »pflegt . , . Linsenform anzunehmen« (der synaptische Knäuel). Die Plastide (»Anhäufung von Körnchen«) liegt zu dieser Zeit auch wirklich in der Mitte des Gonotokonten, und der Kern ist »bisweilen zum Teile« von der Plastide bedeckt. Dieselben Bilder gibt Hofmeister auch für Funaria hygrometrica. Es ist jedoch nötig zu bemerken, daß eine wirklich tetra-

1) W. Hofmeister: Vergleichende Untersuchungen der Keimung, Entfaltung und Fruchtbildung höherer Kryptogamen usw. Leipzig 1851.

Archiv f. Zellforschung. XUI. 23

352 A. A. Sapeliin

edrische Lagerung der Piastiden Hofmeister hier nicht gesehen hat, und seine diesbezüglichen Abbildungen, welche das obige darstellen sollten, stellen die Gonotokonten in ein und demselben Synapsisstadium vor, aber bei der Durchsicht von verschiedenen Seiten, wobei die Plastide von öl ungleichmäßig bedeckt war.

Hofmeister konnte das oben Dargelegte nur aus dem Grunde sehen, weil er sich lebenden Materials bediente. Die Plastide jedoch in dem Archesporium an fixierten Präparaten zu erkennen, ohne sie vorher an lebenden zu untersuchen, ist fast unmöghch. Wenn deshalb Piastiden auch von andern Forschern beim Studium des Archesporiums angetroffen wurden, wurden sie jedoch als solche nicht erkannt. So ist z. B. die Plastide auf einigen Abbildungen bei Wilson i) (Fig. 2, 4, 13) in Form von weißen Punkten angeführt: nach meiner Erfahrung war die Plastide überdifferenziert.

Betreffend der Fig. 2, auf welcher fast ein ganzer Chloroplast flach unter oder über dem Kern liegend dargestellt ist, spricht Wilson: "In a considerable number of cases the protoplasm towards the centre of the cell appears to be less dense, and in the preparations forms a lightly- stain ed irregiüarlyshaped area arround the nucleus, sharply limited from the remaining protoplasm. At first sight, this suggests iniproper fixation, but examination of the other parts of the cell leads to the conclusion that this represents a real structural difference" (S. 143—144).

So steht es mit der Sache auch bei Boucherie^). Die Synapsis beschreibend, sagt er, daß in diesem Stadium das Plasma «est concentrö en deux parties opposees de la cellule sous forme de deux calottes hemi- spheriques reliees lateralement par des portions amincies. Cette disposi- tion, qui existe aussi bien sur les coupes longitudinales que sur les coupes transversales, peut-etre consideree comme caracteristique de ce Stade» (S. 1693).

Abbildungen gibt Boucherie keine, aber die Rede geht sicherlich über eine Plastide.

Was alles übrige anbelangt, so kann man die Abbildung des lebenden Archesporiums in der Literatur sehr oft finden, aber in seinen Zellen sind nur die Kerne angeführt. Wenn man ihre Größe mit derjenigen ver- gleicht, welche bei mir gezeigt worden ist, so wird es klar, daß in der Mehr- zahl der Fälle diese »Kerne« teilweise (von einer Seite) durch die Plastiden-

1) M. Wilson: On Spore Formation and Nuclear Division in Mnium liornum. Ann. of Botany. XXIII. 1909.

2) E. Boucherie: Les phenomenes cytologiques de la sporogenese chez le Bar- lula muralis. Compt. rend. d. l'Acad. d. Scienc. Paris. 156. 22. 1913.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 353

kontur (in senkrechtem Dnrclischnitt) und teilweise (von der entgegen- gesetzten Seite) diu'cli die Kontiu* des eigenen Kernes bedingt werden. Ich bin von der Richtigkeit meiner Bemerkung deshalb überzeugt, weil die Kernkonturen immer sehr schwach hervortreten, die Piastidenkontur jedoch tritt stets konstant und genügend scharf hervor, so daß sie immer als erste in die Augen fällt ; nicht selten kommt es auch vor (besonders auf dicken Schnitten), daß in der Zelle des Archesporiums nur der Nucleolus und die Plastide in der Form eines lü'eisbogens sichtbar sind.

Bevor wir zur weiteren Untersuchung des Verhaltens der Plastideil bei der Sporenbildung übergehen, möchte ich etwas bei einigen Teilungs- stadien des Kernes, welche an lebenden Präparaten von mir beobachtet wurden, verweilen.

Während die gewöhnliche homeotypische Teilung schon mehrere Male an lebenden Objekten untersucht worden war^), existierten be- treffend der allotypischen Teilung in der Literatur nur gesonderte Hin- weise auf einige ihrer Stadien, und auch dann — soviel es mir bekannt ist — fast ausschließhch bei tierischen Objekten.

Die Gonotokonten einiger Laubmoose stellen in dieser Hinsicht ein sehr dankbares Objekt dar, da ihr Plasma eine flüssige Konsistenz be- sitzt, verschiedene Tropfen gibt es in ihm wenig — und bei genügender Übung kann man genügend leicht sämthche allotypische Teilungsstadien verfolgen.

Dieser Umstand wird noch dadm'ch befördert, weil die Entwicklung der Gonotokonten bei den Laubmoosen, wie bekannt, von der Mündung des Sporogons aus sich vollzieht und nach der Richtung zu seiner Basis verspätet sich die Entwicklung beträchthch ; deshalb kann man auf einem und demselben Präparat fast immer Gonotokonten in verschiedenen Kernteilungsstadien finden.

Der Gonotokontenkern sieht anfangs punktiert aus (Fig. 22, Taf. XV und andre).

Diese Punktierung geht sodann in ein klares Fadengeflecht über. Zu derselben Zeit beginnt der Kern merkhch sich im Volumen zu ver-, größern, und es wird sichtbar, wie die Fäden sich von einer Seite der Kernmembran abreißen, namentlich von derjenigen Seite, bei welcher die

1) Die letzte große Arbeit gehört H. Lundegardh (Die Kernteilung bei höheren Organismen nach Untersuchungen an lebendem Material. Jahrb. f. wiss. Botanik, 51. 1912). Bei ihm ist auch die Literatur der Frage zitiert.

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354 A. A. Sapehin

Plastide liegt. Die Fäden reißen bald allmählich ab, bald anch mit einem Mal, wobei es vorkommt, daß einige von ihnen ziemUch lange an der Membran haften bleiben, so daß sie sich aus dem ganzen Knäuel hervorziehen, auf dem hyalinen Fond des Kernsafts (Fig. 25, Tal XV) hervortretend.

An gelungenen Präparaten kann man eine solche Volumen Vergrößerung des Kernes und das Fadenabreißen manchmal unvermittelt beobachten, und dann wird es klar, daß dieser Synapsisbildungsprozeß von einigen Minuten bis zu einer halben Stunde dauert. Die sich von der Kern- membran losreißenden Fäden führen auch den Nucleolus mit sich ; augen- scheinlich ist der letztere mit ihnen fest verbunden.

Die Kernfäden weisen bei aufmerksamer Untersuchung eine klare Knotenbildung auf, im allgemeinen, gleichen Distanzen (Fig. 23, Taf. XV und andre) auf.

Zugleich mit der Synapsisbildung verhert der Kern seine centrale Stellung in der Zelle und bewegt sich der Zellmembran zu, namenthch in derjenigen Richtung, wo die Fäden sich zusammenballen (Fig. 23, Taf. XV und die Photogr. Taf. XIII).

Hinter dem Kern bewegt sich auch die Plastide, welche jetzt das Centrum der Zelle einnimmt.

Die Fortbewegung des Kernes wird am wahrscheinlichsten durch seine Schwerpunktsverschiebung in der Richtung zu der betreffenden Seite bedingt.

Wie aus den Zeichnungen andrer Autoren zu schließen ist, welche die heterotypische Teilung studiert haben, ist eine solche exzentrische Lage des Kernes in der Synapsis fast konstant anzutreffen und wahr- scheinlich für dieses Stadium charakteristisch.

Meine Beobachtungen über die Synapsisbildung sprechen alle dafür, daß hier die Ursache nicht in dem Zusammenballen der Fäden zu einer dichten Masse hegt, bei welchem sie sich von der Kernmembran aktiv losreißen müssen, sondern in der Volumenzunahme des Kernes, welche ein passives Zurückbleiben und Zusammenballen der Fäden bedingt.

Somit bestätigen die Beobachtungen an lebenden Gonotokonten im Prinzip diejenigen Schlüsse über Synapsisursache, zu welchen Lawson bei der Untersuchung eines fixierten Materials gelangte i).

1) A. A. Lawson: The Phase of the Nucleus known as Synapsis. Transactions of the E. Society of Edinburgh. XLVII. P. III. 1911. Siehe auch die Erwiderungen von J. B. Farmer in New Phytologist. XI. 1912.

Untersuchungen über die Indmdualität der Plastide. 355

Meine Beobachtungen zeigen nur (im Gegensatz zu der Ansicht von Lawson), daß die Kernfäden zunächst der auseinanderwachsenden oder der sich ausdehnenden Membran des Kernes folgen, und sich von ihr nur dann losreißen und zusammenballen, wenn ihre Dimensionen eine gewisse Grenze überschreiten. Man kann voraussetzen, daß die ausdehnende Membran die an ihr haftenden Fäden so lange auszieht, bis die letzteren, im Streben sich zu ihrer Anfangsdimension zusammenzuziehen, sich von der Membran losreißen.

Das Synapsisstadium dauert, je nach der Temperatur des Mediums, welches die Kultur umgibt, 3—5 Tage. Dieser Schluß ist nur ein indirekter aus vielzähligen und systematischen Untersuchungen der Gonotokonten, welche aus Sporogonen von verschiedener Reifheit herausgenommen wur- den. Dieselbe Frist wird auch beim Vergleich der Synapsisdauer mit derjenigen andrer Kernteilungsstadien erhalten.

Nach der Bildung des synaptischen Knäuels beginnen seine Fäden sich zu verdicken, in derselben Zeit sich auch verküi'zend, — und der Knäuel verringert sich im Volumen und wird dichter. Aber eine solche Verdichtung des synaptischen Knäuels verlangt etwa 24 Stunden (im Präparate).

SämtUche übrigen Stadien habe ich nur gesondert gesehen, bei ein- gestellter Entwicklung, und ihre Folgerichtung kann auf zweifachem Wege bestimmt werden: erstens, in Verbindung mit dem Teilungsvorgang der Piastiden und zweitens, durch Vergleich mit andern Gonotokonten, welche in dem Sporogon niedriger und höher hegen als die untersuchenden. Das letztere kann man deshalb tun, weil — wie ich schon darauf hingewiesen habe — die Entwicldung des Gonotokonten an der Mündung des Sporo- gons früher beginnt, als an seiner Basis und wir folghch von einem bis zum andern Ende des Sporogons fortschreitend, allmählich von einem Kernteilungsstadium zum andern übergehen werden.

Es ist nur notwendig zu bemerken, daß man auf einem und dem- selben Sporogon sämtlichen aUotypischen Teilungsstadien nur in aus- schheßUchen Fällen begegnen kann. Öfters jedoch geschieht es so, daß an dem Präparat Gonotokonten im Synapsisstadium sichtbar sind: oben im Sporogon in spätem, unten im Sporogon im Anfangsstadium. In denjenigen seltenen Fällen jedoch, wenn das Präparat spätere Stadien liefert, sind die letzteren bei ihm fast sämtlich vorhanden — vom Spirem bis zu den jungen Tetraden. Dieser Umstand zeigt direkt an, daß sämt- liche postsynaptische Stadien unvergleichMch schneller als die Synapsis sich vollziehen, jede, am wahrscheinhchsten, nur einige Stunden dazu

35fi A. A. Sapghin

gebrauchend, und einige (z. B. die Anaphase), wie es scheint, noch weniger Zeit.

Wie zur Zeit der Synapsis, so auch später, wenn die Kernfäden von neuem die Kernhöhle ausfüllen, gelang es mir manchmal ganz scharf zu sehen, daß sie zu parallelen Paaren gelagert sind, wobei die knotenförmigen Verdickungen der Fäden gewöhnhch einander gegenüber hegen (Fig. 30, Taf . XV und andre).

Zu der Zeit, als die Fäden die ganze Kernhöhle auszufüllen beginnen, vollendet die Plastide ihre erste Teilung und es sind ihrer in den Gonoto- konten schon zwei vorhanden. In dieser Zeit bewegt sich der Kern zum Zellcentrum, sich zwischen beiden Piastiden bewegend, so daß die letzteren sich gegen seine Seiten einstellen, eine gegenüber der andren (Fig. 17, Taf. XVII).

Diese zweite Kernbewegung geschieht, wie ich es beobachtet habe, nicht mit einem Mal, sondern allmählich, nach Maß dessen, wie die Fäden die Kernhöhle füllen.

Das Stadium der Diakinese mit den Chromosomenpaaren (Fig. 18, Taf. XVII) trifft man nicht selten an: wie es scheint, verläuft dieses Stadium relativ schnell.

Sodann folgt die Metakinese (Fig. 22, Taf. XVIII; 33, Taf. XV). Ich traf sie nicht selten an, aber die Chromosomen an lebenden Präpa- raten zu zählen ist immerhin sehr schwierig: diesem ist auch die Feinheit der Strukturen hinderhch und die in dem angrenzenden Plasma sich be- findenden Öltropfen (und Chondriosomen?), so daß einen Fehler zu begehen sehr leicht ist.

Das Auseinanderrücken der Chromosomen gelang mir unvermittelt nur zweimal zu beobachten und auch dann nur auf einer kurzen Strecke (Fig. 20&, Taf. XVIII).

Wodurch dieses Auseinanderrücken der Chromosomen bedingt ist, ist sehr schwer zu lösen. Ob dabei die sogenannten Zugfasern eine aktive Rolle spielen, wage ich nicht kategorisch zu behaupten, da diejenigen Bilder, welche ich beobachtet habe, verschiedene Interpretationen zu- lassen. An frischpräpariertem Material kann man bemerken, daß in der Metaphase zu beiden Seiten des Chromosomen- »Plättchens« eine fast völlig homogene hyaline Substanz liegt, von gewöhnlich konischer Form (Fig. 205, Taf. XVIII), aber manchmal auch mit einem breiten oberen Ende (Fig. 20a, Taf. XVIII).

In dieser Substanz, welche man sogleich mit einer Kernspindel fixierter Präparate identifizieren kann, ist anfangs nichts den Zugfasern ähnhches zu bemerken. Nur in veremzelten FäUen konnte man

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 357

etwas unterscheiden, was an ein Paar kurzer Fäden erinnert, welche die Spindel durchziehen.

Ein Teil von den Gonotokonten verblieb in dieser Form auch während einiger Tage, bis er unterging. Bei andern jedoch konnte man nach einigen Stunden nach der Präparierung, als die Quantität der Tropfen der ölförmigen Substanz sich im Plasma verminderte und das letztere klarer wurde, bald einige, bald eine ganze Reihe dünnster Fäden beobach- ten, meist von den Chromosomen abgehend und, an der Spindel in un- weitem Abstand von den Chromosomen endend (Fig. 34, Taf. XVI); gelegentlich werden diese »Zugfasern« in der Mitte oder in dem sich ver- dünnenden Teil der Spindel sichtbar, aber bis zu den Chromosomen ge- langen sie nicht.

Im allgemeinen jedoch sind solche »Zugfasern«, welche die ganze Spindel durchziehen, nur in seltenen Fällen anzutreffen (Fig. 20, Taf. XVIII).

Bei der ersten, heterotypischen Kernteilung habe ich einige Male beobachtet, daß die »Zugfasern« bis zu der äußeren Plasmaschicht reichen.

Nach 24—48 Stunden, als der Gonotokont merklich sich zu plasmo- lysieren begann, entstand in dem Plasma, an derjenigen Stelle, wo die Zugfasern anhafteten, eine kleine Vertiefung (Fig. 21, Taf. XVIII) und es machte den Eindruck, als ob die Zugfasern, keine Kraft besitzend die Chromosomen von der Mitte der Zelle »fortzuziehen«, die äußere Plasma- schicht veranlaßten sich einzustülpen, da sie mehr nachgiebig sei.

Bei der zweiten homeotypischen Kernteilung kann man nicht selten sehen, daß die »Zugfasern«, welche auch hier die hyaline Spindel durch- ziehen, bis an die Piastiden gelangen, welche immer an den Kernpolen lagern: es macht den Eindruck, daß die »Zugfasern« sich an den cen- tralen Teilen der Plastide anheften, welche an diesem Ort sich konisch in der Richtung zu den Chromosomen ausstülpt (Fig. 22, Taf, XVIII). Hier kann man sich wieder vorstellen, daß die Zugfasern, welche einerseits mit der Plastide und anderseits mit den Chromosomen verbunden sind, sich zusammenziehen, und daß, da die Plastide mehr nachgiebig ist als die Chromosomen, als Resultat die erwähnte Ausstülpung der Plastide erscheint. Eine analoge Lage und Form der Piastiden habe ich auch bei der gewöhnlichen Kernteilung in dem Ai'chesporium beobachtet, aber nur an fixierten Präparaten (Fig. 21 u. 22, Taf. XX).

Alle diese Tatsachen sprechen dafür, daß die »Zugfasern« der Spindel bei dem Auseinanderrücken der Chromosomen eine aktive Rolle spielen i).

1) Eine letzte zusammenfassende Kritik dieser Ansicht gibt H. Lundegardh in seiner Arbeit: Chromosomen, Nucleolen und die Veränderungen im Protoplasma bei der Karyokinese. Beiträge zm" Biologie d. Pfl. XL 1912.

358 A. A. Sapghin

Auf diesem Wege kann man am leichtesten die geradlinige Form der »Zugfasern«, die beschriebenen Einstülpungen der äußeren Plasmaschicht und die Ausstülpungen der Piastiden erklären. Diese Tatsachen können jedoch, obgleich nicht so leicht, auch einer andern Interpretation unter- liegen, welche von Lawson entwickelt wurde.

LawsonI) iiat beobachtet (an fixiertem Material), daß, im Gegensatz zu der herrschenden Meinung, sich die Kernmembran, nach der Bildung der bivalenten Chromosomen, nicht auflöst: sie verschwindet nicht, sondern bleibt weiter erhalten, die RoUe einer durchlässigen plasmatischen Membran bei den sich sodann in der Zelle abspielenden osmotischen Prozessen spielend. Namenthch, nach der Ansicht von Lawson, verüert der Kern seinen Saft dm'ch Exosmose und vermindert sich, wie die Prä- parate zeigen, in seinem Volumen. Diese Volumenverminderung des Kernes ruft ein Zusammenschrumpfen seiner Membran hervor, so daß die letztere im Schlußstadium dicht an den Chromosomen anhegt, sie von allen Seiten umschheßend.

Infolge des oben Dargelegten beginnt jetzt das Plasma mehr Platz einzunehmen, und das letztere ruft in ihm wieder das Entstehen ver- schiedener Spannungen hervor, welche durch die Bildung von «Kino- plasma« und sodann auch von «Spindelfäden« ausgedrückt werden.

Nach der Ansicht von Lawson ist folglich die Spindel ein sekundäres Gebilde: "I can no longer regard the achromatic figure as an active factor in mitosis. It seems to be nothing more than a passive effect of nuclear osmotic changes" (S. 158).

Die von mir beobachteten und l)eschriebenen Einstülpungsfiguren der äußeren Plasmaschicht und die Ausstülpungen der Piastiden müßte man, nach der Hypothese von Lawson, als Erscheinungen ansehen, welche durch entsprechende Verteilung der Spannungslinien im Plasma hervorgerufen wurden.

Das Entstehen der «Zugfasern« erklärend, trägt Lawson fast nichts zum Verstehen der Ursachen des Auseinanderrückens der Chromosomen bei, und in dieser Beziehung hat die Hypothese, welche den «Zugfasern« eine aktive RoUe zuschreibt, etwas an sich Bestimmtes. Diese Hypothese ist aber z. Z. aus dem Grunde nicht annehmbar, weil wir gegenwärtig nicht davon überzeugt sein können, daß diese »Zugfasern« auch wirklich in dem lebenden Plasma existieren.

1) A. A. Lawson: Nuclear Osmosis as a Factor in Mitosis. Transactions of the R. Society of Edinburgh. XLVIII. P. S. 1912.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 359

Meine Beobachtungen geben dafür keine einzige entscheidende Tat- sache. Ich habe auch in der Tat nicht einmal im Leben Bilder beobachtet, welche auf den Fig. 20 und 21, Taf . XVIII, dargestellt sind. Sie unter- scheiden sich jedoch ziemhch scharf von dem, was wir an fixiertem Material finden (z. B. Fig. 21—22, Taf. XX): solche schöne »Zugfasern« weisen lebende Präparate niemals auf.

Außerdem werden die von mir abgebildeten »Zugfasern« überhaupt oder wenigstens in einer solchen großen Anzahl nur einige Stunden nach der Präparierung bemerkbar, und dieser Umstand läßt schon an und für sich eine zweifache Erklärung zu.

Erstens kann man denken, daß die »Zugfasern« einfach das Resultat koagulativer Prozesse sind, welche schon lange vor dem Tode der Spindel- substanz beginnen. Man kann aber auch voraussetzen, daß die Zugfasern in der »Spindel« in den unberührten Zellen existieren und auch nur dadurch nicht sogleich sichtbar werden, weil diesem die körnige Struktur des Plasmas und die Vielzahl der sich hin und her bewegenden Öltropfen hinderlich sind: nach Maß dessen, wie da*s alles verschwindet und sich das Plasma aufklärt, werden auch die Zugfasern sichtbar. Die zweite Erklärung ist bei unserm gegenwärtigen Wissenschaftsstandpunkt ebenso wahrscheinHch wie auch die erstere, um so mehr da diese Gebilde in vivo an der Grenze der Sichtbarkeit Hegen.

Von andern von mir gesehenen Stadien werde ich noch auf die Inter- kinese hinweisen, wann die sich zum Knäuel zusammengedrängten Chromo- somen in der Mitte zwischen dem entsprechenden Piastidenpaar hegen (Fig. 35, Taf. XVI), und auf den Moment der Funktionierung des Phragmoplasten. Ich habe das letztere einige Male beobachtet, wobei in ihm manchmal eine eigentümhche, kaum faßbare Streifung sichtbar war, welche an die Strömung einer Substanz erinnert, welche das Licht in andrer Weise bricht, als die Grundsubstanz des Phragmoplasten (Fig. 23, Taf. XVIII und andre).

Wir werden bei diesen Tatsachen nicht länger verweilen und um so mehr auch nicht zur Diu'chsicht der hierher gehörigen Literatm' über- gehen, da diese Fragen außerhalb der Grenzen der gegebenen Arbeit hegen. Wenn ich dessen ungeachtet auch bei ihnen etwas verweilt habe, so ist das aus dem Grunde geschehen, weil die allotypischen Teilungsbilder, in vivo beobachtet, schon an und für sich wichtig sind, und ich woUte die Aufmerksamkeit andrer Forscher auf die Gonotokonten der Laubmoose lenken, als auf ein Material, welches genügend bequem zum Studieren der Kernteilung in vivo ist.

Aus der Beschreibung der Sporogenese bei einzelnen Vertretern von

360 A. A. Sapehin

Laubmoosen (S. 382 ff.) ist zu ersehen, daß das charakteristische monopla- stische Archesporium, d. h. ein solches, in dessen ruhenden Zellen niu* je eine Plastide vorhanden ist, von mir bei allen Moosen gefunden worden ist, welche zu dieser Untersuchung genommen worden sind, namenthch: bei CatJiarinea (Ätrichum), Fissidens, Funaria, Physcomitriiim, ÄmUyste- gium, Hypnum, Dicranodontium, Mnium, Bryum, Thuidium, Pogonatum und Fontinalis.

Dieser Umstand gibt mir das Recht, den Schluß zu ziehen, daß das monoplastische Archesporium für die Laubmoose ein charak- teristisches Merkmal ist.

Ein ebensolches monoplastisches Ai'chesporium wird sich wahr- scheinhch auch bei SpJiagnales erweisen, wie man das erwarten darf, z. B. auf Grund einiger Abbildungen von SchimpekI) (Taf. X, Fig. 10; Tal XI, Fig. 8-10).

Der Schluß, zu welchem wir gelangten, zwingt uns auch, uns unter den den Laubmoosen benachbarten Pflanzen umzubhcken, um zu sehen, wie sich die Piastiden in ihren Archesporien verhalten.

Die erste Pflanzengruppe, der sich zuzuwenden am natürhchsten ist, sind die Lebermoose.

Den Literatm'angaben gemäß, besitzen bei den Lebermoosen, außer Änthoceros, die archesporialen Zellen und Gonotokonten immer eine große Zahl Chloroplasten (oder Leukoplasten). Entsprechende Angaben (im Text oder wenigstens auf Abbildungen) kann man bei einer großen Anzahl von Forschern finden, welche sich mit dem Studium der Sporo- genese bei den Lebermoosen beschäftigten. Die Piastiden scheinen bei ihnen von keinem besonderen Interesse zu sein, und ich werde mich deshalb hier mit nur zwei bis drei Hinweisen begnügen. So zum Beispiel werden wir Piastiden bei der Sporogenese von Laubmoosen bei Davis 2), sodann bei Moore 3) und zuletzt bei Beer*) finden.

Meine eignen Untersuchungen des sowohl fixierten als auch lebenden Materials führten zu denselben Resultaten : das Archesporium der Leber- moose gehört zu den polyplastischen, in allen seinen Zeilen sind einige oder mehrere Piastiden vorhanden. So ist z. B. eine Sporenmutterzelle von Plagiocliasma Aitoni auf der Taf. XII, Fig. 26, dargestellt, welche

1) W. Ph. Schimper: Versuch einer Entwickliingsgescliichte der Torfmoose (Sphagnum). Stuttgart 1858.

2) Davis: Nuclear Studies on Pelia. Aunal. of Botany. XV. 1901.

3) A. C. Moore: Sporogenesis in Pallavicinia. Botan. Gazette. XL. 1905. *) R. Beer: On the Developement of the Spores of Riccia glauea. Ann. of

Bot. XX. 1906.

Untersuchuneen über die Individualität der Plastide. 361

'ö

nach einem lebenden Präparat gezeichnet wurde, und auf der Fig. 25 derselben Tafel ein fixierter Gonotokont in der Synapsis. Sowohl an dem ersten als auch an dem zweiten Präparat sind vielzälüige Piastiden sichtbar, wobei man an dem lebenden Präparat bemerken kann, daß sie eine blaßgrüne Färbung besitzen. Diese Chloroplasten jedoch völlig zu sehen gelingt aber nicht oft, da die Beobachtungen ziemhch grobe Tropfen einer ölförmigen Substanz stören, welche die ganze Zelle vollfüllen.

Was jedoch Anthoceros anbelangt, so steht hier die Sache mit den Piastiden ebenso wie auch bei den Laubmoosen. Das Sporengewebe dieses Laubmooses wurde vielmals untersucht^), und diese Untersuchungen ergaben, daß sein Archesporium zu dem monoplastischen Typus gehört. Der junge Gonotokont enthält in sich anfangs nur eine Plastide einge- schlossen, welche sodann diejenige Teilung und die Bewegungen ausführt, welche den bei den Laubmoosen beschriebenen ähnhch sind.

Somit unterscheidet sich Anthoceros, welches ein monoplastisches Ai'chesporium und ein Sporogon mit Spaltöffnungen besitzt, in dieser Hinsicht scharf von den Lebermoosen und tritt den Laubmoosen nahe. Aber dies nur in Beziehung zu den Sporogonen: die geschlechtliche Gene- ration von Anthoceros steht jedoch, wie bekannt, ganz vereinzelt. Unter den andern Pflanzengruppen gelang es mir, monoplastische Archesporien noch bei Lycopodiales zu finden, wenigstens bei Lycopodium und Sela- ginella; Psilotum konnte ich jedoch, zu meinem Bedauern, nirgends er- halten.

In den Meristemzellen bei Lycopodium inundatmn sind stets viele Piastiden vorhanden (Fig. 27, Taf. XIII), aber in dem Gewebe, welches sich in das Archesporium umwandelt, entsteht eine alhnähhche Reduktion der Piastiden, näniMch auf demselben Wege, wie wir das bei den Laub- moosen beobachtet haben.

Zuletzt finden wir in den Zellen des Sporengewebes nm* noch je eine Plastide (Fig. 1, Taf. XXI); die Untersuchung an lebendem Material ergibt, daß das Leukoplasten sind.

Vor einer jeden Kernteilung teilt sich zunächst die Plastide und die neuen Piastiden stellen sich auf die Kernpole ein (Fig. 2, Taf. XXI). Somit erhält eine jede neue Zelle des Archesporiums je eine Plastide von der MutterzeUe (Fig. 3, Taf. XXI).

Eine Plastide erhält aus demselben Grunde auch der junge Gonoto- kont.

1) Die letzte vollständigste Arbeit gehört B. Davis: The Sporemothercell of Anthoceros. Botan. Gazette. XXVIII. 1899. Hier ist auch die übrige Literatur angeführt.

362 " A. A. Sapehin

In der Synapsis finden wir den Kern an der Zellwand des Gonoto- konten und die Plastide in ihrer Mitte (Fig. 4 und 5, Taf. XXI) liegend.

In der späten Synapsis, wenn die Kernfäden sich langsam ausein- anderzuflechten beginnen und der Kern sich allmählich zur Zellmitte hinbewegt, vollzieht die Plastide ihre erste Teilung (Fig. 6, Taf. XXI), und noch später, wenn das Kernspirem schon über die ganze Kernhöhle verteilt ist, finden wir schon zwei Piastiden in dem Gonotokonten, welche ki-euzweise gegenüber hegen (Fig. 7, Taf. XXI). Weitere Stadien gelang es mir nicht zu sehen, aber das Verhalten der Piastiden muß hier das gleiche sein, wie auch bei den Laubmoosen, da die Tetraspore nur eine Plastide besitzt (Fig. 8, Taf. XXI).

Dasselbe findet auch bei Selaginella emelliana statt, mit nur der- jenigen Differenz, daß auch die Scheitelzelle und die Gewebe meristemati- schen Charakters ebenfalls eine Plastide besitzen (Fig. 9, Taf. XXI) i). Auf der Abbildung ist eine Scheitelzelle mit zwei jungen Piastiden dar- gestellt, welche sich fast auf die Kernpole eingestellt haben.

Links und unter dieser ZeUe ist eine andre Zelle zu sehen mit einer ruhenden, und unten rechts von ihr mit einer sich teilenden Plastide; in der oberen Zelle befinden sich die Piastiden schon an den Kernpolen.

In Anbetracht der schon angezeigten Eigentümlichkeit von Sela- ginella wird bei ihr das Archespor monoplastisch sein, ohne jegliche Re- duktion der Piastidenzahl. Bei der Vermehrung der archesporialen Zellen geht die Piastidenteilung stets der Kernteilung voraus.

Sie vollzieht sich auf gewöhnlichem Wege vermittels einer Durch- schnürung in der Mitte (Fig. 10, Taf. XXI); die jungen Piastiden stellen sich sodann auf die Kernpole ein (Fig. 11, Taf. XXI).

Bei der nachfolgenden Teilung erhalten die jungen Zellen je eine Plastide.

Der Versuch mit den Laubmoosen gibt uns das Recht, auch in dem jungen Gonotokonten ebenfalls eine Plastide zu erwarten, was ich auch in der Tat gefunden habe (Fig. 12, Taf. XXI).

In der Synapsis liegt der Kern an der Gonotokontenwandung, und die Plastide am Kern, in der Mitte der ZeUe (Fig. 13, Taf. XXI); auf der Fig. 13a, Taf. XXI ist die Plastide von oben zu sehen.

Bei der weiteren Ent\v^icklung der Synapsis beginnt die Plastide sich zu teilen (Fig. 14 u. 15, Taf. XXI), aber die nachfolgenden Stadien anzutreffen glückte mir nicht. Sie müssen aber hier prinzipiell

1) Siehe auch G. Haberlandt: Die Chlorophyllkörner der Selaginella. P'lora LXXI. 1888.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 363

die gleichen sein wie auch bei den Laubmoosen, da wir in der Tetra- spore nur immer eine Plastide antreffen (Fig. 16, Taf. XXII). Bei der Sporenentwicklung ist eine Piastidenvermehrung nicht zu beobachten, und in den reifen Sporen, sowohl männlichen (Fig. 17, Taf. XXII), als auch weiblichen (Fig. 18, Taf. XXII), ist nur je eine Plastide vor- handen.

Somit sind in Hinsicht auf die Piastidenanzahl in dem sporogenen Gewebe die Lycopodiales völlig den Musci und ÄntJioceros analog, zusammen mit den letzteren diesen uralten Algencharakter besitzend, ungeachtet ihrer hohen Stellung in der Evolutionsreihe. Dieser Um- stand, welcher für die Lycopodiales noch ein Merkmal liefert, das auch den Musci zukommt, ist auch in derjenigen Hinsicht interessant, daß er als ein schönes Beispiel für die Erscheinung der Nichtparallelität in der Evolutionsentwicklung einzelner Organe oder Gewebe einer und derselben Pflanze dient i).

Nach den Abbildungen und der Beschreibung von Fitting^) zu ur- teilen, werden wir bei Isoetes dieselben Verhältnisse der Plastide an- treffen, wie auch bei den Laubmoosen, Anthoceros, Lycopodium und Selaginella.

Der von Fitting beschriebene »aus zahheichen kleinen Stärke- körnern und grobkörnigem Plasma bestehende dunkle Klimipen« ver- hält sich bei der allotypischen Teilung im Gonotokonten ganz genau so wie dies die Plastide zu tun hat: dieselbe Lagerung an den Seiten des (synaptischen?) Kernes bei ihrer ersten Teilung (Fig. 10), die ki'euzweise Lagerung beider Massen (der Piastiden) bei der zweiten Teilung (Fig. 11), die nachfolgende tetraedrische Anordnung (Fig. 13 u. 14) und die Be- festigung an diese Massen (die Piastiden) der Kernspindel der zweiten, homeotypischen Teilung (Fig. 13). Eine jede Spore erhält je ein solches )^Klümpchen(( (Fig. 15, 16, 26), d.h. je eine Plastide.

Fitting spricht diese Gebilde für Plasmaklümpchen an, welche mit Reservestoffen angespeichert sind; nach dem aber zu m-teilen, was wir bis jetzt über die monoplastischen Archesporien erfahren haben, sind das ohne Zweifel Leukoplasten, welche analog denen eines jeden andern monoplastischen Archesporiums sind. Dieselbe Erscheinung darf

1) Siehe N. Arber und J. Parkin: On the Origin of Angiosperms. Journ. of the Linn. Soc. Botany. XXXVIII. 1907.

2) H. Fitting: Bau und Entwicklungsgeschichte d. Makrosporen von /soefes usw. Botan. Zeitung. LVIII. 1900.

364 A. A. Sapehin

man auf Grund der Untorsucliungen von Marquette i) auch bei MarsiUa erwarten.

Bei der allotypischen Teilung entstehen aus einem Gonotokonten- kern deren vier neue. In einem monoplastischen Gonotokonten ent- stehen aus einer Plastide zur Zeit der Diakinese vier neue, und bei den beschriebenen Pflanzen bleiben alsdann alle vier Piastiden und aUe vier Kerne erhalten.

Bei Closterium und Cosmarium sind, nach den Angaben von Klebahn^), in der Zygote, sagen wir besser, in dem Gonotokonten normal zwei Piastiden vorhanden, welche auch bei der folgenden Kernteilung in der Ruhe zurückbleiben. Dessen ungeachtet teilt sich der Kern in vier neue, aber zwei von ihnen werden sodann reduziert, und jeder von den zwei Piastiden entspricht nur je ein einziger sich entwickelnder Kern.

Klebahn hat sodann zwei anormale FäUe beobachtet, wo in dem Gonotokonten, anstatt zweier Piastiden, drei oder eine vorhanden waren. Der Kern teilte sich auch hier immer in vier neue, von Interesse ist aber, den Umstand zu bemerken, daß im Gonotokonten mit einer Plastide drei Kerne vernichtet wm'den, und im Gonotokonten mit drei Piastiden nur ein Kern zugrunde gegangen war.

Somit bleiben nach den angeführten Beispielen zu urteilen, deren Anzahl man noch vergrößern kann, in den monoplastischen Gonoto- konten am Schluß der Teilung am Leben soviel Kerne, wieviel sich Pla- stiden dort befinden.

Diese Erscheinung hielt ich für nötig aus dem Grunde anzumerken, weil sie auf sehr wichtige Beziehungen zwischen der Plastide und dem Kern hinweist und folghch ein weiteres Studium verdient.

2. Chondriosomen.

Die Methodik.

Zur Fixierung der Sporogone wandte ich verschiedene Flüssigkeiten an,' aber gute Resultate waren nm* mit einer Mischung von Kaliumbichro- mat und Formalin (»Regaud«) zu erzielen, obgleich auch sie öfters nicht genügende, zusammengeschrumpfte Präparate Hefert. Die Osmiumsäm-e (in Gestalt des »Flemmingsa) ruft eine beständige Schwärzung der Öl-

. 1) W. Marquette: Concerning the Organizazion of the^ Si3ore mother-cells of Marsilia quadrifolia. Trans, of the Wisc. Acad. of Scienc. Arts and Litters. XVI. 1908.

2) H. Klebahn: Studien über Zygoten. I. Die Keimung von Closterium und Cosmarium. Jahrb. für wissensch. Botanik. XXII. 1891.

Untersuchune;en über die Individualität der Plastide. 365

'b

tropfen in dem Ai'cliesporium hervor, und dieser Umstand hindert die Untersuclinng sehr.

Von den Farbstoffen erwies sich als der beste Hämatoxyhn.

Die Resultate.

Die nach der obigen Methode bearbeiteten Sporogone weisen in fast allen ihren Zellen Chondriosomen auf. Am besten sind diese Körperchen in dem Parenchym sichtbar (Fig. 1, Taf. XXII), wo man auch Mitochon- drien und Chondriokonten finden kann. Ihre Dimensionen sind nicht groß; auf jeden Fall sind sie beträchtlich kleiner als die Piastiden, welche sich auch in denselben Zellen befinden.

Die archesporialen Zellen besitzen ebenfalls Chondriosomen, haupt- sächüch Mitochondrien ; Chondriomiten und Chondriokonten sind hier selten anzutreffen.

In dem jungen Archesporium (Fig. 2, Taf. XXII) fand ich Chon- driosomen in einer nicht großen Anzahl, aber später wächst ihre Zahl an und dabei auch sehr stark (Fig. 3—5, Taf. XXII). Auf der Fig. 2, Taf. XXII, sehen wir eine Archesporzelle mit zwei großen Piastiden am Kern und mit zehn Ideinen Chondriosomen im Plasma zerstreut.

Auf der Fig. 3, Taf. XXII, ist ein junger Gonotokont vor der Syn- apsis dargestellt. Im Centrum liegt der Kern und seitwärts von ihm eine Plastide (im Durchschnitt, in Form eines Fadens); vielzähhge Chondrio- somen füUen das Plasma aus, an einigen Stellen zu Kettchen sich grup- pierend. Auf der Fig. 4, Taf. XXII, befindet sich der Gonotokont schon in der Synapsis. Die Plastide vollzieht ihre erste Teilung und es sind ihre zwei Kanten (im Durchschnitt) sichtbar. Die Chondriosomen sind in einer großen Anzahl über das ganze Plasma zerstreut.

Auf der Fig. 5, Taf. XXII, ist eine Tetrade junger Sporen dargestellt. Die Plastide hegt an dem Kern, und die kleinen Chondriosomen sind über das ganze Plasma zerstreut.

Somit sind die Chondriosomen in dem Archesporium, in den Gonoto- konten und in den Sporen in einer größeren oder kleineren Anzahl ver- treten und unterscheiden sich von den sich dort befindenden Piastiden sowohl dm'ch ihre Form als auch durch ihre erhebhch kleineren Dimen- sionen. Wir wissen schon, daß während der ganzen Sporogenese die Plastide ununterbrochen ihre Individualität behält, nur aus ihr ähnlichen Gebilden hervorgehend — und dessen ungeachtet sind in sämtlichen sporogenen Zellen und Sporen, wie wir das soeben gesehen haben, auch Chondriosomen vorhanden. Deshalb müssen wir konstatieren, daß bei der Sporogenese sich die Piastiden und die Chondriosomen als völlig unabhängige Gebilde verhalten.

366 A. A. Sapehin

B. Das Verhalten der Plastiden und der Chondriosomen im

Protonema und in dem Stengel.

Die Methodik.

Die Plastiden fixieren sieh im Protonema und in dem Stengel ohne besondere Schwierigkeit, aber die Chondriosomen werden hier nicht sehr oft erhalten i). Die besten Fixatoren sind die Flüssigkeiten, welche in sich Chromderivate, Osmiunisäm*e, Formalin enthalten, wobei den besten Erfolg die Mischungen von Kaliumbichromat und Formalin geben, aber nur nicht die sehr starken.

Die Osmiumsäure ist deshall) unangenehm, weil sie eine ständige Schwarzfärbung der Öltropfen hervorruft, dem man nur mit sehr großer Mühe ausweichen kann, und oft gelingt das überhaupt nicht ; sodann kann man leicht »Übergangsstadien« zwischen den Plastiden und Chondrio- somen auffinden.

Gute Präparate eines Protonemas und einer ScheitelzeUe kann man im allgemeinen nur sehr selten erhalten, und ich wendete mich vielmals zu der freien Präparierung des lebenden Materials, welches sodann direkt auf dem Objektglase bearbeitet wurde. Und abgesehen davon, daß diese Arbeit viel Zeit verlangt und ungeheuer die Geduld in Anspruch nimmt, sind die besten von mir beobachteten Bilder hauptsächlich nach dieser Methode erhalten worden.

Von den Farbstoffen gab mir Hämatoxylin den besten Erfolg.

1. Das Protonema.

Die Protonemazellen sind immer mit sehr großen Chloroplasten gefüllt, welche sich sowohl in ruhendem Zustande als auch in allen Teilungs- stadien befinden.

Unter günstigen Bedingungen kann man unter den Chloroplasten kleine glänzende Kügelchen und Stäbchen bemerken, und nach ent- sprechender Fixierung und Färbung süid an ilirer Stelle Mitochondi'ien und Chondi'iokonten zu beobachten (Fig. 1, Taf. XXIII). Die Plastiden unterscheiden sich hier scharf von den Chondriosomen schon durch ihre Größe allem, und von irgendwas, welches an Übergänge zwischen diesen zwei Zellengebilden erinnern könnte, kann auch kerne Rede sein.

Die Plastiden vermehren sich auch in dem Protonema nur auf dem Wege der Teilung und sind von den Chondriosomen gänzlich unabhängig.

1) Es kommt jedoch so vor, daß die Chondriosomen sich aufbewahren und die Plastiden vernichtet werden, oder sie färben sich wenigstens nicht und scheinen zu fehlen.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 367

■&

2. Der Stengel.

Die Scheitelzelle des Stengels von Polytrichum piUfenmi Schreb., welcher auf sich Antheridien trägt, enthält in sich ziemlich viel große Piastiden eingeschlossen und noch mehr Chondriosomen, hauptsächlich Mitochondrien (Fig. 6, Taf. XXII).

Sowohl die Piastiden, als auch die Chondriosomen schwanken in ihren Dimensionen innerhalb ziemlich großer Grenzen, aber die Größen- differenz zwischen diesen beiden Gebildearten tritt immer ziemlich scharf hervor, und die allerkleinste Plastide ist doch bedeutend größer als das allergrößte Chondriosom.

In der Scheitelzelle des wachsenden Stengels (Fig. 7, Taf. XXII) sind auch die Piastiden und die Chondriosomen kleiner als bei einem Antheridienträger, aber die Differenz zwischen diesen Gebilden bleibt eine ebenso scharfe: wir werden hier keine »Übergangsstadien« finden. Umgekehrt sind hier die Teilungsfiguren der Plastide ziemlich oft anzu- treffen.

Eine ebensolche scharfe Grenze zwischen den Piastiden und den Chondriosomen bleibt auch in den sich differenzierenden Zellen zurück, z. B. im Blatt, sowohl in einem jungen (Fig. 8, Taf. XXII), als auch in einem alten.

In den Zellen der gewöhnUchen Blätter treten die Piastiden scharf hervor, und die Chondriosomen sind fast ausschließUch durch Mitochon- drien repräsentiert, in den Zellen jedoch der Blätter, welche die Antheri- dien umgeben, und in den mittleren Stengelteilen sind die Piastiden fast oder ganz unsichtbar, und die Chondriosomen besitzen hauptsächlich die Form sehr langer Chondiiokonten (Fig. 9, Taf. XXII).

Völlig analoge Beziehungen zwischen den Chondriosomen und den Piastiden werden wir auch in dem Stengel von Funaria hygrometrica finden.

In der Scheitelzelle ihres Stengels sind sowohl Piastiden, als auch Chondriosomen vorhanden (Fig. 2 u. 3, Taf. XXIII), aber zwischen den einen und den andern liegt eine scharfe Grenze, hier existieren keine »Übergangsstadien«. Die Piastiden und die Chondriosomen schwanken ein wenig m ihren Dimensionen, aber die aUerkleinsten Piastiden sind doch erheblich größer als die allergrößten Chondriosomen.

Die Piastiden sind hier in ihren verschiedenen Teilungsstadien an- zutreffen, die Chondriosomen werden hier hauptsächlich durch Mito- chondrien repräsentiert, obgleich bisweilen auch Chondriokonten und manchmal auch Chondriomiten anzutreffen sind.

Archiv f. Zellforschnng. XHI. 24

368 A. A. Sapehiu

Eine ebensolche starke Differenz zwischen den Piastiden und den Chondriosomen wird in allen übrigen Zellen und Blättern beobachtet. Sie bleibt auch an denjenigen Orten klar sichtbar, wo eine intensivere Zellteilung stattfindet, so z. B. in den sich zu entwickehi beginnenden Blättchen (Fig. 4, Taf. XXIII). Die Piastiden werden hier kleiner, aber eine klare Grenze zwischen ihnen und den Chondriosomen bleibt wie zuvor bestehen.

Mit dem Fortschreiten der Blattentwicklung wb:d diese Differenz immer stärker ausgeprägt. In den Zellen des jungen Blattes (Fig. 5, Taf. XXIII) werden wir annähernd dieselben Beziehungen finden, wie auch in der Scheitelzelle ; in einem erwachsenen Blatte jedoch erreichen die Piastiden vergleichend enorme Dimensionen (Fig. 6, Taf. XXIII), während die Chondriosomen im wesentlichen dieselbe Größe wie auch in der jungen Zelle behalten; wenn sie sich hier auch als größer erweisen, so rührt das davon her, weil hier sehr viele lange Chondriokonten vor- handen sind.

Wir sehen somit, daß auch in der Scheitelzelle des Stengels wie auch in seinem übrigen Körper die Piastiden aus den Chondrio- somen schon scharf durch ihre Größe hervortreten und ver- schiedene Figuren ihrer Teilung aufweisen, während irgend- was, das den Übergangsstadien zwischen diesen zwei Kate- gorien von Zellelementen ähnlich wäre, wir hier nicht finden können.

C. Das Verhalten der Piastiden und der Chondriosomen bei der

Spermatogenese .

Die liiterattirangaben.

Es sind in der Literatur keine Hinweise auf die Existenz von Pla- stiden in dem spermatogenen Gewebe, ja es existieren im Gegenteil sogar Behauptungen, daß die Piastiden bei ihrer Bildung resorbiert werden. So zum Beispiel begegnen wir bei Schimper^) viebnals Hinweisen in der Art des folgenden: »Den Mutterzellen der Antherozoen gehen, ähnlich wie bei vielen Algen, die Chromatophoren ganz ab; dieselben werden auf jüngeren Stadien der Antheridiumentwicklung entfärbt und resorbiert« (S. 47).

ScHiMPER war ohne Zweifel immer unter demselben Einfluß von Schmitz auch in dieser Frage, da der letztere in bezug auf die höheren

1) A. F. W. Schimper: Unters, über die Chloroi)hyllkörper etc. Jahrb. wiss. Bot. Bd. XVI. 1885.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 369

Algen dieselben Behauptungen anführt: »Dagegen läßt sich wieder . . . ein vollständiges Schwinden der Chromatophoren direkt feststellen bei der Bildung der männlichen Sexualzellen von Fucus und andern braunen Algen« (S. 138); analoge Behauptungen sind auch an vielen andern Stellen anzutreffen.

Was die späteren Forscher der Spermatogenese bei den Moosen an- belangt, so hat die Mehrzahl dabei die Piastiden gesehen, aber sie nur nicht erkannt; die Plastide wurde bald als besondere »lünetosomen«, bald als Blephoroplast, als Centrosom, als geheimnisvolle »Nebenkörper«, oder als eine nicht weniger unbekannte »Limosphere« betrachtet.

Nur N. Walker 1) sagt, daß die Chloroplasten in den jungen Anthe- ridien vorhanden sind und sich sodann desorganisieren. Es ist jedoch am bequemsten, diese Arbeiten, nach der Auseinandersetzung der von mir gewonnenen Tatsachen, zu berühren.

Eigene Untersuchungen.

Die Methodik.

Die Antheridien tragenden Stengel habe ich mit HiKe der Flem- MiNGSchen Flüssigkeit (starke Zusammensetzung) und des »Regaud« fixiert. Beide Zusammensetzungen liefern gute Resultate, aber nicht selten, besonders bei kräftiger Differenzierung des Präparats, kann man anstatt der Plastide Bilder sehen, in der Art eines Häufchens dunkler Körper mit einer zerrissenen Kontur, wie auf der Fig. 25, Taf. XXVI, oder jedoch — chondrios omenartiger Gebilde (in der Form von »Mito- chondrien«, »Chondriokonten« und »Chondriomiten«), z. B. Fig. 48—50, Taf. XXV; wenn jedoch bei der Plastide, welche in den spennatogenen Zellen eine konvexe Form besitzt, der mittlere Teil abgeschnitten ist, so haben wir etwas vor uns, was zweien »Blephoroplasten« ähnlich ist, oder zwei »polare plates«, welche miteinander durch dünne Fäden ver- bunden sind: die fixierte Plastide ist oft von dunklen Fäden durchzogen (Fig. 49, Taf. XXV; Fig. 14, Taf. XIX).

Zum Nachweis der Chondriosomen hat sich am besten eine Mischung aus Formalin und Kaliumbichromat erwiesen (z. B. »Regaud«).

Gefärbt habe ich hauptsächlich vermittels Hämatoxylin, aber in einigen Fällen verwendete ich auch »Safranin + Gentianaviolett«, »Ali- zarin + KJristaUviolett« und »Jodgrün + Fuchsin«.

1) N. "Walker: Spermatogenesis in PolytricMum. Ann. of Botany. XXVII. 1913.

24*

370 A. A. Saijehin

Die Beschreibung des Prozesses bei den einzelnen Vertretern. Funaria hygrometrica (L.) Sibth. In den Zellen des sieh zu entwickeln beginnenden Sexualliaares sind immer viele Piastiden vorhanden (Fig. 8, Taf. XXIII), welche als- bald üire Vermehrung verlangsamen oder ganz einstellen. Zu der Zeit des Beginnes der Bildung des spennatogenen Gewebes werden wü- in den entsprechenden Zellen schon eine begrenzte Piastidenzahl finden (von grüner Farbe in vivo) (Fig. 1, Taf. XXIV), welche bei den nach- folgenden Teilungen der ZeUe bis auf zwei bis di'ei und zuletzt bis auf €ine reduziert wird.

Diese Reduktion der Piastidenzahl in der Zelle vollzieht sich auf ■demselben Wege wie auch bei dem Sporengewebe; während der Zeit, wo die spennatogenen Zellen sich vermehren, bleibt ihre Piastidenzahl dieselbe, deshalb kommen auf den Anteil einer jeden neuen Zelle immer weniger und weniger Piastiden.

Schon dann, wenn die Piastiden in der Zelle in einer Anzahl von zwei zurückbleiben, und auch von drei, beginnt ihre Auswachsung in die Breite (Fig. 2, Taf. XXW), welche völlig dem analog ist, was wir bei der Sporo- genese beobachtet haben, und auf den senkrechten Durchschnitten sieht die Plastide immer dünner aus. Nach zwei bis di'ei Generationen wü-d sie schon sehr dünn (Fig. 5, Taf. XXIV) und ist gewöhnlich in der Zelle in der Art eines dünnen Streifens bemerkbar (Fig. 6, Taf. XXIV), nicht selten mit einer Konvexität, welche der Oberfläche des Kernes parallel ist (Fig. 7, Taf. XXIV; 30, Taf. XXV).

Auch diese Erscheinung ist uns schon aus der Sporogenese bekannt. Einer jeden Zellteilung des spennatogenen Gewebes geht inmier eine Piastidenteilung voraus (Fig. 3 u. 8, Taf. XXIV), worauf sich die jungen Piastiden auf die Kernpole einstellen, eine gegenüber der andren (Fig. 4 u. 9, Taf. XXIV; 31, Taf. XXV). Beim Auseinanderrücken der Chromosomen befestigen sich die Zugfasern der Kernspindel an die Pla- stiden, und an ihnen kann man eine Reihe von Ausstülpungen in der Richtung zu den Chromosomen bemerken (Fig. 10, Taf. XXIV). Am Ende der Teilung liegen die jungen Kerne jeder bei einer Plastide (Fig. 11, Taf. XXIV). Die sich sodann bildende neue Scheidewand teilt die MutterzeUe in zwei TochterzeUen, welche ebenfalls monoplastisch sein werden. Und auch alle diese Bilder sind uns aus der Beschreibung des Sporenbildungsprozesses gut bekannt, und deshalb werde ich hier auf die Einzelheiten nicht eingehen. Die anfangs große Plastide wh'd mit jeder Teilung immer kleiner und kleiner und, wie dies lebendes Material zeigt, geht sie aus der grünen Farbe ins Farblose über.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 371

Diese allmähliche Dimensions Verkleinerung der Plastide tritt be- sonders anschaulich hervor auf der Fig. 12, Taf. XXIV, wo emige ent- sprechende Stadien zusammengestellt sind. In a ist die Plastide noch vergleichsweise groß, in b ist sie schon erheblich kleiner, in c noch kleiner und in d und auf der Fig. 13 ist die Plastide schon vor ihrer letzten Teilung sichtbar.

Sie vollzieht sich auf gewöhnlichem Wege: in der ausgezogenen Plastide erschemt in der Mitte eine Durchschnürung (Fig. 33, Taf. XXV), welche die Plastide in zwei durchschneidet (Fig. 34, Taf. XXV), und das junge Paar rückt zu entgegengesetzten Seiten auseinander (Fig. 35, Taf. XXV), bis es sich auf die Kernpole einstellt.

Während des Auseinanderrückens der Chromosomen geht die Kern- spindel dicht zu diesen kugeKörmigen Piastiden heran und, da sich dabei das Plasma zuweilen in Form von Fäden fixiert, welche bei der Plastide zusammentreten (Fig. 14, Taf. XXIV), könnte man sie ohne weiteres für ein Centrosom halten, wenn ims nicht ihre ganze Entwicklungsgeschichte bekannt wäre.

Ein ebensolches »fadenfömiiges« Aussehen des Plasmas ist auch in der Spermatide zu bemerken (Fig. 15, Taf. XXIV).

In der heranreifenden und in der reifen Spermatide liegt, wie es scheint, die Plastide dicht dem Kern an: das kann man auch auf der Fig. 16, Taf. XXrV, sehen, wo noch der Xucleolus sichtbar ist, und auf der Fig. 17 derselben Tafel, wo der Nucleolus schon verschwunden ist. Sodann beginnt die Entwicklungsperiode des Spermatozoids. Der Kern wird konvex (Fig. 18, Taf. XXIV) und die Plastide stellt sich seitwärts zu ihm ein, wie das auf der Fig. 19, Taf. XXIV, gut zu sehen ist. Noch weiter, und der Kern ist nach seiner Form einem jungen Monde ähnlich (Fig. 20, Taf. XXIV), wobei die Plastide noch inmier seiner Seite anliegt. Der Kern wird mmier dünner und dünner (Fig. 21 bis 23, Taf. XXIV) und sieht zuletzt wie ein dicker Faden aus. In diesem und manchmal auch in dem vorhergehenden Stadium kann man sehen, daß die Plastide nicht wie bis jetzt dem Kern anhegt, sondern von ihm etwas absteht (Fig. 24, Taf. XXIV), die Mitte der Zelle einnehmend, aber sodann sehen wir die Plastide wieder beim Kern (Fig. 25, Taf. XXIV), auf seiner Mitte. In der Folge rückt die Plastide allmählich zu dem hinteren Ende des Kernfadens herab (Fig. 26, Taf. XXIV), bis sie auf ihm sitzend erscheinen wird (Fig. 27, Taf. XXIV): es liegt vor uns ein fertiges Spermatozoid. Während seiner Bewegungen verliert die Plastide ihre kugelförmige Form und, sich in der Richtung der Bewegung aus- dehnend, wird sie eiförmig oder birnenförmig (Fig. 28, Taf. XXIV).

372 A. A. Sapehin

In den Präparaten, welche mit der Mischung aus Formahn und KaUumbichromat fixiert wurden, werden wh in aUen beschriebenen Zellen außer der Plastide auch Chondriosomen finden. Sie sind auch in den ZeUen des Sexualhärchens vorhanden (Fig. 8, Taf. XXIII und 29, Taf. XXV) und auch in den spermatogenen ZeUen, sowohl jungen (Fig. 30, Taf. XXV) als auch mittleren Alters (Fig. 31, Taf. XXV), und alten (Fig. 32, Taf. XXV). Chondriosomen besitzen auch die Sper- matiden (Fig. 36 und 37, Taf. XXV).

Der Unterschied zwischen diesen Zellen besteht, wie ich zu bemerken vermochte, nur darin, daß in der Spermatide nur ein wenig Chondrio- somen i) vorhanden sind und dabei fast ausschließhch in der Form von Mitochondiien, während bei den vorhergehenden ZeUen stets viel Chon- driosomen vorhanden und immer in Form von Chondriokonten anzu- treffen sind.

Die Chondriosomen unterscheiden sich scharf von den Piastiden durch ihre erhebhch kleineren Dimensionen; nichts ist dabei zu finden, was an Übergangsstadien von den Chondiiosomen zu den Piastiden erinnern könnte.

Polytrichum püiferum Schreb.

Auch bei diesem Moos wird das Verhalten der Plastide bei der Spermatogenese dasselbe sein, wie bei Funaria hygrometrica.

Die Plastide hat zuerst große Dimensionen (Fig. 1, Taf. XXV), aber allmähhch, mit jeder Teilung, wird ihre Größe kleiner (Fig. 2— 5, Taf. XXV), bis eine kugelige Fonn entstehen wird (Fig. 6, Taf. XXV).

Zusammen mit der Verkleinerung ihrer Dimension wird die Plastide immer dünner und dünner, wie man das auf der Fig. 4, Taf. XXV, sehen kann.

Einer jeden Zellteilung geht immer eine Piastidenteilung voran, welche sich auf gewöhnlichem Wege vollzieht: in der Mitte der sich aus- gezogenen Plastide entsteht eine Durchschnürung (Fig. 7—9, Taf. XXV), welche die Plastide in zwei durchschneidet. Die jungen Piastiden rücken auseinander zu entgegengesetzten Seiten (Fig. 10, Taf. XXV) und stehen sich auf die Kerapole ein (Fig. 11, Taf. XXV).

Der bei der jungen Spermatide vorhandene Nucleolus (Fig. 6, Taf. XXV) verschwindet alsbald, und der Kern nähert sich der Zellseite (Fig. 12, Taf. XXV).

i) Daran ist vielleicht auch das ungenügeiicle Fixieren schuld.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 373

Ein wenig später erscheint am Rande der Zelle, welchem der Kern anliegt, ein dünner Blepharoplast, welcher den Kern umgibt und nicht selten dicht an die Plastide herantritt (Fig. 13, Taf. XXV).

Der Kern beginnt sich sodann einzubiegen und sich auszuziehen (Pig. 14—17, Taf. XXV), dabei nimmt er eine fadenförmige Form zuerst auf seinem vorderen Ende an (Fig. 18 u. 19, Taf. XXV), so daß am längsten der hintere Kernteil verdickt zurückbleibt.

Die Plastide, welche bis jetzt dicht am Kern an einer seiner Seiten lag (Fig. 15-18, Taf. XXV), steht jetzt von dem Kern ab (Fig. 19, Taf. XXV). Sie bleibt zuerst dort liegen, in der Zellenmitte, auch dann, wenn der Kern schon fadenförmig geworden ist (Fig. 20, Taf. XXV), kommt aber dann an seine Mitte (Fig. 21, Taf. XXV) und bewegt sich alsbald seinem Ende zu (Fig. 22, Taf. XXVj: es hegt vor uns ein fertiger Spermatozoid, welcher zu dieser Zeit auf seinem vorderen Ende auch ein paar Geißeln entwickelt.

Bei der Bewegung des Spermatozoids zieht sich die Plastide aus, eine birnförmige Form annehmend (Fig. 23, Taf. XXV): das kann man an fixierten Präparaten und auch an lebenden Objekten beobachten.

Wir sahen somit, daß auch bei Polytrichum während der ganzen Spermatogenese die Plastide individuell bleibt, nur durch Teilung sich vermehrend. Ungeachtet dessen sind in allen diesen Zellen, wie die an- geführten Abbildungen zeigen, auch Chondriosomen vorhanden, haupt- sächUch Mitochondrien. Wir sehen sie in den Zellen sowohl des jungen (Fig. 1 u. 2, Taf. XXV) als auch des erwachsenen spermatogenen Ge- webes (Fig. 4 u. 5, Taf. XXV) und in den Spennatiden (Fig. 6 u. 12, Taf. XXV). In den ZeUen des jungen Gewebes sind ziemUch viel Chondriosomen vorhanden, aber alsdann vermindert sich ihre Zahl und in den Spermatiden werden wir ihrer zwei oder drei finden. Was die reifen Spermatozoiden anbelangt, so kann man auch an ihnen sehr oft und möglicherweise auch stets Mitochondrien beobachten; sie sitzen dabei auf der Plastide (Fig. 21-23, Taf. XXV).

»Übergangsstadien« zwischen den Chondriosomen imd den Piastiden werden wir auch bei Polytrichum keine finden: diese zwei Kategorien von Zellelementen differieren zu stark unteremander.

Bryum sp.^)

Die Spennatogenese vollzieht sich auch bei diesem Objekte ebenso, wie auch bei den zwei beschriebenen, und ich werde deshalb bei ihr nur

1) Die Art konnte nicht bestimmt werden wegen der Abwesenheit, von Sporogonen.

374 A. A. Sapehin

kurz bei den einzelnen Stadien verweilen ; wir werden sie auf der Taf. XXV finden (Fig. 41—47). Die Fig. 41 stellt den Zellinhalt des Sexualhärchens dar, vor der definitiven Bildung des spermatogenen Gewebes; um den Kern herum sind vier Piastiden gelagert, und weiter sind zwei Chondrio- konten, zwei Chondriomiten und drej Mitochondrien sichtbar. Nach zwei Teilungen wnd in den Zellen je eine Plastide zurückbleiben.

Die Fig. 42 gibt eine Zelle des spermatogenen Gewebes mittleren Alters wieder; die Plastide ist in senkrechtem Durchschnitt sichtbar, in der Art eines dünnen Streifchens, welches den Kern mehr als um die Hälfte umschließt. Die Chondriosomen sind fast ausschließlich durch Mitochondrien repräsentiert.

Die Fig. 43 zeigt eine Plastide im Teilungsmoment und auf der Fig. 44 befinden sich die Piastiden schon an den entgegengesetzten Kernpolen. Die Chondriosomen sind in einer vergleichsweise nicht großen Anzahl sichtbar und sind teilweise durch Mitochondrien, teilweise durch Chondriokonten repräsentiert.

In der Spermatide besitzt die Plastide schon eine kugelförmige Form (Fig. 45), und die Zahl der Chondriosomen ist auf 1—2 reduziert.

Auf der Fig. 46 sehen wii* den Kern fadenförmig und die Plastide ihm angepreßt; auf der Plastide sitzt ein Chondriosom und in dem schwindenden Plasma ist ein zweites sichtbar.

Ein analoges Stadium ist auch auf der Fig. 46a sichtbar, wo nur ein Teil des fadenförmigen Kernes mit der an ihm Hegenden Plastide dargestellt ist ; an die letztere haben sich zwei Mitochondrien angepreßt.

Beim reifen Spermatozoid (Fig. 47) sitzt die Plastide auf seinem hinteren Ende und besitzt eine birnförmige Form; auf der Plastide sind sehr oft, und mögUcherweise auch immer, ein bis zwei Mitochondrien vor- handen.

Auch bei diesem Moose verhält sich im Laufe der ganzen Spennato- genese die Plastide ganz unabhängig, und irgendwelche Gebilde, welche als Übergangsstadien zwischen den Chondriosomen und den Piastiden betrachtet werden könnten, finden wu: nü-gends.

Allgemeine Bemerkungen.

Wie wir das soeben gesehen haben, ist das Verhalten der Piastiden bei der Spermatogenese fast bis auf ihre letzten Stadien mit dem ähnlich, was wir in dieser Hinsicht über dieSporogenese wissen.

Das Gewebe, welches sich in das spermatogene umwandelt, weist dieselben Erscheinungen auf, wie auch das Gewebe, welches sich in das Archespor umwandelt. In den entsprechenden Zellen finden wir auch

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 375

hier einige Chloroplasten (Fig. 1, Taf. XXIV), welche ihre Vermehrung verlangsamen oder gänzlich einstellen, und — da die Zellen sich in ihrer Zahl zu vermehren fortsetzen — so kommen auf den Anteil der Tochter- zellen, mit jeder neuen Teilung, immer weniger und weniger Chloro- plasten, bis sie zuletzt in den jungen spermatogenen Zellen auf nur einen reduziert werden (Fig. 3, Taf. XXIV und andre).

Schon vordem beginnen die in der Zelle zurückgebliebenen zwei bis drei Chloroplasten sich auszudehnen und zu verdünnen (Fig. 29, Taf. XXV und andre), und auch in dem spermatogenen Gewebe sehen wir sie in Form dünner Plättchen, welche parallel zum Kern eingebogen sind und welche den letzteren bis ungefähr auf die Hälfte umgeben. Auf den senkrechten Schnitten erscheint die Plastide um diese Zeit in der Form eines dünnen eingebogenen Fadens (Fig. 7, Taf. XXIV; 42, Taf. XXV und andre).

In Einzahl in der Zelle zurückgeblieben, verläßt die Plastide ihren inaktiven Zustand und teilt sich vor jeder Zellteilung in zwei (Fig. 8, Taf. XXIV; 7-9, Taf. XXV und andre). Die jungen Piastiden gehen nach den Kernpolen auseinander und stellen sich einander gegen- über ein (Fig. 9, Taf. XXIV; 44, Taf. XXV und andi-e). Während der Kernteilung heften sich die Zugfasern seiner Spindel an die Piastiden an, ihre zu dem »Chromosomenplättchen« gerichteten Teile in der Eichtung des letzteren ausziehend (Fig. 10, Taf. XXIV). Bei ihrem Auseinander- rücken sammeln sich die Chromosomen bei den Piastiden an und zu- letzt, nach der Bildung einer neuen Scheidewand, erhalten die Tochter- zellen je eine Plastide.

Mit jeder neuen Teilung vermindert sich die Plastide in ihren Dimen- sionen und geht aus der grünen Farbe ins Farblose über: der Chloroplast verwandelt sich in den Leukoplast. Anfangs besitzt er dieselbe flache Form, welche für den Chloroplasten charakteristisch ist, aber in den Endstadien der Spermatogenese, wenn der Leukoplast seine minimalste Größe erreicht, wird seine Form kugelförmig (Fig. 12 u. 15, Taf. XXTV; 34 bis 37, Taf. XXV und andre). Deshalb darf man vermuten, daß die Piastidenform in erheblichem Grade eine Funktion ihrer Größe ist.

Bei der Reifung des Spermatozoids klebt sich die Plastide an den mittleren Teil des fadenförmigen Kernes an (Fig. 25, Taf. XXIV ; 46, Taf. XXV und andre), und kriecht sodann auf sein hinteres Ende über, die bekannte Verdickung hinter dem fertigen Spermatozoid bildend (Fig. 27 u. 28, Taf. XXIV und andre).

Somit behält die Plastide ihre Individualität auch bei der Spermatogenese ununterbrochen bei; dessen ungeachtet sind

376 A. A. Sapöhin

in allen spermatogenen Zellen dicht bis an das Spermatozoid heran scharf von den Piastiden unterscheidbare Chondrio- somen vorhanden, ohne jegliche »Ubergangsstadien« von den letzteren zu den ersteren.

Die oben auseinandergesetzten Tatsachen geben uns die Möglichkeit, diejenige Reihe der spermatogenen Zellgebilde richtig zu bestimmen, welche von andern Forschern unter dem Namen »Kinetosome«, »Limo- sphere«, »Nebenkörper« und teils »Centrosom« und »Blepharoplast« beschrieben wurden.

Mit den »Kinetosomen« kommen wir zu Allen i).

Nach seiner Behauptung unterscheiden sich die Zellen des spermato- genen Gewebes, "by the absence of plastids and starch grains, and by the presence of a rather dense reticular cytoplasm", in welchen sich "a distinctly-outlined, dark-staining substance" befindet (S. 131). Dieses Gebilde, welches Allen "Kinoplasmic body" und "polar plate" nennt, hat das Aussehen eines Plättchens von verschiedener Dicke und liegt in der Nähe des Kernes, den letzteren in der Form eines Bogens umgebend. Vor der Kernteilung teilt sich diese "polar plate" in zwei und "daughter plates" rücken zu entgegengesetzten Seiten auseinander, bis sie sich auf die Kernpole einander gegenüber einstellen.

Sehr oft hat Allen an Stelle der "polar plate" beobachtet "a number of smaUer bodies lying close together or in contact", und zwischen diesen letzteren Gruppen und dem kompakten »Plättchen« sind die allermög- lichsten Übergänge anzutreffen.

Deshalb schließt Allen, daß "the plates and the groups of smaUer bodies — which will be referred to as Kinetosomes — are mutually equivalent, being merely different forms assumed by the same substance" (S. 134).

Dieser Schluß ist von Allen ganz richtig gemacht worden, da auch seme "polar plates" und "kinetosomes" nichts andres darstellen als eine und dieselbe Plastide.

Nur im ersteren Falle sind sie gut fixiert und gefärbt, in dem zweiten jedoch — schlecht. Das tritt ganz klar hervor bei der Vergleichung der Abbildungen von Allen mit den unsrigen. Diejenigen Abbildungen von Allen, wo eine kompakte "polar plate" dargestellt ist (z. B. Fig. 1—10, 35, 57 und viele andre), werden uns sofort an die Plastide in den spermato-

1) Ch. E. Allen: Cell Structiire, Growth and Division in the Antheridia of Poly- trichum Juniperinum WiUd. Arch. f. Zellforsch. VIII. 1912.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 377

genen Zellen erinnern, welche auf meinen Abbildungen wiedergegeben sind (Fig. 6-11, Taf. XXIV; 30 u. 42, Tat XXV und andre), oder in den Zellen des Archesporiums (Fig. 9, Taf. XX; 15-18, Taf. XIV und viele andre), welche vom lebenden Objekt abgezeichnet worden sind, wo man die Piastiden anfangs grün gefärbt sehen kann.

Ich habe schon auf den Umstand hingewiesen, daß, wenn eine ver- hältnismäßig große konvexe Plastide, mit welcher wir in dem Archespo- rium und in dem spermatogenen Moosgewebe zu tun haben (z. B. Fig. 14, Taf. XIX; 49, Taf. XXV), zur Hälfte ihrer Dicke abgeschnitten sein wd oder sogar einfach überdifferenziert, sie sodann wie zwei fadenförmige Plättchen aussieht, zwischen welchen »Zugfasern« durch- ziehen ; und namenthch nicht in der Gestalt von geraden Lmien, sondern als sich biegend und verzweigend, d. h. gerade so, wie das von Allen auf vielen seiner Abbildungen dargestellt worden ist (z. B. Fig. 7, 8 usw.).

An überdifferenzierten Präparaten sieht die Plastide sehr oft aus wie eine Gruppe nicht großer dunkler Punkte (Fig. 25, Taf. XXVI) : das werden die »Kinetosomen« von Allen sein. Die fadenförmige Struktur der Plastide ist nicht selten auch in diesen FäUen bemerkbar: nach Allen werden das »Kinetosomen« sein, welche mit Fibrillen verbunden sind. Zu der Zeit, wenn die Plastide nach einigen Teilungen immer dünner und dünner wird, kann man manchmal auch diejenigen Bilder beobachten, welche Allen auf den Fig. 66—90 und 123—125 unter dem Namen "central-body" und "Blepharoplast" dargestellt hat, nur die Plastiden- fäden sind hier zu scharf wiedergegeben. Ein Teil von diesen "central bodies" und den »Blepharoplasten« kann auch denjenigen Entwicklungs- stadien der Plastide bei der Spermatogenese entsprechen, welche bei mir auf der Fig. 14, Taf. XXIV, dargestellt sind; in diesen Fällen werden die von der Plastide abgehenden Fäden zu dem Plasma gehören.

Somit halte ich sämtliche Gebilde, welche von Allen unter dem Namen "polar plates", "kinetosomes", "central bodies" und "blepharo- plastes" beschrieben sind, auf Grund meiner Untersuchungen für nichts andres als Piastiden, welche nicht genügend gut fixiert worden oder schlecht gefärbt und unrichtig interpretiert sind.

Gehen wir jetzt zur »Limosphaere« über, einem Ausdi'uck, welcher von M. Wilson 1) geschaffen wurde. Diese soll ein kugelförmiger Körper sein, welcher in den letzten Stadien der Spermatogenese auftritt und sich durch Hämatoxylin schwarz färbt. Wilson vergleicht sein »Limo- sphaere« mit dem »Nebenkörper«, welchen J. undW. Docters van Leeu-

1) M. Wilson: Spermatogenesis in the Bryophyta. Ann. of Botany. XXV. 1911.

378 A. A. Sapehin

wen-Keijvaan 1) bei Polytrichum und Aeens^) bei Mnium beobachtet haben, und tut dieses sehr richtig, da sowohl die «Limosphaere« als auch der »Nebenkörper« die uns schon gut bekannte kugelförmige Plastide der Spermatide und des Spermatozoids darstellen (z. B. Fig. 12—23, Taf. XXV und andre).

Auf vielen Abbildungen von Wilson ist die »Limosphaere « in Form von Fäden, Stäbchen, Punkten usw. dargestellt. Wie meine Beobach- tungen es zeigen, werden das alles Überreste einer Plastide sein, welche schlecht fixiert und ungenügend gefärbt worden ist; ich habe schon öfters erwähnt, daß an fixierten und gefärbten Präparaten die Plastide nicht selten die Form von Flecken, Fäden, Punkten usw. hat (siehe z, B. die Fig. 48 u. 50, Taf.XXIII; 7, Taf. XXV); analoge BUder sind auch bei Wilson dargestellt worden, aber ein Teil ihrer Punkte und, möglicher- weise auch ihrer Linien, gehört ohne Zweifel den Chondriosomen an.

Der Ausdruck »Nebenkörper« (dabei ))chromatoider<() ist in die botanische Literatur von Ikeno ^) eingeführt worden. Mit diesem Namen wird bei ihm ein in der Spermatide bei Marchantia auftretender »ziemUch grober sphärischer Körper«, von unbekannter Herkunft und von ebenso unbekannter Bestimmung bezeichnet, welcher sodann bei der Spermato- zoenbildung verschwindet.

Diesen »Nebenkörper« haben sodann bei den Hepaticae auch andre Forscher beobachtet, welche sich mit der Spermatogenese dieser Pflanzen beschäftigten. So haben z. B. den »Nebenkörper« E. Bolleter*) bei Fegatella conica, H. B. Humphrey^) bei Fossombronia longiseta usw. beobachtet.

Daß dieser »Nebenkörper« eine Plastide darstellt, kann man schon aus dem einfachen Vergleich der entsprechenden Abbildungen von Ikeno und andrer Forscher mit den meinigen, welche für die Musci angeführt sind, sehen.

Um aber meiner Behauptung eine größere Beweiskraft zu geben, werde ich hier in kurzem einige Stadien der Spermatogenese beschreiben, welche von mir bei Marchantia polymorplia beobachtet worden sind. Sie sind auf den Fig. 1—18, Taf. XXVI, wiedergegeben.

1) Recueil d. trav. botan. neerlandais. IV. 1907.

2) P. Akens: Ziir Sijermatogenese d. Laubmoose. Bonn. 1907.

3) S. Ikeno: Beiträge ziir Kenntnis d. pflanzlichen Spermatogenese: Die Sper- matogenese von Marchantia polymorpha. Beihefte z. Bot. Ctbl. XV. 1903.

4) E. Bolleter: Ibidem. XVIII. 1905.

6) H. B. Humphrey: Ann. of Botany. XX, 1906.

Untersuchungen über die Indi\ddualität der Plastide. 379

Die Fig. 1 zeigt einen Zellkern aus dem Gewebe, welcher sich in das Spermatogene umwandelt, von vier Piastiden umgeben und auf der Fig. 2 von drei Piastiden.

Weiter (Fig. 3) finden wir schon zwei Piastiden und, zuletzt, nur eine.

Die Plastide beginnt sodann sich auszudehnen und sich zu ver- dünnen (Fig. 4 u. 5) und in den nachfolgenden Stadien sieht sie schon sehr dünn aus.

Einer jeden Kernteilung geht immer eine Teilung der Plastide voran; sie vollzieht sich auf gewöhnlichem Wege, vermittels der Durchschnürung, welche in der Mitte der sich ausgezogenen Plastide entsteht (Fig. 7 u. 8). Die jungen Piastiden rücken auseinander (Fig. 9) und stellen sich auf die Kernpole einander gegenüber em (Fig. 10). Nach der Teilung wird deshalb in den Tochterzellen je eine Plastide vorhanden sein (Fig. 11).

Die Piastiden von Marchantia besitzen manchmal auch in dem spermatogenen Gewebe Stärke (Fig. 7, 15 u. 16) und nehmen manch- mal Formen an (Fig. 12—16), welche lebhaft an Chondriokonten und junge Leukoplasten erinnern. In der Spermatide und in einer oder zwei Generationen vor ihr besitzt die Plastide schon eine Kugelform, wie das auf den Abbildungen von Ikeno, Bolletek und andern unter dem Namen »Nebenkörper« gezeigt worden ist.

Wenn sich der Spermatidenkern zu einem Faden auszieht, bleibt die Plastide anfangs auf der Zellmitte (Fig. 17), klebt aber sodann dem Kern an (Fig. 18) und kriecht auf das hintere Ende des letzteren über. Hier sitzt sie auch an dem freien reifen Spermatozoid: am besten ist das auf den Fig. 35 und 36 bei Humphrey zu sehen, welcher den irrtümlichen Schluß zog, daß der )> Nebenkörper« zwischen dem Kern und dem Ble- pharoplast sich lagert.

Was die andern erwähnten Forscher der Spermatogenese bei den Bryophyta anbelangt, so zeigen sie aUe, daß der »Nebenkörper« während der Spermatozoidbildung verschwindet. Richtige (wenn auch nicht ganz) Angaben werden wir nur bei N. Walker i) finden: "The spermatozoid has now completed its development and consists of a spirally coiled band derived from the nucleus, carrying a pair of ciUa at its anterior extremity, and at the posterior end the remains of the deeply stained sphere or ,Nebenkörper' " (S. 126). Wir wissen schon, daß am Ende des Sperma- tozoids sich eine volle Plastide befindet und nicht ilir "remains", und dieses ist sehr gut auch auf den Abbildungen von Walker selbst sichtbar.

1) N. Walker :.Onspermatogenesis in Polj/fric/mjw. Ann. of Botany. XXVII. 1913.

380 A. A. Sapehin

Walker versucht zu zeigen, daß dieser »Nebenkörper« einen Klumpen Chromatin darstellt, welcher aus dem Kern abgestoßen worden ist, aber er zieht seine Schlüsse auf irrtümlichen Beobachtungen basierend.

Meine Untersuchungen zeigen sehr klar, daß der »Nebenkörper« völlig der Plastide entspricht; und daß er nicht Chromatin ist, kann man auch aus der violetten Färbung des uns interessierenden Körpers in Alizarin + Kristallviolett schließen, in welchem das Chromatin eine rubinrote Farbe annimmt.

Das Verhalten der Piastiden bei der Spermatogenese, insbesondere diejenige Lage, welche sie bei der Kernteilung aufweisen, zwingt zu dem Gedanken, daß in der Literatur über die Spermatogenese bei den Pflanzen die von allen vergessene Plastide einen nicht kleinen Wirrwarr bedingt hat, und das Problem der »Centrosomen« und teilweise der Blepharo- plasten muß einer neuen Durchsicht, in Verbindung mit den Piastiden (und Chondriosomen), unterworfen werden. Die Frage liegt aber außerhalb der vorliegenden Untersuchung und ihr gedenke ich eine spezielle Arbeit zu widmen.

Hier will ich aber ein wenig bei einem andern Umstand verweilen.

Meine Untersuchungen zeigten, daß der Spermatozoid von BryopJiyta an seinem hinteren Ende eine Plastide schleppt. Man kann ihre bildUche Darstellung bei fast allen Forschern finden, welche sich mit den Moos- spermatozoiden beschäftigt haben. Es existieren sogar Angaben, daß in dieser Anschwellung des Spermatozoidenendes manchmal Stärke anzu- treffen ist. So zum Beispiel weist D. H. Campbell i) darauf hin, daß bei dem Spermatozoid von Syliagnum »am hinteren Ende liegt ein stark lichtbrechender lOumpen«, welcher »mit Jod behandelt . . . sich schnell dunkelblau färbt . . .« (S. 124—125). Eine ebensolche »masse amylacee« fand an dem hinteren Ende des Spermatozoids bei SpJiagnum auch GuiGNARD^). Von Interesse ist noch zu bemerken, daß Schimper^) diese hintere Anschwellung bei SpJiagnum mit einer grünen Farbe andeutet.

Wir wissen nun anderseits, daß das Spermatozoid bei Ptendophyta an seinem hinteren Ende ein »Plasmabläschen« faßt, und deswegen

1) D. H. Campbell: Ziir Entwicklungsgeschichte d. Spermatozoiden. Ber. d. deutsch, bot. Ges. V. 1887.

2) M. L. Guignard: Developpement et Constitution d. antherozoides. Revue generale de Botanique. I. 1889.

3) W. Ph. Schimpek: Versuch einer Entwicklungsgesch. d. Torfmoose. Stutt- gart. 1858.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 381

entsteht die natürliche Frage, ob dieses »Bläschen« vielleicht ein Homolog der Plastide bei den Moosspemiatozoiden sein wird.

In der Literatur sind in dieser Hinsicht zwei Meinungen vorhanden: die Mehrzahl der Forscher betrachtet diese Anschwellung des hinteren Spermatozoidenendes bei den Bryophyta als ein ebensolches Bläschen wie auch bei Pteridophyta. Strasburger i) spricht jedoch die umge- kehrte Ansicht aus: ))An den fast fertigen Spermatozoiden bildet sie (das Plasma) nur noch einen dünnen Beleg an der Innenseite des mittleren Teiles, schwillt aber zu größerer Dicke an der Innenseite des hinteren Teiles an . . . Später wird die Innenseite des mittleren Teiles des Sper- matozoids von dem cytoplasmatischen Beleg ganz befreit, der hintere Teil behält denselben. DasSpermatozoid von Pellia calycina n i m m t keine Blase, doch diesen cytoplasmatischen Beleg mit auf den Weg« (S. 130).

Wenn wir anstatt des »cytoplasmatischen Belegs« die Plastide setzen werden, so werden wir anerkennen müssen, daß Strasburger sich der Wirklichkeit mehr als alle andern Forscher genähert hat.

Somit trägt der Spermatozoid bei den Bryophyten am hinteren Ende eine Plastide und bei den Pteridophyta einen Plasmaklumpen,

So viel man nach den Abbildungen von Sharp ^j urteilen kann, hat man zu erwarten, daß die Piastiden im Spermatozoid der Pteridophyta sich längs des Kernes lagern und daß es überhaupt notwendig sein wird, sämtliche spermatogene Gewebe (und die Spermatozoide) nach der Plasti- denanzahl, ähnlich den Archesporien, in zwei Gruppen einzuteilen: in eine monoplastische und eine polyplastische. Zur ersten gehören die Bnjophyta und, wahrscheinlich, die Characeae, Lycopodiales, Isoetes und viele andre (wenn auch nicht alle) Algen, zu der zweiten Gruppe jedoch gehören, wie es scheint, alle übrigen Pteridophyta und die Samen- pflanzen (obgleich teilweise). Alles dieses sind natürlich nur Ver- mutungen, welche nur diu'ch nachfolgende Untersuchungen bestätigt oder wiederlegt sein werden.

D. Das Verhalten der Piastiden und der Chondriosomen bei der

Ovogenese.

Die Methodik.

Die Piastiden wurden in der Eizelle von vielen Forschern beobachtet, aber ihre Angaben besitzen jetzt keine definitive Bedeutung, da damals

1) E. Strasburger: Schwärmsporen usw. Hist. Beitr. IV. 1892.

2) L. W. Sharp, Spermatogenesis in Equisetum. Botan. Gazette, LIV. 1912.

382 A. A. Sapehin

noch die Chondriosomen unbekannt waren, und die Bildung der Piastiden aus diesen letzteren konnte einfach übergangen worden sein.

Deshalb müßten die ovogenen Gewebe einer neuen Revision unter- worfen werden und dabei mit Hilfe von Methoden, welche zum Nach- weise der Chondriosomen dienen.

Bei meinen Untersuchungen bediente ich mich fast ausschließlich der Flüssigkeit von Regaud und der Hämatoxylinfärbung.

Resultate.

In den Zellen der haarförmigen Gebilde von Funaria hygrometrica, welche sich in Archegonien umwandeln, werden wir auf sämtlichen Stufen ihrer Entwicklung große Piastiden und kleine Chondriosomen finden. So zum Beispiel in dem dreizelligen Härchen, welches auf der Fig. 9, Taf. XXni, dargestellt ist, sehen wir überall viele Piastiden, welche sich scharf von den Chondriosomen durch iln-e Größe unterscheiden und welche sich in verschiedenen Teilungsstadien befinden; die Mehrzahl der Piastiden ist hier flach ausgelegt, und ein Teil von ihnen ist, auf dem Rande Uegend, sichtbar. Die Chondriosomen sind hier sowohl durch Mitochondrien als auch durch die Chondriokonten und durch die Chon- driomiten repräsentiert.

Wir werden hier keine Übergänge zwischen den Chondriosomen und den Piastiden finden: zwischen den einen und den andern liegt überall eine scharfe Grenze.

Dieselben Beziehungen zwischen den Piastiden und den Chondrio- somen werden auch später aufbewahrt, bei der Entwicklung des Arche- goniums.

Große Piastiden und kleine Chondriosomen, ohne jegliche Übergänge zwischen ihnen, werden wir auch in den Zellen der sich entwickelnden Scheidewand des Archegoniums (Fig. 19, Taf. XXVI), und auch in der mittleren Reihe seiner Zellen, welche die Grundlage für die Eizelle bilden (Fig. 21, Tai XXVI) und zuletzt selbst in dem Ei (Fig. 22, Taf. XXVI) finden. Die Piastiden weisen hier überall ihre verschiedenen Teilungs- figuren auf, und die Chondriosomen sind hier durch ihre sämtlichen Formen repräsentiert.

In der sich nun zu entwickeln beginnenden mittleren Zellenreihe des zukünftigen Archegoniums werden die Piastiden größer sein, in der Art derjenigen auf der Fig. 19, Taf. XXVI, und sodann, zusammen mit den weiteren Teilungen der entsprechenden Zellen, werden sie kleiner. Dabei werden wir die allerkleinsten Piastiden in der oberen Zelle dieser mittleren Reihe finden (Fig. 20, Taf. XXVI), weiter nach unten werden sie

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 383

jedoch etwas größer sein (Fig. 21, Taf. XXVI). Aber die Differenz in der Größe, und — iin allgemeinen — in der Form zwischen den Pla- stiden und den Chondriosomen wird auch in dieser oberen Zelle ebenso stark erhalten.

In einem jungen Ei (Fig. 22, Taf. XXVI) werden wir noch nicht wenige sich teilende Piastiden finden, aber in einem reifen Ei sind solche schon, wie es scheint, nicht mehr vorhanden.

Außer bei Funaria habe ich noch die Ovogenese bei Bryum sp. unter- sucht und fand bei ihm immer dieselben Bilder. Ich führe hier nur die Abbildung der Eizelle an (Fig. 23, Taf. XXVI), da alles übrige nur eine Wiederholung von dem sein würde, was wir bei Funaria anführten.

Wie auch bei der letzteren (Fig. 22, Taf. XXVI) enthält die EizeUe von Bryum in sich viele Piastiden eingeschlossen, welche durch ihre Größe scharf aus dem Chondriom hervortreten, das auch durch Mito- chondrien, Chondriokonten und Chondriomiten repräsentiert ist. Wir werden auch bei Bryum hier nichts finden, was den »Übergangsstadien« zwischen diesen zwei Kategorien von Zellelementen ähnlich wäre.

Somit treten die Piastiden im Laufe der ganzen Entwicklungs- zeit des Archegoniums und auch in der Eizelle vom Chondriom scharf durch ihre Größe hervor und vermehren sich durch Teilung, »Übergangsstadien« jedoch sind hier zwischen den Chondi'iosomen und den Piastiden auch keine vorhanden.

Aus dem vorigen Abschnitt wissen wir, daß der Spermatozoid der Moose mit sich eine Plastide führt. Ob sie bei der Befruchtung in die Eizelle gelangt oder nicht i), gelang mir nicht aufzuklären, aber für die vorliegende Aufgabe hat diese Frage keine besondere Bedeutung, da die Eizelle schon an und für sich eine große Anzahl Piastiden besitzt, welche sodann in das Embryo übergehen, ihre Individualität ununterbrochen erhaltend.

E. Das Verhalten der Piastiden und der Chondriosomen im Embryo.

Die Methodik. Das Untersuchungsmaterial habe ich mit den Flemmingschen Mischungen, mit der Mischung von Regaud, mit Formalin und Kalium- bichromat fixiert.

1) In dieser Hinsicht wäre es sehr interessant, Anihoceros zu untersuchen.

ArchiT f. Zellforschung. XIII. 25

384 A. A. Sapehin

Am besten erwies sich der »kräftige Flemming« und »Regaud«, obgleich die Arbeit mit ihnen auch große Vorsicht in Beziehung zu den Öltropfen verlangt: Schöne »Chondriosomen« (geschwärztes Öl) kann man manchmal hier wie auch in den Scheitelzellen des Stengels auch in unge- färbten Präparaten finden, welche mit Flüssigkeiten fixiert worden sind, in deren Zusammensetzung Osniiumsäure oder sogar Kaliumbichromat eingeht 1), Hier muß man viel Arbeit zur Entfernung des Öls und zur konstanten Kontrolle der noch ungefärbten Präparate verwenden,

Besultate.

Die Scheitelzelle sowohl eines aller] üngsten, als auch eines großen Embryos besitzt in der untersuchenden Beziehung denselben Charakter, wie auch beim Stengel. Wir finden auch hier vergleichend große Piastiden, die scharf und ohne irgendwelche »Übergänge« aus dem Chondriom her- vorragen (Fig. 24, Tal XXVI). Sogar die Piastiden, welche auf ihrer Kante liegen und welche deswegen dünn erscheinen, können doch sofort von den Chondriokonten unterschieden werden. In jeder Scheitelzelle des Embryos werden wir stets sich teilende Piastiden finden, welche nicht selten auch in vergleichend großer Anzahl anzutreffen sind.

Das Chondriom ist hauptsächlich aus Mitochondrien zusammen- gesetzt, und Choncb'iomiten werden viel seltener angetroffen. Die Pla- stiden des Embryos, welche schon in der Scheitelzelle groß beschaffen sind, werden in den nach unten liegenden Zellen noch größer, die Dimensionen der Piastiden in den Blattzellen erreichend. Auch hier werden wir keine »Übergangsstadien« zwischen den Piastiden und den Chondriosomen finden.

Somit verhalten die Piastiden auch im Embryo sich ganz unabhängig von den Chondriosomen, sich nur durch Teilung vermehrend.

Allgemeine Schlüsse.

Die Untersuchung der Moose zeigte uns mit völliger Ivlarheit, daß in allen ihren Geweben und Zellen, welche unter sich einen geschlossenen Cyclus der ontogenetischen Entwicklung des Mooses bilden — nämlich von der Spore über das Protonema, über die Scheitelzelle des Stengels und das embryonale Gewebe, über das Archesporium (mit den Gonotokonten) und von neuem bis zur Spore — , in sämthchen diesen kritisch wichtigen Teilen des Mooskörpers entstehen die Piastiden aus ihnen ähnUchen

1) Diese Erscheinung ist besonders oft bei Hepaiicae zu beobachten.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 385

Gebilden, sich auf gewöhnlichem, gut bekanntem Wege vermehrend. Mit andern Worten, in dem ganzen ontogenetischen Cyclus des Mooses behält die Plastide ihre Individualität ununter- brochen bei.

Zu gleicher Zeit haben wir aufgeklärt, daß in allen Geweben und Zellen des Mooses sich auch Chondriosomen befinden, welche sich scharf von den Piastiden durch üire Größe und teilweise auch durch ihre Form unterscheiden.

Diese Tatsachen führen zu dem einzig möglichen Schluß, daß die Piastiden und die Chondriosomen gesonderte und von- einander unabhängige Kategorien von Zellelementen dar- stellen^).

Aus dem ersten Teil meiner Arbeit, wo nach den Literaturangaben die Lage der zu interpretierenden Frage aufgeklärt wurde, wissen wir schon, daß bezüglich des Plastidenproblems gegenwärtig drei verschiedene Hypothesen 2) existieren. Eine von ihnen lehrt, daß die Piastiden sich aus den Chondriosomen bilden, wobei die Mehrzahl der entsprechenden Forscher (Pensa, Lewitsky, Guilliermond, Forenbacher) die Piastiden durch ein Auseinandenvachsen der Chondriosomen herleitet: auf jeden Fall entsteht aus einem Chondriosom nicht weniger als eine Plastide; einige jedoch (Nicolosi-Roncati) finden umgekehrt, daß zur Bildung einer Plastide einige Chondriosomen sich verschmelzen müssen.

Eine andre Hypothese (Schmidt, Meyer?, Lundegardh?) zählt sämtliche uns augenblicklich interessierenden Gebilde zu den embryonalen Piastiden, von welchen ein Teil in den auswachsenden Zellen in den aktiven Zustand übergeht und sich in seinen Dimensionen vergrößert.

Zuletzt, die dritte Hypothese (Rudolph), betrachtet die Piastiden und die Chondiiosomen als selbständige, voneinander unabhängige Ge- bilde, welche in den Meristemgeweben nur einander ähnlich sind.

Diese Existenz dreier Hypothesen in einer und derselben Frage ist nur darum möglich geworden, weil nur die Samenpflanzen untersucht wurden, bei welchen, wie wir das in dem ersten Teil dieser Arbeit veri-

1) Schon nach dem Erscheinen meiner ausführUchen Ai'beit in russischer Sprache hat A. ScHERRER in Ber. d. d. bot. Ges. XXXI, 8, eine Arbeit veröffentlicht, in welcher er seine Untersuchungen an Änthoceros mitteilte, die den meinigen sehr gleichen. Er konnte aber nicht die Chondriosomen in der Scheitelzelle imd im älteren spermatogenen Gewebe (hier auch keine Piastiden) finden.

2) Wenn man nicht die wenig wahrscheinliche, bei Seite stehende Hypothese über die Herkimft der Piastiden aus dem Chromatin des Kernes zählt (v. Derschaü, Schiller, Stauffacher).

25*

386 A. A. Sapghin

fiziert haben, alle entsprechenden Meristemgebilde eine chondriosomen- artige Form besitzen. Eine Ausnahme bildet vorläufig nur Oenothem Uennis, bei welcher gewöhnlich auch in den Meristemzellen die Plasti- den klar aus dem Chondriom hervorragen. Eine definitive Lösung gibt, wie wir gesehen haben, auch Oenothera nicht.

Umgekehrt hat unsre Untersuchung der Moose zu dem kategorischen Schluß geführt, daß die Plastide und das Chondriom voneinander un- abhängig sind.

Dieser Schluß muß auf Grund einfacher logischer Betrachtungen auch auf sämtHche obenstehende Pflanzengruppen ausgedehnt werden, und damit auch auf die Samenpflanzen. Wir müssen annehmen, daß in den Meristemzellen auch der Samenpflanzen die Pla- stiden und die Chondriosomen unabhängig voneinander exi- stieren, daß aber ihre äußersten Formen einander ähnlich sind und des- halb keine Möglichkeit geben, zwischen diesen zwei Kategorien von Zell- elementen eine genügend klare Grenze zu ziehen. Die letztere tritt nur mit dem Anfang der Differenzierung der Zellen auf. Wir müssen diesen Schluß annehmen, da man anders eine logisch unwahrscheinliche Vor- aussetzung zulassen müßte, daß bei den niederen Pflanzen die Plastide und das Chondriom voneinander unabhängig sind, bei den höheren Gruppen jedoch die Plastide aus irgendeinem Grunde ihre Individualität verliert und sich aus dem Chondriom zu entwickehi beginnt. Und diese sowohl in logischer als auch in phylogenetischer Beziehung inkonsequente Voraussetzung müßte man zu dem alleinigen Zwecke machen, damit m der Frage über die Herkunft der Piastiden bei den höheren Pflanzen wieder von neuem dieselben drei erwähnten Hypothesen auftauchen.

Die Rolle der Piastiden ist uns schon lange, obgleich auch nur teil- weise, bekannt, was jedoch das Chondriom anbelangt, so haben wir sogar seine Herkunft noch ungenügend studiert. Einige Forscher (z. B. Arnoldi ^), VON Derschau 1. c.) leiten die Chondriosomen vom Kern ab, andre (z. B. Lewitsky 1. c, Lewschin^)) betrachten sie als Funktionsprodukte des Cytoplasmas 3), die dritten wieder (z. B. Guilliermond 1. c.) sind geneigt, den Chondriosomen ehie Individualität zuzuschreiben, in der Art der- jenigen, welche wir bei den Piastiden finden. In dieser Hinsicht kann

1) W. Arnoldi: en collab. avec L. Bönicke: Sur l'appareil chromidial chez quelques plantes Gymnospermes et Angiospermes. Biologiske Arbejder telegneder G. Warming. 1911. Siehe auch G. Tischler im Jalirb. f. wiss. Bot. XLII. 1906.

2) A. M. Lewschin: Zur Frage über die Chondriosomen. Ber. d. deutsch, bot. Ges. XXXI. 1913.

3) Siehe auch B. Nemec: Das Problem der Befruchtungsvorgänge. Berlin 1911.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 387

man sich nur derAnsicht von Arnold 1 1) anschließen, daß unter dem Namen »Mitochondi-ien« alle möglichen, was Entstehung und Funktion anbelangt, verschiedenen Bildungen zusammengeworfen werden (S. 159). Einen analogen Gedanken treffen wir auch bei einigen andern Autoren an^). Noch weniger wissen wir über die Rolle der Chondriosomen im Leben der Zelle: diese Frage steht vorläufig nur im ersten Anfange ihrer Unter- suchung 2). •

Die Untersuchung der Sporenbildung bei den Laubmoosen, welche zudem noch an lebendem Material ausgeführt worden ist, hat uns mit aller Schärfe bewiesen, daß die Plastide sich auch wirkhch durch Teilung vermehrt und namenthch mit Hilfe einer Mittendurchschnürung, wie das bis jetzt angenommen wurde. Die biskuitförmige Form der Plastide repräsentiert folglich auch ihre wirkliche Teilungsfigur.

Dieselbe Untersuchung bewies uns auch, daß eine und dieselbe Plastide je nach der Notwendigkeit, bald grün (Chloroplast), bald farblos (Leuko- plast) werden kann, wobei diese Farbenänderung sich in unbegrenzter Zahl wiederholen kann.

Die Untersuchung der Plastide bei der Sporo- und Spermatogenese beweist, daß sie sich in der teilenden Zelle ähnüch dem Centrosom ver- hält, wobei in der Meta- und in der Anaphase sich die »Spindelzugfasern« an die auf den Polen des sich teilenden Kernes liegenden Piastiden an- heften, sie zwingend, sich entgegen den Chromosomen auszustülpen.

Diese Lage der Piastiden an den Kernpolen versorgt eine jede Tochterzelle mit einer Plastide und führt dazu, daß auch die junge Spore und der Spermatozoid ebenfalls je eine Plastide erhalten. In der Spore vermehrt sie sich, und bei dem Spermatozoid klebt sie an seinem hinteren Ende an und folgt ihm auch weiter nach, bei seinem Austreten aus dem Antheridium.

Dasselbe Verhalten der Piastiden bei der Spermatogenese und die Bilder, w^elche die Plastide an den fixierten und an den gefärbten Prä-

1) W. Arnoldi: Materialien zur Morphologie d. Meeressiiihoneen. Flora, CV. 1913.

2) Siehe auch J. Schaxel: Plasmastrukturen, Chondriosomen und Cliromidien. Anatora. Anzeiger. XXXIX. 1911.

3) Z. B, A. GuiLLiERMOND : Siu- la participation du chondriosoiue des Cham- pignons dans l'elaboration des corpuscides metachi-omatiques. Ibid. XLIV. 1913. G. Lewitsky, Ber. d. bot. Ges. XXXI. 9.

388 A. A. Sapghin

paraten aufweist, zwingen zu dem Gedanken, daß vieles, was in der ent- sprechenden Literatur unter dem Namen »Centrosom«, «Blepharoplast« usw. bekannt ist, nichts andres als dieselben Piastiden (und auch teil- weise Chondriosomen) darstellt. Diese Fragen verlangen drmgend eine neue Untersuchung.

Erklärung der Tafelfiguren.

Alle Abbildungen sind mit Hilfe des Abbeschen Apparates gezeichnet; Taf. XIII enthält Älikrophotogramme.

Tafel X.

Fixiertes und mit Hämatoxylin gefärbtes Material. Vergr.: Apochromat von Reichert 2 mm imd Comp.-Oc. 12.

Fig. 1 — 7. Elodea canadensis Michx. Fixierung: 10%iges Formalin 1/3 + 3% Kali bichromat -/^ einen Tag imd nachher 3 Tage in 3%iges Kalibiclu-omat.

Fig. 1. Zelle aus dem Urmeristem des Stengels; es sind zu sehen: der Kern mit einem Nucleolus imd ^^ele chondriosomenähnhche Gebilde verschiedener Form und ungleich intensiv gefärbt.

Fig. 2. Ebensolche Zelle mit mehreren schwarzen plastidenähnhchen Körpern; das ist am wahrscheinlichsten ein Resultat einer nicht ganz gelungenen Fixierimg.

Fig. 3. Zelle aus dem Gewebe, das etwas tiefer als das Urmeristem Hegt; zu sehen: der Kern mit dem Nucleolus, schwarze Piastiden und graue Chondriosomen.

Fig. 4. Zelle aus dem Meristem eines jungen Blattes; der Kern, schwarze Pla- stiden und graue Chondriosomen.

Fig. 5. ZeUe aus einem Blatte mittleren Alters.

Fig. 6. Typen der Piastiden und der Chondriosomen aus einem älteren Blatte.

Fig. 7. Teil einer Zelle aus einem großen Blatte; zu sehen: große Piastiden und kleine Chondriosomen.

Fig. 8 — 13. Äsparagus officinalis L. Fixierung in 10% Formahn, 21/2 Tage.

Fig. 8. Zelle aus dem Urmeristem des Stengels ; Kern und chondriosomenähnliche Körper verschiedener Form und Farbintensität.

Fig. 9. Zelle aus dem benachbarten Gewebe; Kern, schwarze Piastiden imd graue Chondriosomen.

Fig. 10. Zelle aus dem Stengel imweit vom Urmeristem.

Fig. 11. Zelle aus der Rinde des Stengels.

Fig. 12. Piastiden und Chondriosomen aus dem Stengel.

Fig. 13. Piastiden imd Chondriosomen aus dem Blatte.

Tafel XI.

Fixiertes und mit Hämatoxylin gefärbtes Material. Vergr. : Ap. von Reichert 2 mm und Comp.-Oc. 12.

Fig. 1 — 4. Euphorbia Myrsinites L. Fixiermig: »Regaud« 1/0 + H2O1/2 2 Tage, nachher 2 Tage in 2%iges Kaübichromat.

Fig. 1. Zelle aus dem Urmeristem des Stengels; Kern und chondriosomenähnliche Gebilde verscliiedener Form und ungleich intensiver Färbung.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 389

Fig. 2. Zelle aus dem benachbarten Gewebe; Kern, schwarze Piastiden und graue Chondriosomen.

Fiff. 3. Etwas tiefer liegende Zelle.

Fig. 4. Piastiden und Chondriosomen aus der Stengelrinde.

Fig. 5 — 8. Trianea hogoiensis Karsten. Fixierung: 2%iges Kalibichromat 1/2 + 10%iges Formalin 1/2 24 Stunden, nachher IV2 Tage in 2%iges Kahbichromat.

Fig. 5. ZeUe aus dem Urmeristem der Wiu-zel ; Kern und chrondriosomencähnliche Gebilde.

Fig. 6. Zelle aus der benachbarten Einde; Kern, schwarze Piastiden und graue Chondriosomen.

Fig. 7. Zelle aus der älteren Rinde.

Fig. 8. Zelle aus der erwachsenen Rinde ; an dem großen schwarzen Kern liegen zwei rundli#he Piastiden (davon eine mit drei Stärkekörnern) verhältnismäßig große Chondriosomen.

Fig. 9 — 19. Oenothera Nennis L. Fixierung nach Regaud.

Fig. 9. ZeUe aus dem Urmeristem des mit normaler Geschwindigkeit wachsenden Stengels ; Kern, schwarze (und größere) Piastiden, graue (und kleinere) Chondriosomen.

Fig. 10. Analoge Zelle aus einem schnell wachsenden Stengel ; Piastiden und Chondriosomen, voneinander nicht klar genug abgegrenzt.

Fig. 11. Analoge Zelle aus einem langsam wachsenden Stengel. Kern, große schwarze Piastiden und kleine graue Chondriosomen.

Fig. 12. Zelle aus dem Urmeristem eines Zweiges.

Fig. 13 u. 14. Zellen wie auf Fig. 11; einige Piastiden enthalten Stärkekörner.

Fig. 15. ZeUe aus dem Urmeristem eines fast ganz erwachsenen Stengels.

Fig. 18. ZeUe aus der Knospenanlage in der Blattachsel des Keimes.

Fig. 17. ZeUe aus der Stengelrinde unweit vom Urmeristem.

Fig. 18. Etwas tiefer Uegende ZeUe.

Fig. 19. ZeUe aus der Stengelrinde.

Tafel XII.

Fig. 20 — 24. Oenoihera liennis (Fortsetzung).

Fig. 20. Teil der ZeUe aus dem MesophyU des jimgen Blattes.

Fig. 21. TeUimgsfigiu"en der Piastiden aus der Rinde.

Fig. 22. Piastiden (mit Stärkekörnern) und Chondriosomen aus dem Blattstiel des Keimes.

Fig. 23 u. 24. ZeUen aus dem Blattstiel des Keimes.

Fig. 25 u. 26. Plagiochasma Aitoni. Vergr. : Ap. von Zeiß 2 mm x Oc. 4.

Fig. 25. Gonotokont in Synapsis ; mit Chromessigsäure fixiert und mit Häma- toxylin gefärbt; Piastiden.

Fig. 26. Gonotokont in vivo; Öltröpfchen imd CUoroplasten.

Fig. 27. Lycopodium inundatum L., mit »Flemming stark« fixiert und mit Häma- toxyUn gefärbt.

Fig. 27a. ZeUe aus dem Urmeristem des Stengels; um den großen Kern (mit drei Nucleolen) herum liegende Piastiden (teUs mit dem Rand, teils mit der flachen Seite) imd mehrere mitochondrienälmliche Öltropfen, durch Osmiumsäure geschwäi-zt.

Fig. 27 J. Etwas tiefer liegende ZeUe; die Mehrzahl der Piastiden liegt auf dem Rande.

390 A. A. Sapehin

Tafel XIII.

Beide Mikrophotogramme sind von Prof. Dr. K. Kruis mit Hilfe der Quarzoptikas (Ap. 2 mm) und der ultravioletten Strahlen nach lebendigen Präparaten gemacht. Expositionsdauer 15 — 20 Sek,

Mikr. 1, Fissidens adianthoides in vivo im eigenen Schleim, der mit Olivenöl umgeben ist. Gonotokonten in Synapsis. In a ist ein großer auf dem Knäuel liegender Nucleolus zu sehen. In & — vor kurzem abgestorbene Zelle. In c und d — Plastide in Teilung.

Mikr. 2. Catharinea unäulaia in vivo in schwacher Chlornatriumlösung. Gonoto- konten in S}Tiapsis. Piastiden sind wegen der Öltropfen nicht klar genug zu sehen. In a kann man einige Wege der sieh bewegenden Öltropfen (in der Form von Linien) bemerken.

Tafel XIV.

Catharinea undulata. Lebendiges Material. Vergr. : Ap. von Zeiß 2 mm X Oc. 4. Fig. 1. Zelle aus dem sich in das Archesporium umwandelnden Gewebe; Kern und fünf Chloroplasten mit Stärkekörnern.

Fig. 2. Analoge ZeUe; zwei paarige imd ein impaariger Chloroplast.

Analoge ZeUe; vier Chloroplasten zu je zwei an den beiden Kernpolen

Analoge Zelle mit drei Chloroplasten.

Ähnliche ZeUe mit zwei Chloroplasten. Zwei Paare (eins oben und eins unten) von SchwesterzeUen. Zelle mit drei Chloroplasten ; davon zwei an einem und einer am andern

Zelle mit zwei Cliloroplasten, welche gegeneinander an den Kernpolen stehen.

Fig. 8. Zwei Schwester zellen.

Fig. 9. Zelle des sehr jungen Archespors; der Chloroplast verbreitert imd ver- längert sich.

Fig. 10^13. Weitere Stadien der Teilung des Chloroplasten.

Fig. 14. ZeUe aus dem jungen Archespor; zwei Chloroplasten an den Kernpolen stehend.

Fig. 15. ArchesporzeUe mittleren Alters; links am Kern ist ein Cliloroplast im Querschnitt.

Fig. 16. Analoge ZeUe; Cliloroplast in der Teilung.

Fig. 17. Ähnliche ZeUe; jimge Chloroplasten gehen nach den Kernpolen.

Fig. 17a. Große ZeUe aus dem Archespor mittleren Alters ; junge Chloroplasten (im Querschnitt) gehen nach den Kernpolen.

Fig. 18. Analoge Zelle; Chloroplasten an den Kernpolen stehend.

Fig. 19. Ährüiche ZeUe ; die an den Kernpolen stehenden Cliloroplasten beginnen ihre neue Teilung.

Tafel XV.

Fortsetzung der Taf. XIV. Catharinea undulata in vivo. Vergr. der Fig. 30 a: Ap. von Zeiß 2 mm x Comp.-Oc. 12; aUe übrigen: ders. Ap. x Oc. 4.

Fig. 20. Große ZeUe aus dem erwachsenen Archespor in der Telophase; Chloro- plasten im Querschnitt.

Fig.	3.
stehend.
Fig.	4.
Fig.	4a.
Fig.	5.
Fig.	6.
Kernpol.
Fig.	7.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 391

Fig. 21. Zwei Schwesterzellen, die von einer (wie in Fig. 20) großen ZeUe stammen.

Fig. 22. Gonotokont vor der Synapsis; der Kern ist körnig, im Plasma sieht man Öltropfen (und Chondriosomen?); Plastide beginnt ihre erste Teilung.

Fig. 23. Gonotokont in der Synapsis; Kern liegt exzentrisch.

Fig. 24. Analoge Zelle; die noch zukünftigen Piastiden dehnen sich schon in die Länge, die zweite Teilung beginnend.

Fig. 25 u. 26. Analoge Zelle ; Plastide im Querschnitt.

Fig. 27. Analoge Zelle; Kernfadenpaare, wie es scheint, dicht aneinander liegend.

Fig. 28. Analoge Zelle ; Piastiden gehen voneinander und f üluren die zweite Teilung fort.

Fig. 29. Analoge Zelle; die zweite Piastidenteilung ist fast beendet.

Fig. 30. Gonotokont mit vier Piastiden; Kernfäden erfüllen den ganzen Kern- raum. In Fig. 30a sind die Kernfäden bei stärkerer Vergrößerung gegeben.

Fig. 31. Diakinesis (?); Piastiden in tetraedrischer Anordnung. .

Fig. 32. Metaphase ; Chi'omosomenplatte von oben, drei (von 4) Piastiden.

Fig. 33. Ähnliche Zelle ; Chroraosomenplatte von der Seite ; das Plasma um den Chromosomen ist von Öltropfen entleert.

Tafel XVI.

Vergr. : Ap. von Zeiß 2 mm x Oc. 4.

Fig. 34 — 46. Catharinea undulata in vivo imd Fig. 14a mit Chrom-Osmium- Essigsäirre nach Prof. B. Nemec (1% Clu-oms. 100 ccm + 0,5% Osmiums. 4 ccm + Essigs. 0,6 ccm) fixiert und mit Hämatoxylin gefärbt.

Fig. 34. Gonotokont am Anfang der Anaphase. Im oberen Teil der Kernspindel hat das graphische Institut einige schwache horizontale Linien fehlerhaft eingetragen, welche dort nicht sein sollen.

Fig. 35. Interkinesis ; Kernmasse zwischen zwei Piastiden.

Fig. 36. Zwei junge Kerne mit dem Phragmoplasten.

Fig. 37. Tetrasporenbildimg ; Piastiden im Querschnitt.

Fig. 38. Jimge Tetrasporen noch im Zusammenhang.

Fig. 39. Junge Tetrasporen voneinander abgetreimt; Kerne sind nicht bemerkbar.

Fig. 40. Dasselbe, doch es sind auch die Kerne zu sehen.

Fig. 41. Reifende Spore mit einer Plastide.

Fig. 42. Spore mit sich teilender Plastide.

Fig. 43. Die Plastide ist geteilt.

Fig. 44. Spore mit zwei Piastiden ; davon eine in Teihmg.

Fig. 45. Spore mit drei Piastiden.

Fig. 46, Spore mit zwei sich teilenden Piastiden.

Fig. 14a. Archesporzelle; an den Kernpolen je eine Plastide.

Fig. 1 — 5. Fissidens adianthoides (T.) Hedw. in vivo.

Fig. 1. Zelle aus dem Gewebe, das sich in das Archespor umwandelt; an den Kernpolen stehen je zwei Chloroplasten (mit Stärkekörnern).

Fig. 2. Analoge Zelle mit zwei Chloroplasten.

Fig. 3. Zelle aus dem jungen Aixhespor.

Fig. 3a. Zwei Chloroplasten aus dem benachbarten Gewebe.

Fig. 4. Jvmge Archesporzelle ; Chloroplast beginnt seine Teilung.

Fig. 5. Ähnliche Zelle ; Chloroplast in der Teihmg.

plasten.
Fig.	7.
Fig.	8.
Fig.	9.
Fig.	10.
Fig.	11.
Fig.	12.
Teilung.
Fig.	13.
Fig.	14.
Fig.	15.

392 A. A. Sapf hin

Tafel XVII.

Fissidens adianthoides in vivo (Fortsetzung).

Fig. 6. Zelle aus dem jungen Archesporium ; rechts am Kerne zwei junge Chloro-

Analoge Zelle; Chloroplast beginnt seine Teilung.

Chloroiilast nach der Teilimg.

Junge Chloroplasten gehen nach den Kernpolen.

Chloroplasten an den Kernpolen.

Zwei Schwesterzellen.

Zolle aus dem alten Archesporium; Plastide (im Querschnitt) in der

Zwei SchwesterzeUen aus dem alten iVichesporium.

»Pseudotetrade« aus dem alten Archespor.

Gonotokont in der Synapsis; Plastide fülirt ihj-e erste Teilung; im Plasma Öltropfen (und Chondriosomen?).

Fig. 16. Analoge Zelle ; der sjTiaptische Knäuel ist dichter geworden. Fig. 17. Dispiremstadium ; zwei Piastiden gegeneinander gesteht. Fig. 18. Diakinesis ; \ier Piastiden.

Tafel XVIII. Vergr. : Ap. von Zeiß 2 mm x Oc. 4. Fig. 19 — 25. Fissidens adianthoides in vivo (Fortsetzung). Fig. 19. Gonotokont in der Metaphase. Fig. 20. Anaphase.

Fig. 21. Analoge Zellen; Plasma etwas kontrahiert; an den Stellen, wo die Zug- fasern an die Plasmahaut angeheftet sind, sind Einstülpungen imd Klumpen eines ölartigen Stoffes bemerkbar.

Fig. 22. Zweite Teilung des Gonotokontenkernes ; Zugfasern sind an die Piastiden geheftet; an den entsprechenden Stellen sieht man Ausstülpimgen in der Richtung nach der Chromosomenplatte.

Fig. 23. Tetrasporenbildimg; Plu-agmoplast mit der werdenden Zellwand; an den Kernen je eine Plastide.

Fig. 24. Fertige Tetrasporen noch im Verbände. Fig. 25. Junge Sporen liegen frei in der MutterzeUe. Fig. 1 — 10. Funaria hygrometrica (L.) Sibth. in vivo. Fig. 1. Zwei SchwesterzeUen aus dem alten Archesporium. Fig. 2. Sporenmutterzelle vor der SjTiapsis; Plastide, mit Öltropfen bedeckt, ührt ihre erste Teilung.

Fig. 3. Gonotokont in der SjTiapsis; zwei Piastiden mit lüumpen von Öltropfen an ihren Enden.

Fig. 4 u. 5. Piastiden führen ilu-e zweite Teilung.

Fig. 6. Anaphase ; Piastiden in tetraedrischer Anordnung mit Öltropfen bedeckt.

Fig. 7. Jvmge Tetrasporen; Kerne sind nicht zu sehen.

Fig. 8. Jimge freie Spore.

Fig. 9. Reifende Spore ; Plastide ist noch ziemlich groß.

Fig. 10. Fast reife Spore; Cliloroplasten imd Öl.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide, 393

Tafel XIX.

Physcomitrium piriforme (L.) Brid. in Chromessigsäure (0,5 g + 1 ccm + 100 ccm HgO) fixiert und mit HämatoxyHn gefärbt. Vergi-. : Ap. von Zeiß 2 mm x Oc. 4.

Fig. 1 — 3. Zellen aus dem Gewebe, das sich in das Archesi)orium umwandelt; zahlreiche Piastiden an den Polen der Kernteilungsfigur.

Fig. 4. Analoge Zelle mit dem Phragmoplasten.

Fig. 5. Analoge Zelle mit nur vier Piastiden.

Fig. 6. Analoge Zelle mit nur zwei Piastiden.

Fig. 7. Analoge Zelle mit nur einer Plastide.

Fig. 8 u. 9. Zellen aus dem jimgen Archesporium ; Plastide (im Querschnitt) in der Teikuig.

Fig. 10. Zwei Schwesterzellen aus dem jungen Archesporium.

Fig. 11. Zelle aus dem jungen Archesporiimi ; Plastide mit der flachen Seite liegend.

Fig. 12. Große Zelle aus dem jungen Archesporium.

Fig. 13 u. 14. Große Zellen aus dem Ai'chesporium mittleren Alters; der Kern liegt unter der Plastide, die mit fadenartigen Gebilden diurchzogen ist.

Fig. 15 — 17. Archesporzellen mit diu-ch den Fixator verunstalteten Kernen.

Fig. 18. Archesporzelle ; Plastide in der Teilimg. .

Fig. 19. Ähnliche Zelle; Plastide gleich nach der Teilimg.

Tafel XX.

Vergr. : Ap. von Zeiß 2 mm x Oc. 4.

Fig. 20 — 27. Physcomünum piriforme (Fortsetzimg).

Fig. 20. AixhesporzeUe ; junge Piastiden gehen nach den Kernpolen.

Fig. 21 u. 22. Analoge ZeUe in der Anaphase ; Ziigfasern sind an die Piastiden angeheftet.

Fig. 23. Telophase ; zwischen den Kernen und Piastiden ist das Plasma grob- maschig fixiert.

Fig. 24. Phragmoplast bildet die Querwand; Piastiden im Querschnitt.

Fig. 25. Die Querwand ist fast fertig.

Fig. 26. Zwei SchwesterzeUen.

Fig. 27. »Pseudotetrade«.

Fig. 1 — 4. Amhlystegium serpens (L.) Br. eur. in «Juel« (Chlorzink 2g + Essigs. 2 ccm + 50%igen Alkohol 100 ccm) wähi-end 10 Stimden fixiert und mit Hämatoxylin gefärbt.

Fig. 1. ZeUe aus dem Archespor mittleren Alters; an den Kernpolen je eine Plastide (im Querschnitt).

Fig. 2. »Pseudotetrade «.

Fig. 3 u. 4. Gonotokont in der Synapsis ; Plastide im Querschnitt.

Fig. 5 — 9. Hypnum molluscum Hedw. in vivo.

Fig. 5. Zelle aus dem Gewebe, das sich in das Archesporium umwandelt; an den Kernpolen je zwei Chloroplasten.

Fig. 6. Analoge Zelle mit fünf Chloroplasten.

Fig. 7. Analoge Zelle mit drei Chloroplasten.

Fig. 8. Zwei Schwesterzellen.

394 A. A. Sapehin

Fig. 9. Zwei Schwesterzellen aus dem jungen Archespor. Fig. 10 u. 11. Dicranodontium sp. in vivo.

Fig. 10. Zelle aus dem Archespor mittleren Alters; Chloroplast in der Teilung. Fig. 11. Zwei Schwesterzellen aus dem Archespor mittleren Alters; links — Chloroplast gleich nach der Teilimg.

Tafel XXI.

Alle Präparate sind mit Hämatoxylin gefärbt.

Fig. 1 — 8. Lycopodiuin inundatum L. Mit » Flemming stark k fixiert. Vergr. : Ap. von Reichert 2 mm x Comp.-Oc. 6.

Fig. 1. Zelle aus dem alten Archesporium ; Plastide (im Querschnitt) in der Teilimg.

Fig. 2. Analoge Zelle ; junge Piastiden an den Kernpolen.

Fig. 3. Zwei Schwester zellen aus dem alten Aixhesporium ; Piastiden im Quer- sclmitt.

Fig. 4 u. 5. Gonotokont in der Synapsis; im Plasma schwarze Öltropfen (Osmiumsäure !).

Fig. 6. Gonotokont in der späten Synapsis ; Plastide in der Teilung.

Fig. 7. Dispiremstadium; zwei junge Piastiden stehen gegeneinander.

Fig. 8. Tetraspore; am Kern eine Plastide.

Fig. 9 — ^15. Selaginella emmeliana Van Geert. Mit dem von Prof. B. Nemec modifizierten »Flemming« (s. S. 437) fixiert. Vergr.: Ap. von Reichert 2 mm x Comp.-Oc. 6.

Fig. 9. Stengelspitze ; in der Scheitelzelle und ihren Nachbarinnen je eine bzw. zwei Piastiden.

Fig. 10. ZeUe aus dem jimgen Archespor; Plastide in der Teilimg.

Fig. 11. Ähnliche Zelle; jimge Piastiden an den Kernpolen.

Fig. 12. SporenmutterzeUe vor der Synapsis; am Kern eine Plastide.

Fig. 13. Gonotokont in der Synapsis; in Fig. 13a ist die Plastide mit flacher Seite zu sehen,

Fig. 14 u. 15. Synapsis ; Plastide f ülirt ilu-e erste Teilung.

Tafel XXII.

Alle Präparate sind mit Hämatoxylin gefärbt.

Fig. 16 — 18. Selaginella emmeliana (Fortsetzung).

Fig. 16. Tetraspore ; am Kerne eine Plastide. Vergr. : Ap. von Reichert 2 mm X Comp.-Oc. 6.

Fig. 17. Mikrospore ; am Kern eine Plastide. Vergr. : Ap. von Zeiß 2 mm X Oc.4.

Fig. 18. Teil der Makrospore ; am Kern eine (etwas zusammengezogene) Plastide. Vergr.: Ap. von Zeiß 2 mm x Oc. 2.

Fig. 1 — 5. Funaria hygromeirica (L.) Slhth. Mit »Regaud« fixiert. Vergr.: Ap. von Reichert 2 mm x Comp.-Oc. 12.

Fig. 1. Teil der Zelle aus dem Parenchym des Sporogons,

Fig. 2. ZeUe aus dem jungen Archesporium; eine Plastide enthält ein Stärke- korn,

Fig. 3. SporenmutterzeUe vor der Synapsis; Plastide im Querschnitt.

Fig. 4. Gonotokont in der Synapsis.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 395

Fig. 5. Drei Tetrasporen.

Fig. 6 — 9. Polytrichum püiferum Schreb. Fixator und Vergrößerung, wie in Fig 1—5.

Fig. 6. Scheitelzelle des antheridientragenden Stengels.

Fig. 7. Scheitelzelle des wachsenden Stengels (schief gesclmitten) ; Piastiden teilweise in der Teilung.

Fig. 8. Zelle aus dem selu- jungen Blatte.

Fig. 9. Chondriosomen aus dem Perichetium und dem Stengel.

Tafel XXIII.

Alle Präparate sind mit Hämatoxylin gefärbt.

Fig. 1. Protonema von Funaria hygrometrica, mit »Regaud« fixiert. Vergr.: Ap. von Reichert 4 mm x Comp.-Oc. 12.

Fig. 2 — 6. Funaria hygrometrica, mit » Regaud « fixiert. Vergr. : Ap. von Reichert 2 mm X Comp.-Oc. 12.

Fig. 2. Scheitelzelle des sehr jungen Stengels (scliief geschnitten).

Fig. 3. Scheitelzelle des erwachsenen Stengels.

Fig. 4. ZcUe der Blattanlage.

Fig. 5. Zelle des jungen Blattes.

Fig. 6. Chondriosomen imd Piastiden aus dem erwachsenen Blatte.

Fig. 7. Physcomitrium piriforme (L.) Bried. Archesporzelle. Fixiert mit Chrom- essigs. Links am Kern sind Reste der Plastide zu sehen. Vergr.: Ap. von Reichert 2 mm X Comp.-Oc. 12.

Fig. 8 u. 9. Funaria hygrometrica, fixiert mit »Regaud«. Vergr.: wie Fig. 7.

Fig. 8. Anlage des genitalen Trichoms ; einige Piastiden im Querschnitt.

Fig. 9. Genitales Trichom ; einige Piastiden im Querschnitt.

Tafel XXIV.

Funaria hygrometrica. Fixiert: mit »Flemming stark«, außer Fig. 22 u. 23, welche nach mit »Regaud« fixierten Präparaten gezeichnet sind. Gefärbt: mit Hämatoxylin. Vergr.: Ap. von Reichert 2 mm x Comp.-Oc. 12.

Fig. 1. Scheitel des genitalen Trichoms, das sich in das Antheridiiun umwandelt.

Fig. 2. Drei mittlere Zellen aus dem werdenden spermatogenen Gewebe.

Fig. 3. Zelle aus dem jungen spermatogenen Gewebe ; Plastide (im Querschnitt) in der Teilimg.

Fig. 4. Analoge Zelle; an den Kernpolen je eine Plastide.

Fig. 5. Zelle aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters.

Fig. 6. Ähnliche Zelle; Plastide im Querschnitt.

Fig. 7. Zelle aus dem alten spermatogenen Gewebe; Plastide (im Querschnitt) in der TeUung.

Fig. 8. Ähnliche Zelle; Plastide unter dem Kern liegend.

Fig. 9. Analoge Zelle ; Piastiden an den Kernpolen.

Fig. 10. Zelle aus dem spermatogenen Gewebe in der Anaphase (schief geschnitten) ; oben Plastide mit Ausstülpungen, an welche Zugfasern geheftet sind.

Fig. 11. Analoge Zelle in der Telophase; Piastiden im Querschnitt.

Fig. 12 (a — e). Verschiedene Stadien der Verkleinerung der Plastide während der Vermehrung der spermatogenen Zellen; in 12e ist die Plastide schon kugelförmig.

396 A. A. Sapehin

Fig. 13. Zelle aus dem alten spermatogenen Gewebe ; am Kern eine Plastide in der Teilung.

Fig. 14. ZeUe aus dem alten spermatogenen Gewebe in der Anapliase (schief geschnitten); oben — eine kugelförmige Plastide mit grobfibriUär fixiertem Plasma umgeben.

Fig. 15. Junge Spermatide ; um die Plastide ist die grobf ibrilläre Struktur des Plasmas noch bemerkbar.

Fig. 16. Junge Spermatide; Plastide dicht am Kerne liegend.

Fig. 17. Analoges Bild, doch der Kern schon ohne Nucleolus.

Fig. 18 — 28. Umwandlmig der Spermatide in das Spermatozoon.

Fig. 18 u. 19. Der Kern wird halbmondförmig; Plastide an seiner Seite.

Fig. 20 — 23. Weitere Stadien; am vorderen Ende des Kernes der dünne Ble- pharoplast.

Fig. 24, Der Kern sieht schon als ein dicker Faden aus ; Plastide an der Mitte der ZeUe.

Fig. 25. Plastide dem Kern angeschmiegt.

Fig. 26. Plastide geht nach dem hinteren Ende des Kernes.

Fig. 27. Das Spermatozoon mit kugelförmiger Plastide.

Fig. 28. Dasselbe mit ei- oder bhnförmiger Plastide.

Tafel XXV.

Alle Präparate sind mit »Eegaud« fixiert und mit Hämatoxylin gefärbt. Vergr.: Ap. von Eeichert 2 mm x Comp.-Oc. 12.

Fig. 29 — 37. Funaria hygrometrica.

Fig. 29. Zelle aus dem Gewebe, das sich in das spermatogene umwandelt; eine (von drei) Plastide liegt über dem Kern; im Plasma sind Chondriosomen zu sehen.

Fig. 30. Zelle aus dem jungen spermatogenen Gewebe; Plastide (im Querschnitt) in der Teilimg.

Fig. 31. Zelle aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters ; an den Kern- polen je eine Plastide.

Fig. 32, ZeUe aus dem alten spermatogenen Gewebe; Plastide im Querschnitt.

Fig. 33. Mutterzelle der Spermatide; Plastide teilt sich; im Plasma liegt ein Mltochondrium.

Fig. 34. Ähnliche Zelle; zwei junge Piastiden (gleich nach der Teilung).

Fig. 35. Ähnliche Zelle; jimge Piastiden gehen nach den Kernpolen.

Fig. 36 u. 37. Spermatide.

Fig. 1 — 23. Polytrichmn püiferum Schreb.

Fig. 1. Kern mit zwei Piastiden imd zahlreichen Chondriosomen, aus dem jungen spermatogenen Gewebe.

Fig. 2 u. 3. Aus dem jungen spermatogenen Gewebe.

Fig. 4. Kern mit einer Plastide imd Chondriosomen aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters.

Fig. 5. Kern mit einer Plastide und Chondriosomen aus dem alten spermato- genen Gewebe.

Fig. 6. Junge Spermatide.

Fig. 7. Aus dem jungen spermatogenen Gewebe; Plastide in der Teilung.

Fig. 8. Dasselbe aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters.

Untersuchungen über die Individualität der Plastide. 397

Fig. 9. Dasselbe aus dem alten spermatogenen Gewebe.

Fig. 10. Zelle aus dem alten spermatogenen Gewebe; junge Piastiden gehen voneinander.

Fig. 11. Piastiden an den Kernpolen.

Fig. 12. Spermatide.

Fig. 13 — 23. Bildung des Spermatozoids.

Fig. 13. Spermatide mit dem Blepharoplast, einer Plastide und zwei Mito- chondrien.

Fig. 14 — 19. Weitere Stadien der Bildung des Spermatozoids.

Fig. 20. Der Kern ist fadenförmig geworden; Plastide mit einem Mtochondrium steht in der Mitte der Zelle.

Fig. 21. Plastide liegt dicht am Kern.

Fig. 22 u. 23, Fertiges Spermatozoid mit einer Plastide (und einem Mitochon- drium) an seinem hinteren Ende.

Fig. 41 — 50. Bryum sp.

Fig. 41. Aus dem werdenden spermatogenen Gewebe; Kern, vier Piastiden und einige Chondriosomen.

Fig. 42. Zelle aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters ; Plastide (im Querschnitt) teilt sich.

Fig. 43 u. 44. Aus dem jungen spermatogenen Gewebe.

Fig. 45. Spermatide.

Fig. 46. Plastide liegt dicht am fadenförmigen Kerne. In Fig. 46 a ist nur ein Teil des Kernes wiedergegeben.

Fig. 47. Plastide am hinteren Ende des Kernes.

Fig. 48. ZeUe aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters ; Plastide und Chondriosomen,

Fig. 49. Sich teilende Plastide aus der älmlichen Zelle.

Fig. 50. Analoge Zelle ; an der Stelle der Plastide ist etwas Chondriomitenähn- liches zu sehen,

Tafel XXVI.

AUe Präparate sind mit Hämatoxylin gefärbt, Vergi-,: Ap, von Eeichert 2 mm X Comp.-Oc. 12, außer Fig. 24, wo — Ap. Reichert 4 mm x Comp.-Oc. 12,

Fig, 1 — 18, Marchantia ■polymorpha L., mit 3%igem Kalibicluromat fixiert.

Fig. 1. Aus dem Gewebe, das sich in das spermatogene umwandelt; Kern und vier Piastiden.

Fig. 2, Dasselbe mit drei Piastiden,

Fig, 3, Dasselbe mit zwei Piastiden,

Fig. 4. ZeUe aus dem jungen spermatogenen Gewebe; an den Kernpolen je eine Plastide.

Fig. 5. Ähnliche Zelle ; Piastiden vergrößern sich,

Fig. 6. Zelle aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters ; Piastiden im Querschnitt.

Fig. 7. Sich teilende Piastiden (aus dem spermatogenen Gewebe mittleren Alters) ; in der rechten Plastide ein Stärkekorn.

Fig. 8. Zelle aus dem alten spermatogenen Gewebe ; Plastide teilt sich.

Fig. 9. Analoge Zelle; junge Piastiden gehen nach den Kernpolen.

Fig, 10, Analoge Zelle; Piastiden stehen an den Kernpolen.

398 A. A. Sapehin, Untersuchungen über die Individualität der Plastide.

Fig. 11. Mutterzelle der Spermatide mit einer Plastide.

Fig. 12 — 14. Chondriokontenförmige Figuren der sich teilenden Plastide (aus dem alten spermatogenen Gewebe).

Fig. 15. Ähnliche Plastide, doch mit Stärke.

Fig. 16. Zwei junge Piastiden, welche den Chondriokonten ähnlich sind.

Fig. 17. Das werdende Spermatozoid mit einer Plastide in der Mitte der Zelle.

Fig. 18. Dasselbe, doch liegt die Plastide dicht am Kern.

Fig. 19 — 22. Funaria hygromeirica, mit » Regaud « fixiert.

Fig. 19. Zelle aus der Wand des jungen Archegonium.

Fig. 20, Piastiden und Chondriosomen aus der oberen Zelle der mittleren Zell- reihe des Archegoniums.

Fig. 21. Großmutterzelle des Eies.

Fig. 22. Junge Eizelle.

Fig. 23. Reife Eizelle von Bryum sp., mit »Regaud« fixiert.

Fig. 24. ScheitelzeUe des jungen Embryos von Funaria hygromeirica, mit »Re- gaud« fixiert.

Fig. 25. ArchesporzeUe von Physcomitrium piriforme, mit Chromessigs, fixiert. Telophase. An der Stelle der Plastide sieht man dunkle Flecken mid Fäden.

Ps. Die neuen Arbeiten von Guilliermond i) über die Individualität der Plastide werde ich an einer andern Stelle berüliren, weil sie erst nach der Ab- sendung des Manuskriptes dieser Arbeit veröffentlicht sind imd faktisch nichts neues geben.

i) Ber. d. d. bot. Ges. 1191.

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis (Phil.), with Some General Considerations of Copepod

Chromosomes.

Siduey I. Koruhauser.

Fiom the Zoölogical Institute, "VViii-zbiirg.

With 9 Textfigiires and Plates XXVII -XXIX.

Synopsis.

Page

I. Introduction 400

IL Review of Previous Literatiuc 400

III. Material and Methods 402

A. Material 402

B. Methods 402

IV. Structure of Testes and Ovaries 403

A. Testes 403

B. Ovaries 405

V. Spermatogonia and Oögonia 406

A. Spermatogonia 406

B. Üögonia 408

VI. The Growth Period 409

A. Spermatocytes 409

B. üöcytes 416

VII. The Spermatocyte Divisions 418

VIII. The Chromosomes of the Cleavage Cells and PrimoBtlial Germ Cells . . 421

A. Cleavage CeUs 421

B. Primordial Germ Cells 422

IX. Discussion 422

A. Form and Number of the Umreduced Chromosomes 422

B. Syndesis and the Maturation Divisions 424

C. Chi-oniosomes and Phylogenetic Relarionslüp 426

D. The Classification of the Copepods 429

E. The Hetero-chromosomes and a Case of Hermaphroditism .... 435 X. Summary 438

Bibhography 440

Explanation of Plates 444

Archiv f. Zellforschung. XIII. 26

400

Siciney I. Kornhauser

I. Introduction.

The foUowing study deals in the main \Yitli tlie spermatogeiiesisi) of Hersilia apodiformis (Phil.), and lays special emphasis upon the method of syndesis and the presence of a "Querkerbe"^) in the chromo- somes. Various phenomena in the oögenesis and cleavage cells will be described also to Supplement the observations on the spermatogenesis ; and a pair of lagging chromosomes, \\'hose behavior resembles that of the paired "sex-chromosomes" of the Nematodes and Insects, will be considered under the spermatocyte divisions.

At this point I would like to express my gratitude to Professor V. Haeckek for the courtesies extended to me during my stay at his laboratory, to the Direction of the Zoölogical Station at Naples for the procurrence of a large amount of material, and to Professor Theodor BovERi for his many valuable suggestions in the study of Hersilia and for the opportunity of working in his Institute. Also to Privatdocent Dr. B. Zarnik am I indebted for helpful criticisms which aided in the preparation of this work.

II. Review of Previous Literature.

During the past twenty years numerous papers have appeared dealing witli the maturation phenomena in the oögenesis of the Copepoda. The principal efforts of the earlier investigators (Ishikawa '91; Rückert '94a, '94b; Haecker '95a, '95b; vom Rath '95) were made to test the reality of the postulations of Weismann and the main questions were: (1) Is there a reduction of the normal (somatic) chromosomal number in the maturation divisions? (2) Is the first or second maturation divi- sion that which separates the chromosomes into qualitatively different groups (reduction division), or are both divisions reductional?

That the Copepods, in spite of the clearness of the chromosomes in the maturation spindles, were not the most favorable group for a simple Solution of these problems is due: (1) to the difficulty in obtaining good oögonial or spermatogonial metaphase plates for counting the chronio-

1) The scarcity of literatiu'e on the sj^ermatogenesis of Copepods is doubtless duc to the fact that the material is very difficult to fix without considerable sluinkage. For a further consideration of this point see footnote, page 8.

2) "Querkerbe'' — a term first used by Haecker ('95b) to denote a light stain- ing transverse streak, appearing in the chromosomes of the maturation divisions of Cyclops hrevicornis.

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A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 401

somes; ancl (2) to the presence of a "Querkerhe", or light transverse streak marking each component of the bivalent chromosomes into two parts. This "Querker])e"' was iised as the most important evidence for a pseudo-reduction of the chromosomes: it marking the point at which two oögonial chromosomes remained in contact dming the formation of the oöcyte. The whole question of syndesis was very simple. The chromosomes of the ultimate oögonial division formed a spireme which segmented into half the normal number of chromatin bands, which bands later showed their doul)leness by a light transverse streak across the middle. These double bands exhibited also a longitudinal division, making thus four parts. Along this longitudinal division the chromo- somes separated in the first division, w^hereas the second division was at right angles to the first, and separated the chromosomes which had been bound together by the linin bridge (Rückekt '94a, '94b; Haecker '95 a; vom Rath '95).

Then Haecker ('95b) discovered the presence of a second "longitu- dinal division" of thle double bands, which made the chromosomes of the first maturation division octads or di-tetrads. Both maturation divisions were shown to be longitudinal, and later works (Braux '09; Matschecx '10) have brought forth good evidence that the di-tetrads do not divide at the "Querkerbe" in either division. These authors are all supporters of an end-to-end conjugation of the chromosomes. Haecker ('11) States his view in the following sentence (p. 328): "Die Querkerben, wie sie bei so vielen Objekten in den Prophasen der ersten Teilung w^ahr- zunehmen sind, sprechen andererseits mit Entschiedenheit für eine Meta- syndese." If the "Querkerbe" is to be used as an argument against parasyndesis, then a careful study must be made to show how this structure arises: whether (1) ])y a coupling of the (normal number) chromosomes in the oögonia or spermatogonia, (2) by an incompletc segmentation of the spireme (if such is ever formed) of the last oögonial or spermatogonia! generation, or (3) by an end-to-end union of the chromosomes in the growth period of the oöcytes or spermatocytes.

If, on the contrary, we find that the "Querkerbe" is a constant structure in the unreduced chromosomes of the somatic and germ cells of animals belonging to widely separated groups (Copepods, Krimmel '10; Nematodes, Marcus '06; Molluscs, Zarnik '11; Vertebrates, Agar '11), that the chromosomes never enter into a spireme, and that they pass through those stages in the growth period which are so characteristic of a side-by-side union, then the "Querkerbe" can no longer be used as a positive proof for a metasyndesis.

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400 Sidiiey I. Kornhauser

I. Introduction.

The followiiig study deals in tlic niain with tlie spermatogenesisi) of HersiUa apodiformis (Phil.), and lays special emphasis upon the method of syndesis and the presence of a "Querkerbe"^) in the chromo- somes. Various phenoniena in the oögenesis and cleavage cells will be described also to Supplement the observations on the spermatogenesis ; and a pair of lagging chromosomes, whose behavior resembles that of the paired "sex-chromosomes" of the Nematodes and Insects, will be considered under the spermatocyte divisions.

At this point I would like to express my gratitude to Professor V. Haecker for the courtesies extended to nie during my stay at his laboratory, to the Direction of the Zoölogical Station at Naples for the procurrence of a large amount of material, and to Professor Theodor ßovERi for his many valuable suggestions in the study of HersiUa and for the opportunity of working in his Institute. Also to Privatdocent Dr. B. Zarxik am I indebted for helpful criticisms which aided in the preparation of this work.

II. Review of Previous Literature.

During the past twenty years numerous papers have appeared dealing with the maturation phenoniena in the oögenesis of the Copepoda. The principal efforts of the earlier investigators (Ishikaw^a '91; Rückert '94a, '94b; Haecker '95a, '95b; vom Rath '95) were made to test the reality of the postulations of Weismann and the main questions were: (1) Is there a reduction of the normal (somatic) chromosomal nuniber in the maturation divisions? (2) Is the first or second maturation divi- sion that which separates the chromosomes into qualitatively different groups (reduction division), or are both divisions reductional?

That the Copepods, in spite of the clearness of the chromosomes in the maturation spindles, w^ere not the most favorable group for a simple Solution of these problems is due: (1) to the difficulty in obtaining good oögonial or spermatogonial metaphase plates for counting the chronio-

1) The scarcity of literatiire on the spermatogenesis of Copepods is doubtless due to the fact that the material is very difficult to fix without considerable shiinkage. For a further consideration of this point see footnote, page 8.

2) "Querkerbe'' — a term first used by Haecker ('95b) to denote a Jight stain- ing transverse streak, appearing in the chromosomes of the maturation divisions of Cyclops Irevicornis.

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodifnrmis etc. 401

somes; and (2) to the presence of a "Querkerbe", or light transverse streak marking each component of the bivalent chromosomes into two parts. This "Querkerbe" was used as the most important evidence for a pseudo-reduction of the chromosomes: it marking the point at which two oögonial chromosomes remained in contact during the formation of tlie oöcyte. The whole question of syndesis was very simple. The chromosomes of the ultimate oögonial division formed a spireme which segmented into half the normal number of chromatin bands, which bands later showed their doubleness by a light transverse streak across the middle. These double bands exhibited also a longitudinal division, making thus four parts. Along this longitudinal division the chromo- somes separated in the first division, whereas the second division was at right angles to the first, and separated the chromosomes which had been bound together by the linin bridge (Rückert '94a, '94b; Haecker '95 a; vom Rath '95).

Then Haecker ('95 b) discovered the presence of a second "longitu- dinal division" of thle double bands, which made the chromosomes of the first maturation division octads or di-tetrads. Both maturation divisions were shown to be longitudinal, and later works (Braun '09; Matscheck '10) have brought forth good evidence that the di-tetrads do not divide at the "Querkerbe" in either division. These authors are all supporters of an end-to-end conjugation of the chromosomes. Haecker ('11) States his view in the following sentence (p. 328): "Die Querkerben^ wie sie bei so vielen Objekten in den Prophasen der ersten Teilung wahr- zunehmen sind, sprechen andererseits mit Entschiedenheit für eine Meta- syndese." If the "Querkerbe" is to be used as an argument against parasyndesis, then a careful study must be made to show how this structure arises: whether (1) by a coupling of the (normal number) chromosomes in the oögonia or spermatogonia, (2) by an incomplete segmentation of the spireme (if such is ever formed) of the last oögonial or spemiatogonial generation, or (3) by an end-to-end union of the chromosomes in the growth period of the oöcytes or spermatocytes.

If, on the contrary, we find that the "Querkerbe" is a constant structure in the unreduced chromosomes of the somatic and germ cells of animals belonging to widely separated groups (Copepods, Krimmel '10; ?\ematodes, Marcus '06; MoUuscs, Zarxik '11; Vertebrates, Agar '11), that the chromosomes never enter into a spireme, and that they pass through those stages in the growth period which are so characteristic of a side-by-side union, then the "Querkerbe" can no longer be used as a positive proof for a metasyndesis.

26*

402 Sidney I. Kornhauser

III. Material and Methods.

A. Material.

The material was gathered at Naples, from April to August inclusive, 1913. HersiUa apodifomiis (Phil.) is a small semi-parasitic Copepod, found crawling in the gill Chambers and over the abdomen of Callianassa subterranea (Leach.). It is a flat, "Apus-like" form (Figs. A — B), obtained usually in pairs, the males being attached either to much larger mature females or to immature females^) (Fig. C), which are often smaller than the males themselves. The males hold tightly, their posterior maxil- lary appendages being highly modified into clasping organs which fit per- fectly into lateral recesses in the fourth abdominal segment of the females. The antennae and first swimming legs also aid in clinging fast. Hersüia is evidently a case in which the males are becoming entirely dependent upon the females for locomotion and nutriment. This is supported by the facts that the swimming legs of the male are much less developed than those of the immature female of a size equivalent to that of the male, and that the abdomen of the female is so constructed that the faeces pass directly to the mouth-parts of the attached male. As shown in Figure C, there is a dorsal longitudinal groove in the abdomen of the female, posterior to the termination of the intestine; and over this groove are situated the mouth-parts of the male, when attached. In the adult female, this groove is deeper and more complicated; for here it serves also as the passage way of the spermatozoa into the receptaculum seminis, which lies dorsal to the intestine. It is an interesting fact that the male, when attached to a mature female, always possesses the same coloring pigment (yellow, orange, or red). This pigment Variation is probably dependent upon the food. A microscopical comparison ob the material found in the digestive tracts of paired individuals showed that the food of the male was always in a much finer State of mastication than that of the female.

B. Methods.

Although Hersüia is by no means abundant, in five months I was able to get about six thousand pairs. They were dislodged from their hosts by squirting them with a strong pipette into a dish of sea water. Before fixing, it was found best to rinse them quickly in distilled water ;

1) Immatiire females of foiu- stages were found with attached males. The siiccimen shown in Fig. C is from the second of the four stages found on Callianassa, there being still two stages to bc passed through before the adiüt form is reached.

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hcrsilia apodifnrmis etc. 403

otherwise, the salts of the sea water formed precipitations on the chitin, which interfered with a rapid penetration of the fixative. Flemming's fhiid (strong) and Carnoy (chloroform, alcohol, glacial acetic acid without subhmate) were the only fhiids which gave satisfactory results. The former was allowed to act from ten to twenty minutes, the latter only three to five minutes. The smallness and flatness of Hersilia and the thinness of the intersegmental membranes permits a rapid penetration^) of the fixing fluid. Those fixed in Flemming's fluid were washed in runnino- or often distilled water for ten or twelve hours. To facilitate handling, when males alone were imbedded, they were first enclosed, in lots of fifty or more, in Cryptobranclms epidermis. Chloroform was used as the medium previous to emljedding, and the animals were allowed to remain in the thermostat only twenty minutes, and during that time changed to fresh paraffin two or three times. All sections were cut 5 micra in thickness. The egg sacks were embedded in celloidin paraffin (Apathy '13) and also cut 5 micra.

The principal stains used were Heidenhain's haematoxylin and crystal-violet-alizarin, the latter being employed only on Flemming material. Borax carmine and Delafield's hämatoxylin and safranin were used also at times for a study of the cleavage chromosomes.

IV. Structure of Testes and Ovaries. A. Testes.

The testes are paired organs {te. Figs. A—B), lying dorsal and medium in the thorax. There is an unpaired "Keimpolster"^) (Plate IV,

1) Non-penetration of fixiiig fluids can not entirely account for poor fixation in the testes and ovaries (growth period) of many Copepods. After working for four months on various fresh water Cyclopidae, using fixatives of all possible combinations or warm fluids, cutting or piercing the animals before fixation, I was imable to secure good preservation of spermatocytes or young oöcytes. Diaptomus coerukus, without cutting or piercing the animals, aUows of good fixation in Herm.ann's fluid; but the long dm-ation of the "confused stage" (Wilson, '13) makes it undesirable for a study of s\Tidesis.

At Xaples, many Calanids, including Änomaloccra, Euchaeta, Eucnlanus and Calanus, were either slit open in the fixing fluids, or had the anterior and posterior ends cut off in the fixing fluid with a fine scissors; but all in both sexes showed the chromatin tightly knotted in the early growth period. Of the Ascidicolae Noto- pterophorus, Nolodelphys and Lichomnhjus fixed well in Flemmimg, as did the male of Sapphirina ; but in all these forms, the smallness of the germ cells and the minuteness of the chromosomes make them less favorable than Hersilia for a study of syndesis.

2) The "Keimpolster'- itself is separated from the testis proper by a membrane, and even in young individuals the cells of the "Keimpolster" have almost no stainable

404

Sidney I. Kornhauser

Fig. 1 kp.), composed of cells of large clear nuclei, usually with one or two deeply staining nucleoli, and cytoplasm of a clear liomogeneous character, whicli staiiis black in haematoyxlin, after fixation inFLEMMiNo's

chromatin, and mitoses or preparation for division could not be found. It is most prob- able that these cells, judging from their nuclei and the stainability of their cytoplasm,

Textfigures A— B.

se/77.

Fig. A. Hersilia apodiformis. Dorsal view of adult Q with attached (5, showing position of sexual

Organs, x 52. — Fig. B. Lateral view of adult pair, reconstructed from sections. x 52. e.s., eggsacks; A^;., "Keimpolster" ; o'ii^, oviduct; o?'., ovary; rcc. s«m., receptaculnm seminis; ^e., testis ;

isl. Sern., vesicula seminalis.

are concerned in the nourishment of the spermatogonia, which immediately follow and are usually in active midtiplication (Plate IV, Fig. 1).

That the "Keimpolster'- does not give rise to the germ cells is shown by a study of the sex glands in immature females, of the stage shown in Fig. C. Here the ovaries (Plate IV, Fig. 2) consist of two short curved tubes, each containing nine oögonia — the first two showing the chromatin in prophase conditiou. At this stage there is a "Keimpolster" of foiir cells, lying between the ovaries and clearly separated from them by a membrane. The cells of this "Keimpolster'-' have the same large clear nuclei and black staining cytoplasm which characterized the cells in the "Keimpolster-- of the adult, and make them stand out in contrast to the chromatin-rich germ ceUs.

A Cytological Study of the Semi-parasitic CopeiDod, Hersilia apodiformis etc. 405

Textfignre C.

fluid. The testes proper, as paired tubes, run caudad, tlien make a Sharp turn ventrally and run cephalad. The seriation of the stages in

the spermatogenesis (Plate IV, Fig. 1) is all that could be desired. In niature individuals the dorsal tube and the bend of the testis is composed of spermatogonia — the most active Zone of niultiplication being just posterior to the "Keimpolster". In the ventral tube, running cephalad, one finds in sequence the various stages in the growth of the spermatocj^tes. The pre-leptotene, leptotene and conjugation stages are followed by a large nuniber of cells in the bouquet stage. The strepsinema conies next, shown by only a few cells in each testis; and then follows the condensation of the threads into compact tetrads, this being more abun- dantly represented. The maturation divisions, which are never numerous, are next in order; and last (most anterior) the zone of metamor- phosis where the round spermatids develop into long-tailed spermatozoa which. when mature, make their way along the ventral walls of the testes into the underlying seminal vesicles {vsl. sem., Figs. A—B).

Immature female, dorsal view.

X 52.

d. g., dorsal groove; l.d., lateral

depressions for attachment of

male; o. v., ovary.

B. Ovaries.

The ovaries are built on the sanie general plan as the testes (Figs. A, B, C, and Plate IV, Fig. 3) and show a beautiful sequence in the seria- tion of the younger stages. Dorsal and medium in the thorax lies an oval "Keimpolster" {hp., Figs. A—B); and on eitlier side of this "Keim- polster' the ovaries begin as narrow paired tubes, which first run caudad for a Short distance. This part is composed of oögonia and oöcytes pre- vious to the bouquet stage. The tubes then bend sharply and run cephalad and laterad. At the bend and for a short distance farther, the oöcy- tes are in the bouquet stage (Plate IV, Fig. 3). These are followed by oöcytes of gradually increasing size (Fig. JL); and then (in individuals which have not recently laid) by large eggs, all in practically the same stage and arranged in four niain groups, right and left. The first matura- tion spindle is formed in the uterine eggs before they are laid. The ovi- ducts {oklt, Figs. A—B) pass caudad on either side of the intestine, come into connection with the large spermatotheca, and terminate dor-

406 Sidney I. Kornhauser

sally behind the fifth swimming legs. The egg sacks are carried between the shield-like portion of the thorax, which oveiiaps the abdomen, and the large fifth swimming legs, to which they are firmly attached. When the egg sacks are first foriiied, the eggs are a much deeper red or orange than in their later development.

V. Spermatogonia and Oögonia.

A. Spermatogonia.

In a study of the entire literature on Copepods, one finds very little concerning spennatogonial and oögonial mitoses. Even in the more recent works, with the exception of Chambers ('12) and Krimmel ('10), we see no metaphase plates figured. Moroff ('09), in a work in which he treats the phenomena of the maturation of copepod eggs entirely from the Standpoint of a protozoan investigator, and who lays no significance on the phenomena of niitosis or tetrad formation, found in his preparations no karyokinetic figures in the multipHcation zone. He therefore thinks it probable that multipHcation takes place by amitosis. His figures (40—42, Taf. XXXV) are far from convincing; and since all other workers on Copepods have found spennatogonial and oögonial mitoses, it is not likely that they are absent in the forms of the Triest plankton.

The problem however is not mitosis or amitosis, but the relation of the chromosome number in the spermatogonia and oögonia to that in the spermatocytes and oöcytes — a question which Rückert, as early as 1894, discussed for the Copepods because the works of Ishikawa ('91) and Haecker were not in accord with his own results on Cyclops. Mat- scheck ('10), after quoting vom Rath '95 as to the unfavorablenessi) of the oögonia and spermatogonia for study, gives slight evidence (Textfig. 15) that the haploid number occurs in the oögonia, as vom Rath ('95) found for Änomalocera, and questions the result of Lerat ('05), who Claims the diploid number of chromosomes for the oögonia and spermatogonia of Cijclops strenuus.

In Hersüia all stages in the multipHcation of -spermatogonia and oögonia could be seen. Immediately behind the "Keimpolster" and before the bend of the testis are the karyokinetic figures, never in the

1) Lerat and McClendon State that the diploid number of clKomosomes appear in the spermatogonia, but do not give figures. Krüger states that coiinting was im- possible, the chi'omosomes of the oögonial metaphases being massed together in a solid, deeply staining plate. This is probably due to fixation with subhmate, which is suitable only for eggs in advanced growth period or in maturation or cleavage.

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 407

ventral tube itself. Fiat nietaphase plates are far from nunierous but propliases and anaphases can be observed in almost every testis.

In the quiescent spermatogoniiim (Plate V, Fig. 5), there is a fine network over whicli the chromatin is scattered, not evenly, but massed more or less into clumps. Within the nucleus, as a rule, are two spherical nucleoli, usually of unequal size; but at times a single nucleolus, larger than these paired nucleoli, occurs in the spermatogoniuni. Haecker ('02) figured such paired nucleoli for Heterocope (his Fig. 23, Taf. II), using them as evidence for the parental duality of the spermatogonia.

Lying on the nuclear membrane in the cytoplasm are scattered, in varying number and size, disks of a substance which stains like the nu- cleoli. Thus in a double stain, Delafield's haematoxylin and Orange G, they take on a deep orange color. In carmine, after Carnoy fixation, they remain light pink, whereas the chromatin is deep red. Heidenhain' s haematoxylin, gentian-violet, crystal-violet and safranin stain the disks, the nucleoli, and also the chromosomes. The staining reaction in Dela- field's haematoxylin and carmine would indicate that these disk-like bodies are not chromatic, but more of the nature of true nucleoli or plasmo- somes. In as much as they occur in the cytoplasm we may call them "cyto-plasmosomes". These "cyto-plasmosomes" are very much in evidence during the growth period of the spermatocytes; and it is well to note that they are already present in the spermatogonia, and are not extruded from the spermatocyte nuclei in the period of greatest meta- bolic activity.

In preparing for mitosis the fine network becomes less evident and the chromatin fornis long angular bands (Plate V, Fig. 6), which are not joined together in a spireme. The nucleoli are still plainly visibles at this stage. The chromosomes then shorten, take on a more honio- geneous character, and stain more deeply (Plate V, Fig. 7). At the middle or near the middle they show a marked tendency to form an angle. These angles are probably an indication of the "Querkerbe", which first comes into piain view in the contracted chromosomes of the metaphase plates. And now the nucleoli can no longer be recognized. Figure 8 represents a metaphase (equatorial) plate, in which twenty-four chromo- somes are present, many of them showing a light transverse streak or "Querkerbe". The "Querkerbe" usually marks the chromosome into two equal parts, but not without exceptions. At least two pairs are asymmetrically segmented — a fact supported by the chromosomes in the metaphase plates of the second spermatocyte (Plate VI, Fig. 35) and the primary oöcyte (Plate VI, Fig. 49). Two short chromo-

408 Sidney I. Kornhauser

somes (s.S.) withoiit a "Querkerbe" form another pair, which is con- spicuous, also, in the second spermatocytes and oöcytes. AVhen the longitudinally cleft chromosomes with "Querkerbe" are tilted in the plate (upper left, Fig. 8), they appear as "tetrads". This fact is of impor- tance, in as much as the appearance of "tetrads" in soma, cleavage and primordial germ-cells has been used as an argument against syndesis and the significance of tetrad formation.

In the cytoplasm of the metaphase stage lie the cyto-plasmosomes. The attachment of the spindle fibers to the chromosomes is usually me- dium and the sister chromosomes of the anaphase (Plate V, Fig. 9), in passing to the poles, form V's. Often in the late anaphase the chro- mosomes lie so nearly in one plane, that, in polar view, a count of their apices is not difficult. The result of such counts is twenty-four in most cases, twenty-two or twenty-three in others. Never however did the count approach the reduced number. The cyto-plasmosomes seem- ingly have no direct connection with the centrosomes, and are distributed by Chance to the two sister cells, one often receiving many more than the other. The telophase chromosomes become gradually fainter in outlines (Plate V, Fig. 10), and a clear area in the cytoplasm begins to form about them. It is, I beUeve, the boundary between this clear area and the more reticular cytoplasm which forms the new nuclear membrane. The chromosomes, scattered through the newly formed nucleus, send out processes, and only several granules in each remain deeply stained. The cyto-plasmosomes {cpL, Plate V, Fig. 11) are found against the nuclear membrane, and within the nucleus there are as yet no nuclcoli.

B. Oögonia.

The division of the oögonia occurs only in that portion of the tube which irnmediately borders the "Keimpolster". The phenomena of mi- tosis are practically the same as those described for the spermatogonia, except that one nucleolus, instead of two, characterizes the quiescent nucleus. The prophase chromosomes do not form froni the segmentation of a spireme, nor do the telophase chromosomes form a spireme before they become indistinct. Here also (Plate VI, Fig. 44) the diploid number, twenty-four chromosomes, are present, most of which show a distinct "Querkerbe", The short pair without transverse suture (s.s.) is also recognizable.

The facts presented for Hersilia are supported by observations on Diaptomus coeruleus. After Hermann's fluid fixation, the spermato-

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 409

gonial chromosomes stand out with a clearness and sharpness which re- minds one of Hemipteron preparations. Twenty-eight chromosomes (the diploid number), all with distinct "Querkerbe", can be counted.

VI. The Growth Period. A. Spermatocytes.

The growth zone of the testis begins at the bend of the dorsal tube and occupies the greater part of the ventral tube. The cells resulting from the ultimate spermatogonial division mcrease in size, the chromatin remaining in a fine network like that of the quiescent spermatogonia. The paired nucleoli are formed anew and are very conspicuous, as are the cyto-plasmosomes on the nuclear membrane. To illustrate the changes from this stage to that of the bouquet stage and at the same time show the seriation, it was thought best to select a portion of a Single longitudinal section, as represented in Fig. 12 (Plate V). Cells a and b are nearest to the bend of the testis (caudad); cells g and /', nearest the maturation zone (cephalad). A corresponding portion of a testis is shown at a—g in Figure 1 (Plate IV).

In the formation of the leptotene threads, the first change is a thickening of portions of the fine network of the quiescent nucleus, re- sulting in dark zig-zag threads (Fig. 12, a); and as these chromatin bands become more noticeable (Fig. 12, h), the network between them be- comes less distinct. In the next stage (Fig. 12, c), the leptotene threads can be more easily followed, as they are quite angular and ragged in outline, being composed of dark irregulär granules connected by thinner portions which stain less deeply. The formation of the leptotene threads in Hersilia can not be traced back, as in various Orthoptera (Wilson, '12), to chromatin masses formed from the chromosomes of the ultimate spermatogonial telophase and from which the threads uncoil.

The next stage (Fig. 12, d) is characterized by the beginning of a polar orientation of the threads, which are now less ragged in outline, although still quite angular. Their free ends point toward one side of the nucleus, generally designated the positive pole. Concomitant with the orientation of the threads are two other phenomena: the approach of the nucleoli toward one another and usually toward the positive pole, and the fusion of the cyto-plasmosomes {cpl.) into two or three of largersize. In Figure 12, e^) we have what may be called the leptotene

1) The stages represented in Figure 12 d — /' are those most sensitive to the fixing agent, as is shown by a contraction, known generally as synizesis. It is only in the

410 Sidney I. Kornhauser

l30iiquet stage. The threads, now less angular, seem to have their free ends so strongly attracted to the positive pole that in a great many cases they riin parallel to one another. Thus, from an optical section viewed pole-Avise, one can get an estimate of their number. Such a section, which is fairly accurate, considering the high power objective and ocular used, is represented in Figure 13 (Plate V). The focus was taken as nearly as possible through the middle of the nucleus and not changed while making the camera drawing. The threads, so seen in end view, have a deeply staining center, surrounded by a gray mantle. Counts yielded between forty-five and fifty, which would indicate that there are between twenty-two and tw^nty-five leptotene threads, each of which, in the form of a loop, would l)e seen twice in an optical section (Fig. 13). Such a representation is niost instructive, however, when compared with similarly viewed cells of later stages (Figs. 16, 18, Plate V).

Eithor during the period in which the leptotene threads are still in the form of a bouquet, or in the subsequent stage, the nucleoli come together and fuse, and the cyto-plasmosomes unite to form a large conspicuous "nuclear cap" {n.c, Fig. 12 /, 14, 15, 17). At the positive pole the cytoplasm stains more deeply and appears more compact, or less reticular in structure. Buchner ('10) has shown that, during the bouquet stage in the spermatocytes of various organisms, a centriole, often surrounded by mitochondria, can be observed at the positive pole. To this centriole is attributed the force which causes the orientation of the threads. In HersiUa, we have to deal, probably, with some force acting from the positive pole, although the centrioles, which even in the mitoses are inconspicuous, could not be seen. The substance which

small minority of my numerous (175) i3reparations from eighty separate lots, fixed in streng Flemmixg's fluid and all treated as nearly as ijossible in the same manner, that such a contraction in these stages is not shown. I am strongly inclined to believe that synizesis, at least in HersiUa, is an artifact; because, when it occurs, there always exists between the contracted chromatin and the nuclear membrane a space devoid of proto- plasmic substance.

lüiüGER ('11, p. 176) believes that the contraction is not a product of the fixation, in as much as he found it in "tadellos konservierten Stücken" (his Figs. 1, 2, Taf. VII). He thinks, however, that Lerat's figures ('05, Plates I, IV) show an artificial synapsis. A coraparison of the figm-es of Krüger and Lerat shows that both have to deal with the same phenomena of shrinkage, somewhat more marked, perhaps, in Lerat's preparations. Uoth investigators used Sublimate reagents, which, according to the experience of the author, are the most unfavorable for a good fixation of these delicate stages.

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodifonnis etc. 411

forms the "nuclear cap"i), imlike mitochondria, is seemingly repelled by the orieiiting force, for the cyto-plasmosomes never unite in the vicinity of the positive pole. The niicleohis resulting from the fiision of the two nucleoh also shows repulsion and lies opposite the positive pole (Figs. 14, 15, Plate V).

The changes taking place in the chroniatie substance in the foUowing stage are the most marked and undoubtedly the most rapid of any in the growth of the germ cells (Figs. 12 /, /', 14—16). The first thing to attract attention in such a nucleus is the loss of the orderly polar arrange- ment of the threads; and, secondly, we see three kinds of threads — thick threads double along their entire length, thin threads siniilar to those of the leptotene bouquet, and threads douljle along part of their length, then spreading out into two thin branches in the form of a Y or a T. The fact that in the only transitional stage between the lepto- tene bouquet (Fig. 12 e) and the zygotene bouquet (Figs. 12 g, 17), one finds Single threads, double threads, and threads partly united in the same nucleus argues for a side by side pairing of the leptotene threads. Neither a gradual thickening of the leptotene threads, nor any indica- tion of a broadening and Splitting of the granules composing them could be found. The entire evidence pointed toward a doubling through para- syndesis.

That such cells, as shown in Figures 12 /, /', 14 and 15, are transi- tional stages in the union of the leptotene threads into double chromatin bands of half the number is upheld by a comparison with optical sections viewed from the positive pole, as Figures 13, 16, and 18. (Compare lateral view, Figures 12 e, 14, and 17.) In the leptotene bouquet be- tween forty-five and fifty ends were counted. Figure 18 represents a similar optical section of the zygote ne bouquet, which is also characterized by an orderly polar arrangement of the threads. Gross sections of these threads show two deeply staining centers, and the result of couuts in such nuclei varied from twenty to twenty-five, indicating that half as niany loops are present as in the leptotene bouquet. If we now ex- aniine a cell in the transitional period (Fig. 16), we find that the disturb- ance of the polar orientation of the loops makes counting much niore difficult — lengths of either Single or double threads being always in-

1) Steuer ('03), in a study of Myiilicola, describes a disk-like body in the growth of the spermatocytes, wliich he calls the "Idiozom" or -'Centrotheca". This body stains deeply in iron-hämatoxylin ; but, if strongly decolorized, shows two centrioles within. Whether or not this "Idiozom" is homologous to the "nuclear cap'- in Hersilia, cannot be decided from Steüer's fig-iues.

412 Sidney I. Kornhauser

cliided in an opfical section. For instance, from the positive pole, take an optical section passing tlirough the middle of such a cell as Figure 15 represents. The conjugant (cg.) would be seen three times: a length of double thread and two cross sections of the non-conjugated portions. Between thirty and forty cross sections (average thirty-five) of double and Single threads could be counted in ceUs showing conjugation (Fig. 16), a result intermediate between that of the leptotene bouquet and that of the zygotene bouquet.

As has already been stated, it is either just previous to or dimng the conjugation stages that the fusion of the two nucleoli takes place and the Union of the cyto-plasmosomes forms the "nuclear cap". We immediately ask ourselves: Are these unions merely coincident with the conjugation of the chromosomes, or are these plasmatic bodies acted upon by the same force or forces which cause the chromosomes to con- jugate? An answer to these questions cannot be given, for we know too little about the forces causing conjugation; but these forces are to be sought, I believe, rather in the chromosomes themselves than in the centriole, which probably does bring about the orientation of the loops in the bouquet stage. My reason for beUeving that the conjugating force is resident within the chromosomes themselves, is based on the fact that, dm-ing the transitional or conjugation stage, the regulär polar arrangement is partly lost in the approximation or search (?) of homologous chromo- somes for each other. The conjugating force, during this period, shows it- self stronger than the orienting force.

The region of the testis immediately following the conjugation stage (farther cephalad) is composed entirely of cells in the zygotene bouquet stage (Fig. 1, Plate IV: Figs. 12 (/, 17, Plate V). Throughout this period the chromatin bands show a light longitudinal line with the deeply staining chromioles symmetrically arranged along both sides. There is no indication of an actual fusion of the conjugants in Hersilia. The "nuclear cap" and nucleolus are very prominent in the bouquet stage; but in the older cells, that is, in those nearer the maturation zone, the nucleolus decreases in size and the "nuclear cap" loses to a great extent its affinity for Heidenhain's haematoxjdin.

The end of the bouquet stage is marked by the loss of the polar orientation of the chromatin bands, which, instead of remaining loops, often show a sharp angle either at or near the middle of theii- length. Soon the conjugants begin to separate from each other along the light longitudinal line. This process is illustrated in Figures 19—21 (Plate V); it may begin at one or both ends of a pair, in which cases it opens out

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 41 3

into a V or an X, or the ends may remain in contact and the pair sepa- rate along their length forming a ring. The variations in the forms prodnced by the separating conjugants seem to be unlimited, although the ring form (r, r, Fig. 21) is most probably the primary type and that which is found, ahnest without exception, in the oögenesis. In rare cases, this ring form is and remains the prevaihng type in the spermato- cytes, as ilkistrated by Figure 24 a— &, where there are seven ring tetrads. The strepsistene threads are shorter and thicker than were the leptotene threads during the conjngation period. In Hersilia, there is no twisting of the conjugants about one another; and, since they separate along the plane of conjugation. which is visible during the entire bouquet stage, there is no evidence that an exchange of segments takes place.

In condensing, the strepsistene threads form tetrads i) of various forms, shown in Figures 23—25 (Plate V) and Figures 29 and 50 (Plate VI). These variations depend mostly upon the connections which remain between the separating threads. Vom Rate ('92, p. 114), in his study of various marine Copepods, Calanus and Euchaeta, remarks upon the striking difference between the chroniosomes of the primary oöcytes and those of the primary spermatocytes in the same species. The same is true for Hersilia: in the oöcytes, the tetrads being in ring forms or paired parallel rods (Figs. 50, 51, Plate VI), while in the spermatocytes, rings, crosses and long rods with knobbed ends are found, the last nien- tioned form being that most usually niet with (Fig. 29, Plate VI).

Textfigures D—H illustrate in a semi-diagrammatic way the evolu- tion of the tetrads in both sexes, the "Querkerbe" being indicated by an asterisk (*). As previously stated, the double zygotene bands, before separating in the strepsinema, often come to a sharp angle at or near the middle, and it is quite probable that this is an indication of the linin bridge which later forms the "Querkerbe". Figure D 1 shows a zygotene thread beut at the middle; the components separate along their length, the ends remain in contact (Fig. D 2, D 3). The chroniosomes broaden and split lengthwise and one point of contact (left, Fig. D 4) broadens. The further condensation to the form of a ring tetrad, such as is usuaUy found in the oöcytes, is represented in Figures D 5, and DQ. The "Quer- kerbe", as a light transverse line across the middle of each chromosome

1) The terms "tetrad'- and "di-tetrad" are both iised by the author in the same sense, to designate the chi-omosomes of the first spermatocyte or first oöcyte, since the tetrads of Hersiha are compoced of two longitudenally spUt chroniosomes and are not actually composed of eight parts as indicated in the work of Matschek. The Quer- kerbe is merely an internal differentiation of each of the components of the tetrad.

414 Sidnej' I. Kornhauser

would be Seen best in a polar view of the equatorial plate (Fig. 49, Plate VI). In the spermatocytes, the ring (Fig. D 4) generally re- niains in contact only at the broad end, and the other end opens ont gradually to form a rod-shaped tetrad. This is diagrammatically showu in Fig. D 7—9, and ad naturam in Figures 23 d—f, 2bli (Plate V) and Figure 29 (Plate VI). As in Aniphiscejja Uvitatta (Kornhauser '14), the ring in opening out (Fig. 23 e) sometimes shows linin fibers be-

Textfigures D— H.

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Fig. D.

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Fig. E.

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Fig. F. Fig. H. Fig. G.

Diagrammatic representation, showing the formation of tlie various types of telrads in Hcrsilia.

tween the diverging ends. Rod-shaped ditetrads (Fig. D 8, 9) are also formed when sister chromosomes separate in the strepsinema along their entire length (Fig. 20, vertical pair), then shorten and spht longitudinally (Fig. 22, Plate V). The "Querkerbe" can never be seen as a hght transverse line until the chromosomes are fully contracted, it being merely indieated by an angular bend in the thread.

Figure E represents a case similar to that shown in Figure D, except that here the angular bend in the thread is not at the middle. An example

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 41 5

of this sort is seen in Figure 21 (Plate Vj, to the riglit of the middle, partly covered by the strepsistene thread (r.), which lies trans- versely in the nuclens. The Separation of the components and their contraction is shown in Fignre E 2, 3 and 4, the latter being based on such pre-tetrads as those in Figure 23 &, c. In the oöcyte, the further condensation of the chromosomes (Figs. E 5—6) would result in a tetrad with the "Querkerbe" nearer one end (the right, in this case) than the other, when viewed in the evuatorial plate. Figures E 7—9 show the production of the rod di-tetrad, the "Querkerbe" being nearer the ends than the middle, as in Figure 25 g. Such an asymmetrical tetrad is fig- ured by Agar ('12) for Lepidosiren (his Fig. 13 c, Plate XIII).

Various other forms of tetrads are met with occasionally in the niaturation spindles, and Figures F, G, and H show how they may arise. If the Separation of the threads in the strepsinema begins at both ends (Fig. 20, the transverse pair) and the chromosomes remain in contact at or near the middle, tetrads of X-form result (Fig. 23, h—j). The pro- duction of the type of tetrad shown in Figure 25 e from such an X-form is represented in Figure H. The two sister chromosomes, in contact with each other at the "Querkerbe", open out so that the two portions of each come into contact lateraUy. The "Querkerlje" itself is not to be Seen in such a tetrad, but it is certain from its form that whole chromo- somes separate in the first niaturation division. This type of tetrad reseml)les to some extent the butterfly tetrads of Nezara (Wilson '11) and Notoneda (BROwisfE '13). There are also two types of cross-shaped tetrads to be seen in the spermatocytes: those which stand upright in the spindle (Fig. 25 c, d), and those which lie sidewise in the spindle (Fig. 25, a, &). The former is diagrammatically pictured in Figure G; the latter, in Figure F. The cross in Figure i*" is, I belle ve, merely a modification of the four-parted ring tetrad; for in late prophases of the first spermatocyte division, one often finds forms which are intermediate between the ring and the cross form (Figs. F2, 25 a). By further conden- sation a cross would result. The upright cross is more difficult to under- stand, but a possible explanation is given through the form shown in Figure 25 c. This is represented in Figure G. The rod-shaped tetrad of the spermatocyte often shows at the middle a slight tendency toward cross f ormation (Fig. 25, h) ; and if the sniall lateral arms should increase in size, as in Syromastes (Gross '06), a cross would result showing a ver- tical and transverse light line, the interchromosomal plane (Figs. G 2, 3). It is most probable that the increase of the lateral arms would continue only until the "Querkerben", at which the chromosomes tend to bend,

Ärcliiv f. Zellforschung. XIII. 27

416 Sidney I. Koinhauser

were in coiitact (Fig. 6^3), and through further condensation the type in Figure G 4: would be reaclied.

Figures 24 a— ö, and 26 a— & picture two spermatocytes before the formation of the spindle. The former is unusual, for at this stage seldom more than two ring tetrads are to be found in the nucleus. The cell sho^^Ti in Figures 26 a— & is slightly more advanced than that in Figures 24 a—h. The chromosomes are fully Condensed and show neither the longi- tudinal division nor the "Querkerbe"; the cell membrane is no longer present, and the nucleolus has entirely disappeared; the "nuclear cap" is contracted or diminished in size to a small sphere, which shows a light staining center, as if it were liollow.

A count of the chromosomes in this cell shows that thii'teen are present. In as much as the normal number of chromosomes in the sper- matogonia is twenty-four and the primary oöcytes (Fig. 49, Plate VI) aU have twelve chromosomes, it is puzzling to understand why there should be thirteen here. This is, however, explained by the maturation divisions which show that in the male there is a peculiar pair of chromo- somes which do not behave like the autosomes.

B. Oöcytes.

The seriation of the stages in the oögenesis has been described in considering the structure of the ovary, and the minute details in the formation of the leptotene threads and the conjugation will be omitted, as it would be but a repitition of what occurs in the spermatocytes. Figures 45—47 (Plate VI) demoustrate the similarities and differences in the two sexes. The leptotene tlu'eads (Fig. 45) never assume the orderly arrangement toward the positive pole to the same degree as that found in the spermatocytes (Fig. 12 e). Thus the threads present a far more scattered and confused appearance, a condition which is also characteristic of the ceUs showing conjugation (Fig. 46); and on account this less orderly arrangement of the threads and the larger size of the of nucleus, the conjugants can be more easily seen and foUowed. In the middle of Figure 46, one sees a pair of threads which have conjugated along the middle but which are still separate at both ends; at the left is a pair which have begun the process of conjugation from one end. In this nucleus, besides the conjugants, there are completed 'double threads and wholly nnconjugated leptotene threads, — indicating a progressive Union. That the process is a progressive one is proved by the stages immediately following, in which all the threads are double. Concomitant with the conjugation of the leptotene threads are the union of the cyto-

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 417

plasmosomes (cpl, Fig. 45) to form a large "nuclear cap" (n.c.,Figs. 46, 47), and the fusion of the nucleoli {^ill, Fig. 45) to one of greater size (nlL, Fig. 46). Followiiig the boiiquet stage (Fig. 47), in which the doubleness of the threads is very apparent, come the stages which are not present in the spermatocytes. First there is a more orderly arrange- ment of the loops toward the positive pole, together with a narro-^ing of the chromatin bands, and the disappearance of their light longitudinal line, or conjugation plane. This is the beginning of the long period of growth in the oöcyte. The chromosomes gradually lose their compactness and staining power, forming indistinct, flocculent areas; the nucleolus increasesin size; and the "nuclear cap" breaksup into cyto-plasmosomes which are very conspicnously seen against the nuclear membrane (shown on a small scale, Fig. 3, Plate IV). The chromosomes are not again visible until the oöcyte has completed its growth, then they come into view as strepsistene threads, such as figured by Krüger ('11) iov Ccmtho- camptus (his V\gs. '6 a—h, Taf. VII). In Hersilia, the chromioles are so large and the connections between them so inconspicuous that they look like chains of beads. The strepsistene threads contract to form double rods (Fig. 48, Plate VI), which often show an angular bend at the middle (the upper pair, Fig. 48) and always have granules between them which stain more deeply than the chromatin itself in iron-haematoxylin. The exact nature of this substance is not at aU clear ; but it is probably the same substance that exists between the components of the tetrads of the metaphase plate, as can be demonstrated by staining Flemming material with crystal violet and alizarin, and then decolorizing until the chromosomes retain only the alizarin. A band which stains a deep violet can then be seen between the chromosomes, and the points of attach- ment of the spincUe fibers have the same color (Fig. 51, Plate VI).

The stages following that shown in Figure 48, — namely, the f urther condensation of the chromosomes, the disappearance of the germinal vesicle, and the formation of the spindle — are hidden by the deep stainability of the entire region in which they take place. This phenom- enon has been described by j\L\tscheck ('10, p. 78) for Diaptomus. In the equatorial plate (Fig. 49) are twelve chromosomes, eleven with a "Querkerbe", which in several cases is nearer to one end, and one chromosome (s.) without a "Querkerbe". Seen in lateral view (Fig. 50, Plate VI), the chromosomes are in the form either of rings or of parallel rods. At the right in Figure 50 is a ditetrad comparable to that shown in Textfigure Eö, in which the "Querkerbe" does not divido the chromosome into two equal segments.

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418 Sidney I. Kornhauser

VII. The Spermatocyte Divisions.

In contrast to tlie primaiy oöcyte metaphase (Fig. 49, Plate VI) in Avhich the chromosomes are easily counted, tlie metaphase plates of the primary spermatocytes present great difficulties. This is understood when one views the spindle lateraUy (Fig. 29, Plate VI). Here the chromosomes are of such a varied form — long rod-like forms with thickened ends, ring forms as in the oöcyte, and single rods lying with their long axes in the equator — that it is almost impossible to make an accurate count of the number, unless the plate is viewed exactly f rom one of the poles of the spindle. Twenty-three such plates were dr&vm : in seventeen cases thirteen chromosomes were present (Fig. 27, Plate V), and in six cases twelve chromosomes (Fig. 28, Plate V) were counted. As later stages show, this Variation is due to the conjugation or lack of conjugation (in about three-fourths of the cases) of a pair of chromo- somes (h, h, Figs. 29—32), which lag behind in the anaphase. AVhethcr this pair of chromosomes is exactly comparable to tHe paired "sex-chro- mosomes" is an open question; but, in their behavior during the matura- tion divisions, they do resemble the hetero-chromosomes of RhaMitis (BovERi, '11; Schleif '11), and certain Coleoptera and Diptera described by Stevens ('08; '09). In Rhabditis there are six tetrads in the primary oöcyte, whereas in the primary spermatocyte metaphase there are seven chi'omosomes, — five tetrads, and two diads, the hetero-chromosomes. Schleif found also that the hetero-chromosomes were occasionally joined to one another, so that six tetrads, as in the oöcyte metaphase, could be counted. These hetero-chromosomes in RhaMitis are evident in the growth period where they are more compact than the autosomes and in contact with the nucleolus. In Hersilia a search for the hetero-chro- mosomes in the growth period was unavailing; the only indication of anything unusual in the chromatin bands was the precocial Separation of a pair of conjugants before the end of the bouquet stage, and this was found in only three cases.

Figure 30 represents an early anaphase. The autosomes separate reductionaUy, whole chromosomes transversely marked by a "Querkerbe" passing to the poles. The hetero-chromosomes {h, li), each attached to both groups of separating autosomes, lag behind. A stage some- what later, which is even more striking, is shown in Figure 31. Cells in this condition are not at aU uncommon, in fact they are far more plentiful than metaphase or telophase figures, indicating that the lagging of the hetero-chromosomes is a phenomenon of considerable duration. Owing to the Variation in form, it was not possible to establish a morpho-

A Cytological btiuh- of the Senii-pararitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 419

logical difference between tliese two chromosomes. The stout fibers passing from them to the sister groups of chromosomes are very notice- able; the position of the hetero-chromosomes in relation to the spindle is very variable — at times one or both lying with their longitudinal axis transverse in the spindle, and again parallel to the spindle, showing indications of a "Querkerbe". Figm'e 32 points out that the "hetero- chromosomes" do not divide in the first maturation mitosis, but that they separate reductionally like the autosomes, one passing wholly to each second spermatocyte. [In the cytoplasm of Figure 32 (also Figs. 28, 29) is Seen a dark body, which is probably a portion of the "nuclear cap".] In this stage the fibers from the hetero-chromosomes to the opposite group of chromosomes is still visible.

The division of the cell body of the primary spermatocyte into second- ary spermatocytes is not necessarily concomitant with the Separation of the chromosomes into two groups. In fact, the division of the cyto- plasm may not occur at all — two interkinetic spermatocytes or two second spermatocyte spindles (Figs. 37, 39) being found often in one cytoplasmic mass. The other extreme is shown in Figure 38. Here the cell body has evidently divided while one of the lagging hetero-chromo- somes was stiU in the equator. The hetero-chromosome is seemingly held fast by the newly formed membrane between the sister spermato- cytes, and is attached to both of the sister groups of chromosomes, which have arranged themselves for the second spermatocyte division. Two clear cases, such as illustrated in Figure 38, came under my Observation; and, I believe, that it is not unlikely that such irregularities in the dis- tri])ution of the chromatin, as this would })ring about, may be associated with the occasional appearance of a hermaphroditic individual. A further consideration of this point and a description of a hermaphroditic sex gland (Fig. 4, Plate IVj will be found on pages 435—436.

In the interkinetic period (Figs. 33 a—h), the chromosomes do not enter into a net-work but remain plainly visible. The forms assumed by the chromosomes, are of interest; for on similar figures in the oögenesis of Cyclops hrevicornis, Haecker ('02; '04; '07; '10) founded his theory of "Interkinetic Symmixis through Permaitation".

BRA.UN ('09) and Matscheck ('10), from their observations on Cy- clops viridis, have ah'eady raised objections to the facts upon which this theory Stands. Hersilia presents still further objections. Although the longitudinally split chromosomes of the interkinetic nuclei usually remain in contact only at the "Querkerbe", this does not always produce sym- metrical X-figures, for the "Querkerbe" may be nearer one end than

420 Sidney 1. Kornhauser

the other (Fig. 34 «). If now there shoukl be an exchange of portions of the split chromosome, the two short arms would have to fuse and separate themselves froni the two long arms. Thus would arise a raarked variability in the sizes of the chromosomes from one generation to another, and this we know does not exist. The presence of X-, Y-, and V-forms (Fig. 34), all in the same nucleus, and the single chromosome (s, Fig. 35) without a "Querkerbe" argue against symmixis by permutation, which would be possible only if symmetrical X-forms were produced in the interkinetic period.

The metaphase plates of the second spermatocyte division (Fig. 35) contain twelve chromosomes. In contrast to the first spermatocyte division, counting is not at all difficult, owing to the fact that the chromo- somes (Fig. 36), longitudinally split, lie with their long-axes in the equator, and in such a flat plate, that all can be seen without changing the focus. Eleven of the chromosomes (Fig. 35) show a "Querkerbe", which in at least two is situated nearer one end. The twelfth chromosome (s) is Single and homologous to that seen in the oöcyte (s., Fig. 49). Figure 37 shows two sister metaphase plates in the same cytoplasmic mass — their spindles being parallel. Fach plate contains twelve chromosomes. ^\Tieth- er separated or still united, sister second spermatocytes were always found in the same stage. In the division of the second spermatocyte which separates the halves of the longitudinally divided chromosomes equationally, one chromosome is noticeable, which, although split length- wise, lags behind the others (h, Fig. 39); and there are distinct fibers passing from this chromosome to the two groups of anaphase chromo- somes. In Figure 40 is seen a later condition, which is a stage of long duration, judging from the frequency with which such figures are seen. The fact that such a lagging chromosome is found without exception in the anaphase stage of the second spermatocyte division, and always in the same condition in sister cells, points out that we here have to deal with a definite chromosome different from the autosomes. From its behavior in the second maturation mitosis, it may most probably be identified with the lagging pair of the first spermatocyte (Fig. 31), one of which passed to each of the second spermatocytes (Fig. 32). In Hersilia, we have a case comparable to that of the Diptera and Coleoptera (Stevens' 08, '09), namely, a Separation of the hetero-chromosomes in the first spermatocyte mitosis, and a halving of them equationaUy in the second mitosis. The lagging chromosome of the second spermato- cyte (Figs. 39, 40) is not the small single chromosome of Figure 35, which, being morphologically unlike the others and resem])ling the hetero-chromo-

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 421

somes of Cyclops in size, miglit iiaturally be expected to be different from tlie larger chromosonies ; but it is one of the larger individuals and often shows a "Querkerbe", especially when seen in lateral view in the second maturation division, with its halves joined to the two autosome groups, and in contact with each other at one end (Fig. 40).

Figure 41 represents a spermatid shortly after the division of the cytoplasni of the second spermatocyte. The hetero-chromosonie lies beside the telophase chromosonies, which lose their identity in the forma- tion of the spermatid nucleus. As the nucleus increases in size, a light area appears in the cytoplasm and at one side of this area the hetero- chromosonie is located (Fig. 42). Such spermatids as that shown in Figure 43 indicate that the hetero-chromosonie is included in the growing nucleus, the nuclear membrane forming last in the region of the light area. A similar case to this was found in the Coleop- teran Haltica by Miss Stevens ('09). In the further metamorphosis of the spermatid. no evidence as to the presence of the hetero- chromosome could be found.

VIII. The Chromosomes of the Cleavage Cells and Primordial Germ Cells.

A. Cleavage Cells.

In the cleavage cells of Hersilia twenty-four chromosonies can be counted. Figure 52 pictures a metaphase (equatorial) plate of the third cleavage stage. The chromosomes are of varied form, long, and niuch larger than those of the spermatogonia and oögonia. In the rod forms the "Querkerbe" could sometimes be plainly seen; but the V-forms with only a thin Strand connecting the two arms at the apex, were more numerous than rod forms, and this thin Strand is doubtlessly equivalent to the "Querkerbe". Agar ('12) found these V-shaped chromosomes with connecting bridge to be the niost usual type in the embryonic tissues of Lepidosiren. In Figure 52 are also to be seen those chromosomes in which the "Querkerbe" is not located at the middle and in form they generally look like "L's". The small single pairs are difficult to recognize, although most probably they are the shortest pair of rods, lying in the Upper left of the figure. In the further development of the embryo, the chromosonies retain the same form exhibited in the early cleavage stages, but are smaller and more difficult to count. In the blastula (correspond- ing to the stage following that shown in Figure 53) twenty-four chromo- somes could be counted in the dividing blastomeres. The results on Hersilia agree with those of Amma '(11) for many Copepods, as regards

422 Sidney I. Koriüiauser

the constancy of the normal niimber of chromosomes in the development of the individual; and with the observations of Agar ('12), as to the presence of a "Querkerbe" in the mitoses of the embryo.

B. Primordial Germ Cells.

In the Wastulae (Fig. 53) and gastrulae the two large primordial gerni cells (ug.) remain quiescent; but the chromosomes. instead of enter- ing into a network, remain compact, — in fact, they stain as deeply and clearly as chromosomes in mitosis. Counts of such cells (Fig. 54) were not difficult and gave the normal number, twenty-four. The chromo- somes are longitudinally split and show also a "Querkerbe", so that they often appear as tetrads. Amma ('11) found in the primordial germ cells of Cyclops fuscus (var. distincius) eleven chromosomes, and in Cyclops strenuus, twenty-two chromosomes, all longitudinally divided and show- ing a "Querkerbe". He stated that Schiller's figures of tetrads, pre- sumably brought forth by cutting the egg sacks (Schiller '10, Fig. 40, p. 591), were similar to those found in normal material. Hersüm certainly Supports Amma's contention, for a longitudinally spht chromosome with "Querkerbe" appears in the form of a tetrad, and, ^\]len division is de- layed, as in the interkinetic phase of Hersilia (Figs. 33 and 34), the halves of the chromosomes remain in contact at the "Querkerbe" and open out to form X-figures. In experiments dealing with the effect of ether and Chloroform on the cleavage chromosomes, Schiller represents X- forms very frequently and describes them as tetrads. It is not improb- able that these are merely normal, longitudinally split chromosomes, delayed in mitosis through the effects of the narcotics upon the spindles, and are not comparable to the tetrads of the fü*st maturation division.

IX. Discussion.

A. Form and Number of the Unredueed Chromosomes.

The results on Hersilia go to show that the diploid number of chromo- somes appears in the spermatogonial and oögonial mitoses and the haploid number in the meiotic spindles. This fact, while agreeing with the mat- uration phenomena in general in both animal and plant kingdoms, comes into conflict with a great many of the previous works on the Copepods. These works may be classified under two categories: 1) those maintain- ing that the reduced number of chromosomes are present in either the oögonial or the primordial germ cells (Haecker '95 b; vom Rath '95;

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 423

Matscheck '10), and 2) those describing the same (unreduced) nuniber of chromosomes in the spermatogonia or oögonia and in the metaphase plates of the first spermatocytes or oöcytes (Ishikawa '91 ; Steuer '03), the reduction in number taking place in the second niaturation division. But in the above noted works, neither sufficient proof nor convincing figures of the chromosome relations, as described in the text, were given to establish these exceptions, The oöcyte or spermatocyte plates are figured, for they are clear and more nunierous in Copepod material than good diploid groups.

Agreeing with Hersilia, we have the \Yorks of Krimmel ('10) and Chambers ('12). giving metaphase figures showing that the diploid chromo- some number is present in the spermatogonia and oögonia, while Krimmel ('10) and Amma ('11) extend the facts to the primordial germ cells which also have the unreduced number of chromosomes. Not only is it certain that the diploid number of chromosomes are present in the spermato- gonia, oögonia, and embryonic cells: but it has also been demonstrated that they show the presence of a "Querkerbe".

The author's observations on Hersilia and Diaptomus coeruleus are supported by the results of Krimmel ('10). Agar ('12) worting on lepi- dcsiren has treated the subject so thoroughly that the present work can add httle to his. He has shown that the transverse constriction or seg- mentation for a given chromosome is a constant structure in a definite Position; and that it is not produced by the union of two chromosomes nor is it the point of Separation in the meiotic phases or embryonic deve- lopment. He has also pointed out that Haecker's ('10) theory of Teleu- tosyndesis can not explain the presence or meaning of the "Querkerbe".

Even though it l)e somewhat monotonous to find one Single method of niaturation (parasyndesis followed by hetero-homeotypic division), yet the theory of teleutosyndesis is too weakly grounded to aid in under- standing the niaturation phenomena. This theory demands that the homologous maternal and paternal chromosomes unite in pairs, end to end (the "Querkerbe" being the only evidence of such a union), and in niaturation pass through two longitudinal (equation) divisions. Each chromosome of the gamete is half maternal, half paternal. In the forma- tion of a ncAV individual, the chromosomes which are brought together by a union of two germ cells must show a "Querkerbe", which in the later development of the organism (earliest, in the formation of the sex glands) must disappear through the complete fusion of the maternal and paternal components of each. If the "Qerkerbe" is fornied by metasyndesis in the growth period, then the oögonial and spermatogonial chromosomes

424 Sidney I. Kornhauser

niust not sliow such a structurei). This is contrary to the facts brouglit forth in the study of Diaptomus, Hersüia, and Lepidosiren. It would also be difficult to understand how the "Querkerbe" could be nearer one end than the other, since it is well known that, with the exception of hetero-chromosomes, the homologous chromosomes which conjugate are always of equal size. Then, too, there would be no syndesis for the chromosome without "Querkerbe", such as the small pair in Hersilia.

The possibility that the normal number of chromosomes is reduced by an end-to-end union in the primordial germ cells also encounters difficulties, in as mucli as the spermatogonial and oögonial chromosomes would have to appear in reduced number and with "Querkerbe". The faet that, in Cydops fuscus var. distinctus (Amma '11), in Diaptomus coeruleus (Krimmel, '10) and in Hersüia, tlie normal number of chromo- somes with "Querkerbe" have been found in the primordial germ cells speaks against this supposition. We have no evidence that a reduction of the chromosomes occurs in the primordial germ cells.

It must be admitted that our knowledge as to the origin or signifi- cance of the "Querkerbe" is as yet very incomplete. Not in the Cope- pods alone, however, is such a transverse suture seen; but it occurs also in other groups of animals of which the following are examples: Ascaris canis (Marcus '06); Creseis (Zarnik '11); and Lepidosiren {Agar '11, '12). This light staining crossband in the chromosome, be it a bridge of linin or other substance, is at any rate a constant structure and adds to the evidence that the chromosome is a complex individual. If one examines figures of the second maturation divisions, where the "Querkerbe" is usually most clearly seen (the chromosomes lying with their long axes in the equator), one can he assured that the "Querkerbe" is not a mere Chance break in the chromosome brought about by the fixing agent, but is a part of the structure of the chromosome itself. One might assunie that the "Querkerbe" has originated in the phylogenetic development of the Copepods by the permanent union of the chromosomes in pairs, but against this proposition is the fact that such a "Querkerbe" is also found in the Calanids, the most ancestral of the present-day Copepods.

B. Syndesis and the Maturation Divisions. As noted in the introduction (pp. 400—401), the copepods have been bound up with the question of equation and reduction divisions, since

1) Haecker ('10, Y>. 190) says: "Dagegen haben wir bei der Entstehung der Go- naden und speziell in den ovogonialen und spermatogonialen Teihmgen bis jetzt keine sichei-e Andeutung einer Querkerbe angetroffen."

A Cytologica Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodifr)rmis etc. 425

cj^tologists first considered tliese phenomena. To say that there is a pseudo-reduction of tlie chromosomes^) of the primary oöcyte or sperma- tocyte, brought about by the segmentation of a spireme into half the normal iiumber of bands, is wholly incomprehensible in the modern light of gametogenesis. None of the recent investigators have shown that such a spireme is ever formed in the production of the spermatocytes or oöcytes. In Hersilia it has been demonstrated that there is a definite series of stages leading up to the formation of double chromatin bands in reduced number. The Icptotene threads gradually evolve from the network following the ultimatc spermatogonial mitosis; these become regularly oriented toward the positive pole of the nucleus in the leptotene bouquet stage. Following is the period of conjugation and the production of the double threads of reduced number which soon become oriented as the zygotene bouquet. That the seriation of the stages is topo- graphical in the testis of the Copepods eliminates the objections which the opponents of parasyndesis have so often made, — namely, that the seriation was a product of the author's mind and did not necessarily exist in nature. In the very first work on Copepod sper- matogenesis, that of Ishikaw^a ('91, Figs. 1—22), with a magnification of only 850 diameters, we find practically a perfect seriation in the stages figured. Haecker ('02) remarks as to the schematic seriation^) of the stages as found in the testis of Heterocope. Hersilia is an object even more favorable that Heterocope, on account of the form of the testis, a long narrow tube.

On the other hand, the early stages in the growth period of the spermatocytes and oöcytes of the Copepods do not generally allow of good fixation, there being usually considerable shrinkage of the chromatin. It is to be regretted that the Schreiners ('06a, '09b) have never pub-

1) Matscheck, p. 99): »Die wirkliche numerische Reduktion der Chromosomen erfolgt, wie ich mit Rückert, Haecker imd vom.Rath annehmen möchte, bei den Copepoden dmxh unvollkommene Segmentiermig des ClKomatiniadens, indem der letzte Querteilungsprozeß unterbleibt oder nicht ganz durchgeführt wird und so zwei- wertige oder bivalente Segmente entstehen (Pseudoreduktion, Rückert; Schein- reduktion, Haecker). «

2) Haecker ('02, p. 30): »Ich glaube sagen zu dürfen, daß die im Beginn der Fortpflanzung stehenden Hekrocope-Wännchen, wie sie im Titisee hauptsächlich im Juni erbeutet werden, mu' hinter wenigen andern Objekten zm'ückstehen düj-ften, was den einfachen und übersichtlichen Bau der Hoden, die geradezu schematische Auf- einanderfolge der Stadien und die Größe und Schönheit der Kernteikmgsbilder an- belangt. «

426 Sidney I. Kornhaiiser

lished figures of their results ou Euchaeta nonvegica^), in whicli tliey found a parallel conjugation. They claim (Schreiner's '06b), froni th-eir own experience, that the material is a difficult one, and that it is not surprising to find that, in the earlier investigations of Haecker, vom Rath and Rückert, the conjugation of the chromosomes was over- looked. They state further that the older observations can not be used as an argunient against theu* results and those of Lerat on Cydops sirenuus. McClendon ('10) has shown that a parallel conjugation of the chromosomes exists also in the parasitic Copepod, Panäarus. Thus, in four widely separated types: (1) EucJiaeta nonvegica, a marine Calanid; (2) Cyclops stremms, a fresh-water Cyclopid; (3) HersiUa apodiformis. a semi-parasitic Hersiliid; and (4) Panäarus sinuatus, a parasitic Caligid, — the process of parasyndesis has been shown to take place.

After these discoveries, we can scarcely speak longer of a "primary" and "secondary" longitudinal division of the chromosomes of the first maturation spindle. The "primary" longitudinal division is rather the plane of conjugation of two chromosomes; and, in the spermatogenesis of HersiUa, it has been shown that the chromosomes come apart along this plane and usually straighten out into long rods, which remain connected at one end and stand vertically in the spindle (Fig. 29, Plate VI). The "secondary" longitudinal division is the real and only longitudinal division of the chromosomes, and is the plane of Separation of the chromosomes in the second maturation division (Figs. 35, 36, Plate VI). HersiUa is in complete agreement with the classical work of the Schreiners on Tomopteris, and a clear case of the hetero- homeotypic method of maturation.

C. Chromosomes and Phylogenetic Relationship.

The question whether the chromosomes can be used as an index to the phylogenetic standing of closely related species or genera has been most admirably and instructively discussed during the past year by Federley ('13). Likewise Miss Browne ('13) has reviewed the subject very thoroughly in a consideration of the possible homologies between

1) The marine Calanids, as Euchaeta and Calanus, and the fresh-water Cyclopidae, according to ijersonal investigation, are the niost difficult of Copepod material. The former have in the reduced number no less than sixteen or seventeen chromosomes, and in the latter almost invariably come large shrinkage spaces, as shown in Lerat's figures. Thus, it would seem that either the smaU males of semi-parasitic or parasitic species, with thin cuticula, or the males of large parasitic species fi-om which the sex glands coiüd be dissected before fixation, such as Panäarus or Ceeropes, would offer far better material.

A Cytological Study of the Semi- parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 427

the chromosomes of the various species belonging to the genus Notonecta. Federley shows that, whereas there may be a general riile which holds that, m a series of related foriiis, the niost primitive (oldest phylogenetic- ally) have the largest number of chromosomes and the most speciahzed (yomigest phylogcnetically) the smallest number, yet such a rule would not be without exception. The genus Pygaera is such an exception, the series there being just the reverse of such a series as Braun has con- structed for the genus Cydops. Miss Browne also points out that, while in a majority of cases the chromosome number in closely related species er varieties does not show a wide fluctuation, yet there are many exceptions to this rule, such as the various forms of Cydops viridis (Chambers '12 b) and Thyania custator (Wilson '07). Such wide differ- ences in chromosome number can hardly be accounted for either by a fusion of the chromosomes to form complex chromosomes, such as the "butterfly-form" tetrad of Nezara (Wilson '11), or Notonecta (Browne '13), or by the segmentation of a multiple chromosome, such as the long pair in Tachea hortensis (Baltzer '13).

A comparison of the chromosomes in the biserial arrangement of the European Cydops viridis (Braun '09) with those of Cydops viridis var. parcus (Chambers '12a, '12b) shows that it is quite impossible to explain the reduction of six in the European form to three in the American variety (or species) by a process of fusion. Certainly there is less chromatic substance in the chromosomes of the latter. Our ideas of chromosomes are mostly bound up with a material basis for inheritance. As Federley ('13) has Said, it is their stainability which has brought them to our atten- tion; yet their behavior, not only in mitosis and gametogenesis, but also in hybridization and other experimental studies, proves that they are individuals and that the theory which designates them the bearers of heredity is no fanciful idea. The ideas of Boveri are generally accepted — that a complete set of chromosomes must be present in order that a complete individual may develop. Yet we are almost totally in darkness when we consider such a specific example as the foUowing: "Why is it that it requires eleven chromosomes (haploid number) i) for the produc- tion of an individual of Cydops strenuus, and only two to bear all the determiners necessary to produce an individual of Cydops viridis var. hrevispinosus (ChAMBERS '12 a)? Both are members of the sanie genus and one possesses all the organs borne by the other. There seem to be but two methods by which we can attempt an explanation: (1) either

1) The haploid mimber is given heie, because it is generally accepted that each gamete brings in a complete set ol: determiners.

428 Sidney I. Kernhäuser

we niust lay less importance on the material composition of the chromosonie and say that the size of a chromosonie is no indication as to the number of determiners it bears, viz. that in one species (as C. viridis var. hrevispi- nosus) a given chromosome can bear as many determining substances as two or three chromosomes eqiially as large in another species (as C. strenuus); or, (2)weniustconsiderthatthe chromosomes in phylogenetically recent forms carry merely the specific or varietal determiners and per- haps the sex determiners. The latter proposition demands that, outside the chromosomes (in the cytoplasm or other constituents of the cell), lay the determiners w"hich roughly guide and shape the development of the organism so that, let us say, a Copepod must result with the characters of a member of the genus Cyclofs, bnt along with this development come the effect of the chromosomes which tend to the finer details and settle to which species this Cyclops shall belong. If this be true, then there would be little chance of finding many homologons chromosomes even between species of one genus or the species of nearly related genera of highly specialized organisms. Theeliminationof themajorityofthepata'nal chromosomes in sea-urchin crosses (Baltzek '10), and the failure of the majority of chromosomes to conjngate in the germ cells of Lepidoeteran hybrids (Federley '13, '14) would stand in favor of such a view.

As to when or how the generic determiners become located outside the chromosomes, little can be said. Braun ('06) and Matscheck ('Ol) described micro- and hetero-chromosomes (loc.-cit. p. 432) for various species in the genus Cyclops. These are usually much smaller than the tetrads, are sometimes paired, sometimes unpaired, and seldom show a "Querkerbe". Matscheck describes the hetero-chromosome in Cyclops vernaUs as sometimes being present and sometimes absent. Both of these authors consider the hetero-chromosomes oiCyclops, not as sex-determiners, but as stages in the disappearance of chromosomes. Whether this gradual diappearance (?) of a chromosome is connected with the transfer of deter- miners to other constituents of the cell must remain an open question.

If thcn we find it impossible to homologize the chromosomes of closely related species and genera, is there still something distinctive in their form or size which may be of use from a systematic standpoint as, for example, the complex hexad or octad occurring throughout the various species of certain Orthopteran genera (McCluxg '08), or the large curved pair of chromosomes met wdth in so many Homopterans (Stevens '06; BoRiNG '07, '13; KoRNHAUSER '14)? In a comparison of the spermato- cytes of insects, a certain character in the form of the chromosomes and spindle is distinctive of each of the larger sub-divisions, under which

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 42 9

the insects are classed. The large cells and long curved chromosomes of Orthopterans ; the shorter, thick, clear cut chromosomes of the Hemi- ptera; the sniall spherical chromosomes of the Lepidoptera; and the numeroiis minute chromosomes of the Hymenoptera: each is character- istic for its order. Should a cytologist, well acquainted with the sperniato- cytes of the various Orders of insects, receive for examination a species, which through parasitism had lost the morphological (somatic) characters of the order to which it belonged, could he determinc in which order it should be placed from an investigation of the spermatocytes? Were the niembers of this order well known cytologically, the question would prob- ably be answered in the affirmative.

Problems of this nature are far niore nunierous in a consideration of the Copepods, the majority of which are either parasitic or semi-para- sitic and the systematic relationship of the families to one another and to the free-swimming forms is often but a matter of conjecture.

D. The Classifleation of the Copepods.

The Copepods must be looked upon as a highly successful group of organisms, plastic and capable of living under the most diverse conditions: as free-swimmers in salt and fresh water, as commensals or semi-parasites, or as total ecto- or ento-parasites. In the phylogenetic history of this group, parasitism has certainly been entered upon more than once, so that the various Copepod parasites belong to widely separated sub-divi- sions of this order. Even in the Harpacticoida, which to the present time have been known only as free-swimmers, a parasitic species, Uving on the gills of the common land crab of Jamaica, has been described by Professor Chakles Wilson ('13). This investigator has discussed the Classification of the Copepoda in a most instructive manner (Wilson, Chas. B., '10). In accepting the Classification of Sars ('10)^), h :• points out the weaknesses of all the previous methods of sub-dividing this order; and shows that, while the first antennae are the most conservative organs, yet neither they, nor the mouthparts, nor the body form, all of which

1) From Chas. B. Wilson ('10, p. 619), "We have the order Copepoda sub-divided into seven sub-orders: "1. The Calanoida, free-living and pelagic; 2. the Harpacticoida, also free-living but demersal ; 3. the Cyclopoida, partly free-Uving and fresh-water spe- cies, partly commensals and messmates with other animals, partly parasitic; 4. the Notodelphyoida, semi-parasitic and living upon ascidians and similar animals; 5. the Monsirilloida, partly parasitic and partly free; 6. the Caligoida, parasitic upon fishcs, moderately degenerate.and with some freedom of motion; 7. the Lernaeoida, fish para- sites, strongly degenerate, fixed in position, and with marked sexual dimorpliism.'-

430 Sidney I. Kurnhauser

shape themselves to the enviroiiment in which the animal is placecl can be used as an absolute criterion in Classification.

Let US examine, for instance, the discussion over the position of Hersilia, which is a typical semi-parasitic form. Hersilia apodiformis was first described and named by Philipp: in 1839. The new genus, he considered, would fall between the genera Peltidium and Sapphirina. Later Kossmann ('75) described anew this same animal, giving it the name Clausidium testudo, nov. gat., nov. sp., and placing it on account of its body form near Artotrocjus and Asterocheres, genera found on Echino- derms. The latter work called forth a contribution by Claus ('75) against Kossmann's new genus and species and against the association of Hersilia (Clausidium) with the Asterocheridae, which have sucking mouthparts. Claus maintained that the mouthparts formed the most important character for Classification and considered Hersilia (which has mouth- parts intermediate between those suited for biting and those suited for sucking: small reduced mandibles, and long labrum) as probably originat- ing from the Peltiidae and assuming a form which mingied the characters of the Corycaeidae and Bomolochidae. In 1893 Giesbrecht published a consideration of the systematic standing of the HersiUidae, a family which had been constructed by Canu, including the genera Hersilia {Clau- sidium), Hersiliodes, Giardella and Nicothoe. Giesbrecht objected to Canu's association of this family together with the XereicoÜdae into a group separated from the Corycaeidae, Oncaeidae, and Lichomolgidae. He (Giesbrecht '93) held that the HersiUidae had their nearest relatives in the Oncaeidae on account of the sirailarity of the first and second antennae, the mandibles and maxillae of these two families.

The foregoing example is probably sufficient to illustrate the diversity of opinions which may arise, as to the importance of various morphological Units in taxonomy. Giesbrecht pointed out that, through a study of the ontogeny of parasitic forms, a better idea as to their relationship could often be obtained than from a comparison of adult structures. Pesta ('09) discusses Giesbrecht's Suggestion and also considers it to be of greatest taxonomic value to determine in which cyclopid stage the characters of parasitism first appear. As regards the large group of semi- parasites, messmates, commensals and free-swimmers with niouth parts transitional between those adapted for biting and those adapted for sucking, the group to which the Hersiliidae and the Corycaeidae beloiig, Professor Chas. Wilson ('IIb, p. 310) says: "Much more work must be done upon the ecology, morphology, and especially the ontogeny of the various families before any lasting suggestions can be made in the

A Cytolügical Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 431

SYStematization." In his paper on the development QiAchtheres(WiLSO's, Chas. B. 'IIa), he gives a table for the various groups of parasitic cope- pods, showing the comparative time in development spent in the egg, as free-swimmers, and as parasites.

The ontogenetic study, especially of those forms which are pelagic during the larval stages, involves great difficulties. It is perhaps not unreasonable to inquire whether or not the cytologist can aid the em- bryologist and systematist in a Solution of the problems presented. Will a comparative study of the chromosomes show such distinetive forms in the various larger groups of the Copepoda, as a study of the Inseeta has done? For example, could a cytological study decide whether the degenerate Chondrocanthidae belong in the third group, the Cyclopoida (Sars' Classification, footnote on p. 429), with the Corycaeidae and Erga- silidae; or in the seventh group, the Lernaeoida. degenerate tish parasites which the Chondrocanthidae resemble in their adult form?

A definite answer to this question can not at present be given, for, of the seven sub-orders of the Copepods, only three have been studied to any extent, and these only in a few genera. The first sub-order, the Calanoida, has been most broadly studied and here there are similarities to be found which are characteristic throughout this group. In the Copepod egg, the average number of chromosomes, the form taken by them in the germinäl vesicle at the end of the growth period, and the form in the first maturation spindle will, I believe, off er a basis for com- parison; and it is just these facts which are usually obtainable, the stages being of long duration. The structure of the gonads, the form of the "Keimpolster", the size of the germ cells, their spindle and nucleoli may be studied at the same time and aid in comparison. The possibility of such a comparative study presented itself to the author while examining the sexual elements of the most common free-swimming and semi-para- sitic Copepods of the Bay at Naples. The chromosomal differences were most striking. The work is at present only a begirming, but it is hoped that in the future a more extended and systematic account with size measurements of the chromosomes and germ cells may be published. The foUowing is a tabulation of the present data on the Copepods, but this data is still too incomplete to Warrant definite conclusions ; however, judging frora the Calanoida, it would seem that a broader study of the other groups, including their most characteristic f amilies, would not be without results.

In the tables the Classification of Sars (Footnote 1, p. 429) will be adhered to, and whenever possible the number of chromosomes in the

Archiv f. Zellforschnng. XIII. 28

432

Sidney I. Kernhäuser

primary oöcyte (haploid number) will be given, since these counts can

be considered most accurate.

[The number of chromosomes is indicated by the numerals following the name of the si3ecies, the word "chromosomes'- being omitted. Unless otherwise stated, they are tetrads of ordinary form. The authorities upon which the coimts are given are designated by the following abbreviations: Braun — B; Chambers — Ch; Haecker — H; Korxhauser — K; Krüger — Kr; Matscheck — M; McClendon — McC; RücKERT — R; vom Rath^ — v. R: Steuer — S.]

I. Calanoida

Calanus gracilis . . .

Euchaeta marina . . . Diaptomus denticornis

» salinus . .

gracilis . castor . . laciniatus coeruleus

sp.

Heferocope weismanni . Anomalocera patersonii

16

17 17

"I

17 17

16 14

8

16 16

large, in the form of rings, all practically the samc size. Before the spindle is formed they are also rings. K. large rings. K. M.

rings which are somewhat flattened in the ger-

minal vesicle.

M. — 16 R. Rings all of same size.

(14 + 1 composed of 3 rings, potentially 17) M.

M.

rings all of same size. ]\I.

dumb-bell shaped — a Japanese form described

by Ishikawa.

rings. R. M.

rings of equal size. v. R.

The Chief characteristics of this group are that the chromosomes appear usually in the number sixteen or seventeen, that they are large, practically all of the same size, and almost withoiit exception, ring-shaped both in the first maturation spindle and in the germinal vesicle tONvard the end of the growth period . So far no small chromosome without "Quer- kerbe" has been described in this group, and the only extraordinary chro- mosome is the multiple form composed of three tetrads which was found in Diaptomus castor. The Japanese Diaptomus (species not given) does not conform with the general type of the Calanoida either in the form or in the number of its chromosomes.

IL Harpacticoida.

Canthocamptus staphylinus 12

» irispinosus

Niiocra Inier nica . , .

11

all practically same size in spindle, in the form of parallel rods, not rings. In germinal vesicle, sometimes in the form of a cross or ring, but generally parallel rods. H., M., Kr.

[(2, large; 8, medium; 1, small: all with "Quer-

[ kerbe". Kr.

j small, without evidence of a Querkerbe in

(spindle. Kr. *

A Cytological Study of the Semi-iDarasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 433

In the Harpacticoida, in spite of the numeroiis marine and fresh- water species (Sars '11), few forms have been studi^d cytologically, so that it is impossible to State the main characteristics of this group. The average chromosome number of the known fornis is ten, whereas that of the preceding group is sixteen. The size differences are niore marked than in the Calanoida, and the double rod (characteristic also of Group III) supplants the ring-form tetrad of Group I. A study of the marine Harpac- tids would doubtlessly give a much better idea of this group, for the only fresh-water species so far studied nmst be looked upon as a highly specialized species.

III. Cyclopoida.

Cydops strenuus . . » insignis . .

» dybowskii .

» bicuspidatus

» fuscus . . .

)■- albidus. . .

» leuckarli . .

» serrulaius .

11 of eqiial size, double rods with Querkerbe. B., M. 11 as in strenuus. B., M. 9 of equal size. B., M.

size differences more marked than in previous

species — 4 large, 5 smaller. B., M., Ch. 7 of equal size. B., M. 7 of equal size. B., M. 7 of equal size. B., M.

(6 large and 1 pair of small hetero-chromosomes < < which do not divide in 2nd matiu-ation divi-

sion). B., M.

(6 + 1 impaired small hetero-chromosome show- phaleraius . . • J l ing "Querkerbe'' — divides oidy in 2nd matura-

tion di Vision). B., M.

of equal size. B., M.

Ch.

(1 large, 1 medium, 1 small) . Ch. Ch.

of equal size. B.

5 + 1 small unpaired hetero-chromosome without "Quer kerbe". B., M.

5 + 1 unpaired hetero-chromosome of medium size. B. Sometimes individuals show 6 + 1 un- paired hetero-cLromosome. M. or 5 + 1 small hetero-chromosome was present in about 1/2 the individuals studied. M. of equal size. B., M.

11 + 1 smaller pair without "Querkerbe". K. 1 large, 9 medium. Much smaller than in Hersilia. No "Querkerbe" could be seen in the oöcytes. K.

28*

»	viridis	6
»	viridis
	var. americanus	5
	var. parcus. .	5
	var. hrevispinosus	2
»	diaphamis . . .	6
»	prasiniis ....	^{
»	distindus. . . .	6.
»	vernalis ....	^{
»	(jradlis	3
Hersilia apodiformis . .	12

Lidiomolgus forjicula . . 10 •

Sapphirina sp.

434 Sidney I. Kornhauser

The chromosomes were seen only in the spenua« togenesis. In the spermatogonia are 16 — in size a graded series from larger to smaller. Though the chromosomes are much smalJer than in Hersilia, a "Querkerbe" is often plainly visible. In the bouquet stage of the spermato- cytes, the presence of a nuclear cap and nucleohis reminds one a great deal of the same stage in Hersilia. The maturation divisions also greatly .resemble those in Hersilia. K.

In the Cyclopoida our data is limited to the genus Cydops and three species belonging to three different families somewhat distantly removed from the Cyclopidae. In this group the chromosome niimber varies from twelve to two, and the average number is seven. Besides the ditetrads the frequent presence of small paired or unpaired hetero-ehromosomes usually withoiit '"Qnerkerbe is notable. In the germinal vesicle and in the first maturation spindle of Cyclops, the di-tetrads are in the form of parallel rods; and in the cleavage stages the chromosomes are long, in the form of V's or U's.

Cyclops phaleratus, a form which, in its structure, resembles the genus Canthocmnphis and is looked upon by Schmeil ('92) as a connecting link between the families Cyclopidae and Harpactidae, is an interesting species. The maturation division has been de- scribed by Matscheck ('10), who showed that the form of the chromosomes is more like the other Cyclopidae, but that the manner of fonning the polar bodies is exactly like that of the Harpactid, Canthocamptus.

Hersilia, Lichomolgus and Sapphirina must not be looked upon as close relatives of the Cyclopidae. They are all marine f orms ; the first two, semi-parasitic ; and the feniale of Sapphirina is usually found Avithin Salpa as a commensal or parasite. Hersilia shows certain resemblances to the Cyclopidae; the chromosomes, before entering the spindle of the primary oöcyte, are composed of two parallel rods (Fig. 48, PI. VI). This form may be kept in the metaphase (Fig. 51 ; Fig. 50 right hand side), or the pairs may form rings in condensing, resembhng those of the Calanids. In the cleavage stages the chromosomes of Hersilia are like those of the Cyclopidae, not short and plump like those of the Calanidae, The spermatogenesis of Sapphirina is, in a great many respects, like that of Hersilia. The similarity in the form of the chromosomes, the pres- ence of a nuclear cap and nucleolus may indicate a relationship between the Hersiliidae and the Coiycaeidae.

i

A Cytological Study of the Seiiii-parasitic Copepod, Hersilia apodiforinis etc. 435

IV. Notodelphyoida.

Observations in tliis group are very incomplete. The author has studied the testes of Notodelphys, Notopterophorus, and Doropygus. The structure of the testes and the form of the germinal elements are practi- cally the same in all three. The "Keimpolster" is located within the blind end of the testis itself (as in Canthocamptus; Haecker '95 a) and is surrounded by spermatogonia, and these spermatogonia contain an immense nucleolus. The cells are small and the ehromosomes of the maturation divisions very difficult to eount.

VI. Caligoida.

„ , . , o ( of equal.size; rinsr-form; parallel lods before

randarus simiatus . . . 8 < . ' . , , ,r ^

[ spindle IS lormed. McC.

Orthagoriscola mvricata . 8 like Pandarus. McC.

/\';-6j/e;i'a(?)(aDichelestid) 8 ring shaped. McC.

Mytilicola iniestinaUs , . 8 in primary spermatocytes. S.

The figures and descriptions of the ehromosomes of the types studied in the Caligoida allow of no generalizations. It is, however, worthy of note that the number eight is common to all the forms so far ihvcstigated.

Groups V and VII have not been worked upon from a cytological Standpoint.

E. The Hetero-chromosomes and a Gase of Hermaphroditism. On a slide of sections comprising a series of about forty males of Hersilia apodiformis, there was one individual cut sagittally which was very striking on account of the structure of the sexglands. Closer ex- amination proved the individual to be hermaphroditic. This, so far as the author has been able to ascertain, is the first case of intermal hermaphro- cütism found in the Copepods. Unfortunately this specimen was not carefuUy examined before sectioning, but was included with ordinary males which were always distinguished and separated from the immature females iinder low-power magnification. Its size is that of an ordinary male, and it possesses the large highly modified second maxiUipeds so characteristic of the male (p. 402), and used in holding fast to the female. The sex gland (Fig. 4, Plate IV) is a combination of testis and ovary. There is a "Keimpolster" like that of the testis, and foUowing this are the spermatogonia or oögonia, none of which show stages of active divi- sion. Then, in close succession, are typical zygotene bouquet stages with nuclear cap and nucleolus, an anaphase plate of a second spermatocyte mitosis, many spermatids and developing spermatozoa; and, in neighboring

436

Sidney I. Kornhauser

sections, matiire spermatozoa with long filamentous tails. The remainder and greater part of the sex gland is composed of typical oöcytes (compare with Fig. 3, Plate IV), which had ah-eady grown to a considerable size. Females just previous to the fmal moult and already much larger than the ordinary males show oöcytes which are not nearly so large as those of this small hermaphrodite.

Textfigure I.

Soma (S

ESp 'cy/-es Mefaphase

Soma j

At the left, normal speimatoiyte divisions. Above, case ), in wliich y-chromosome is cut througli. Below, case 2, in which x— (;hromosonie is cut through. Black = autosomes; circle with cross =:

x-chromosome; piain circle = y-chromosome; a,h,-\ = types of spermatozoa; ISy'cytes = primary

spermatocytes; IlSp'cytcs = secondary spermatoeytes; Sp'zoa = spermatozoa.

It at once occurred to the author: Could such a hermaphroditic indi- vidual be the result of abnormalities in the spermatocyte divisions, such as described on page 419, and shown in Figure 38 (Plate VI)? If, in the first maturation mitosis, one of the lagging hetero-chroniosomes, assuming that they are sex chromosomes, should be cut into two parts by the division of the cytoplasm, would there be any irregularities in

A Cytological Study of the Scnii-parasitic Copepod, Hersilia apodlformis etc. 437

jthe Constitution of the resulting spermatozoa? The various possibilities are diagremmatically given in Textfigure /. Above, right and left, are represented the somatic chromosomes of the male and female: the allo- somes by foiir (black) chromosomes with "Querkerbe", the hetero-chromo- somcs by circles. As in the Insecta, the female is assumed to contain two hetero-ehromosomes of like composition, i. e. two x-chromosomes (circles with Grosses); the male, two hetero-ehromosomes of unlike composition, one x-chromosome and one y-chromosome (piain circle).

In the metaphase of the first spermatocyte would be two di-tetrads and two hetero-ehromosomes. At the left of Figure I is shown the normal first spermatocyte anaphase: the x-chromosome passes to one second spermatocyte, the y-chromosome to the other. A normal metaphase of the two sister second spermatocytes is shown below this. The division of these gives rise to two classes of spermatozoa, those containing an x-chromo- some, class a, and those with a y-chromosome, class h. If, however, as described on page 49, one of the hetero-ehromosomes lags behind in the anaphase of the first spermatocyte mitosis, and the line of division of the cytoplasm into second spermatocytes passes through it, it becomes attached to the two metaphase plates of the second spermatocytes. There are two possibilities, since both hetero-ehromosomes usually lag (Fig. 31, Plate VI), either that the y-chromosome or that the x-chromosome is halved. The first possibility is represented above (1, Fig. /) ; the second, below (2, Fig. I). To the left of the middle line are the metaphase plates of two sister second spermatocytes; in the middle (below the numerals 1 and 2), the telophase stages and the four resulting spermatids. These form four classes of spermatozoa. In both cases 1 and 2 are alike, classes a and h are normal, while the + class contains two hetero-ehromosomes and the — class has no hetero-chromosome. The latter class has little significance as the spermatids would be likely to degenerate, as those without hetero-chromosome in Rhabditis (Boveri, '11 ; Schleif, '11) and Aphis (Baehr, '09). It is the -f class, with both an x-chromosome and a y-chromosome, which arouses interest. Should such a spermatozoan fertilize a normal egg (right, Fig. 7), the resulting individual (middle, Fig. I) would contain two x-chromosomes and one y-chromosome. Thus it would possess the sex determinants necessary to produce a female (2 x) and those necessary to produce a male (x + y). Considering the y-chromatin as an Inhibitor to the production of female characters (the determiners for maleness, being more probably in the autosomes), its presence in the hermaphrodite might account for the fact that only the male secondary sexual characters appear in the soma.

438 Sidney I. Kronhauser

Tliat oöcytcs and spermatocytes can be produced from the same uiireduced cells (oögonia) of a hermaphrodite has been shown to be true for Rhaiditis, the distinction being first evident by the difference shown in the behavior of the hetero-chromosomes (Boveri. '11 ; Schleif, '11). In the spermatocyte divisions of RhaMüis an eUmination of one of the hetero-chromosomes follows, so that two classes of spermatozoa are formed. In such a hermaphroditic gonad as that of Figure 4, it is likely that there is also a regulation which takes place early in the growth period, if not before this, which decides which cells shall be oöcytes and which spermatocytcs. Considering how sniall a percentage of the immense nuniber of spermatozoa produced ever come to active fertilization, there is but little chance of finding an individual which had been produced by the union of a spermatozoa of the + class (Fig. I) with an egg. It is therefore not remarkable that only one hermaphrodite w^as found among the eight thousand (6000 o : -ÖOO 2) specimens which were sectioned.

X. Summary.

1. In the testes of Hersüia the regulär sequence from the sperma- togonia to the spermatozoa make a perfect seriation of the stages possible. The ovaries, up to the "confused stage" in the oöcytes, show the same seriation.

2. There is a medium unpaired " Keimpolster" in both sexes. It is separated from the gonad proper Ijy a membrane. The cells of the "Keimpolster" are of an entirely different character than the spermato- gonia or oögonia, and neither in immature individuals nor in adults is there any evidence that the "Keimpolster" givcs rise to the germ cells. It is more probably a nutritive organ.

3. In the spermatogonia and oögonia there are twenty-four chromo- somes. Twenty-two show a "Querkerbe"; two are without this struc- ture. The "Querkerbe" is not across the middle in at least two pairs of chromosomes. The prophase chromosomes do not arise from the segmentation of a spireme, nor do the telophase chromosomes unite to form a spireme. In the quiescent spermatogonium there are usually two nucleoli, and on the nuclear membrane in the cytoplasm are disks which stain similar to the nucleoli. These have been named the "cyto-plasmosomes".

4. The leptotene threads arise separately from the network following the ultimate spermatogonial division. There is at no time a spireme formed which segments into these threads. The leptotene

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis etc. 439

threads assume a regulär polar arrangement, the leptoteiie bouquet. Optical sections show that the loops are most probably present in unreduced number.

5. There is a period of conjugation, It is characterized by the side- by-side union of the threads in pairs. During this period the polar orien- tation of the loops is partially lost. The fusion of the nucleoli and the imion of the "cyto-plasmosomes" to form a "nuclear cap" occur in the transitional period.

6. The zygotene bouquet foUows the period of conjugation. There is again a definite polar orientation of the chromatin loops, which are double and present in reduced number. The large "nuclear cap", with the nucleolus lying usually below it in the nucleus, is characteristic of this stage.

7. Hersilia has no "confused stage" in the spermatocytes, the zygotene threads being always visible. At the end of the bouquet stage they lose their polar orientation and open out along the plane of conjugation. The nucleolus gradually diminishes in size and dis- appears. The "nuclear cap" contracts to a hollow sphere; and, in the dividing spermatocytes, the only traces of it are small, deeply staining fragments in the cytoplasm.

8. In the spermatocytes long rods, short rods, ring- and cross-shaped tetrads are formed. In the oöcytes are either rings or double parallel rods. The primary oöcyte metaphase shows twelve tetrads: eleven with "Querkerbe" (in at least two, asymmetrically placed), and one small tetrad without "Querkerbe". In the first spermatocyte spindle thirteen chromosomes are to be counted in about three-fourths of the cases; the others show twelve. This Variation arises from the pairing or non-pairing of two hetero-chromosomes.

9. In the first spermatocyte mitosis the chromosomes separate re- ductionally, whole chromosomes with "Querkerbe" passing to the poles. The two hetero-chromosomes lag, but normally one goes to each second spermatocyte. In exceptional cases one may be halved by the division of the cytoplasm into sister ceUs. Such distribution of the chromosomes, as this would occasion, might account for rare cases of hermaphroditism in Hersilia.

10. In the interkinetie period the longitudinally split chromosomes assume the forms of X's, Y's, or V's.

11. In the second spermatocyte metaphase the longitudinally divided chromosomes lie with their long axes in the equator. Twelve chromo-

440 Sidney I. Kornhauser

somes are present; eleven show a definite "Querkerbe". The chromo- somes separate reductionally; and in eacli second spermatocyte is a lagging chromosome which is one of the larger individuals. Half of this passes to eacli spermatid and lies at one side of the fused telophase chro- mosomes. It is later included in the spermatid nucleus.

12. In the cleavage cells and in the cells of the blastulae are twenty- four chromosomes, usually in the form of V's. The primordial gerni cells of the blastulae also have twenty-four chromosomes, the majority of which show a definite "Querkerbe".

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444 Sidney I. Koriihauser

Explanation of Plates.

All figui'es are of Hersilia apodijormis and were made with the aid of a cainera lucida. The figiires of Plate I were made at a magnification of 850 diameters and not reduced: Zeiss apochromatic objective 1,6 mm, compensating ociüar No. 2, projec- tion distance 295 mm. In the figiires of Plates II — III. with the exception of figure 53, the combination used was Zeiss apochromatic objective 1,5 mm and compensating ociüar No. 12, the projection distance 440 mm. Magnification 3500 diameters sub- sequently reduced Vs-

Abbreviations.

Vqt. = bouquet stage; r. = ring-form pair of chi'omosomes ;

cg. = conjugating pair; s. = single chromosome \\'ithout "Quer-

cpl. = cytoplasmasomes; kerbe";

h. = heterochromosome; 2nd mal. = second niatiu'ation division;

kp. = Keimpolster; sp'g = spermatogonia;

n.c. = nuclear cap; sp't = spermatid;

nll. = nucleolus; sp'z = spermatozoa;

o'ct. = oöcyte; ug. = primordial germ cell.

Plate IV.

Fig. 1. Longitudinal section of testis and "Keimpolster". a — g, region corre- sponding to that shown in Plate X, Fig. 12.

Fig. 2. Longitudinal section of ovary of immature female such as represented in textfigure C. page 405.

Fig. 3. Longitudinal section of portion of matiu-e ovary, extending from the bend to the uterine processes.

Fig. 4. Longitudinal section of hermaphroditic sex-gland and "Keimpolster''.

Plate V. Figs. 5 — 11. Spermatogonia. Fig. 5. Quiescent spermatogonium, Figs. 6 — 7. Projibases of spermatogonial mitoses. Fig. 8. Metaphase equatorial plate, spermatogonium. Fig. 9. Anaphase spermatogonial division.

Fig. 10. Telophase spermatogonial division, showing only one of the sister cells. Fig. 11. Reconstruction of nucleus after spermatogonial division. Only one of the sister cells figiu^ed.

Figs, 12 — 28. Spermatocytes.

Fig. 12. Stages in the growth period of the spermatocytes. a — c, formation of leptotene threads; d, early leptotene; e, leptotene bouquet; /, /', conjugation stages; g, zygotene bouquet stage.

Fig. 13. Optical section of leptotene stage viewed from positive pole.

Figs. 14 and 15. CeUs showing the conjugation of leptotene threads.

Fig. 16. Optical section of cell, showing conjugation, viewed from positive pole.

Fig. 17. Zygotene bouquet stage in lateral view.

Fig. 18. Optical section of zygotene bouquet stage, polar view.

Figs. 19 — 21. Strepsistene stage showing various methods of Separation of the conjugants.

A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiforniis etc. 445

Fig. 22, Cell showing condensation and thickening of strepsistene tlu'cads to form di-tetrads.

Fig. 23. Types of di-tetrads found in early prophase of first spermatocyte.

Figs. 24a and 2ib. Two sections of a Single cell. Early prophase of first spermato- cyte division. Ring di-tetrad prevailing form.

Fig. 25. Tjijes of di-tetrads in late prophase or in metaphase of first spermatocytes.

Figs. 26a and 26b. Two sections of a cell in late prophase.

Fig. 27. Metaphase plate of first spermatocyte, prevailing type with 13 chromosomes.

Fig. 28. Stage corresponding to Fig. 27, but of less frequeut occiirrence with 12 chromosomes.

Plate VI. Figs. 29 — 43. Spermatocytes and Spermatids. *

Fig. 29. Lateral view metaphase, first spermatocyte.

Fig. 30. Lateral view early anaphase.

Fig. 31. Lateral view late anaphase, showing the lagging heterochromosomes, h. h.

Fig. 22. Lateral view, stage slightly later than that of Fig. 31. Passing of the heterochromosomes to the sister plates.

Figs. 33a and 33b. Two sections of a Single second spermatocyte in the intcr- kinetic phase.

Fig. 34. Types of chromosomes from a single nucleus of the interkinetic stage.

Fig. 35. Metaphase equatorial plate, second spermatocyte. Eleven chromosomes with "Querkerbe", one single.

Fig. 36. Metaphase second spermatocyte, lateral view,

Fig. 37. Metaphase plates of two sister spermatocytes , with spindles lying parallel in the undivided cytoplasmic mass of the primary spermatocyte.

Fig. 38. One of the exceptional cases in which a lagging chromosome of the first spermatocyte is included between the sister second spermatocytes, here seen iu metaphase.

Fig. 39. Anaphase, two sister second spermatocytes showing lagging hetero- chromosome.

Fig. 40. Late anaphase of second spermatocyte.

Fig. 41. Spermatid showing heterochromosome lying separate from the autosomes.

Figs. 42 and 43. Spermatids showing the inclusion of the heterochromosome into the nucleus.

Fig. 44. Oögonia metaphase equatorial plate, showing 24 chromosomes,

Fig. 45. Oöcyte, leptotene stage.

Fig. 46. Oöcyte, showing conjugation of chromosomes.

Fig. 47. Oöcyte in bouquet stage.

Fig. 48. Form of tetrad j iist previous to the f ormation of the primary oöcyte spindle.

Fig. 49. Metaphase equatorial plate of primary oöcyte.

Fig. 50. Same as Fig. 49, in lateral view.

Fig. 51. Chromosome of primary oöcyte spindle stained with crystal-violet- alizarin after Flemming fixation.

Fig. 52. Metaphase equatorial plate of tlind cleavage of egg.

Fig. 53. Section of blastula passing tlu-ough primordial germ cells. x 520.

Fig. 54. Nucleus of primordial germ cells from blastula, such as shown in Fig. 53.

Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto alla sua funzione eleidoche-

ratinica.

Nota II. Lo Strato grauuloso e la fniizioue cheratojaliuica.

Per il

Dott. Leonardo Martinotti, aiuto e libero docente.

(Clinica dermatologica della R. Universitä di Modena. Dirett. Prof. P. Colombini.)

Con tavola XXX.

Lo Strato granuloso (Unna) o cheratogeno (Eanvier), fu veduto da Aufhammer, poi da Kölliker, confuso do Oehl e Schrön collo strato lucido, e accuratamente studiato da Langerhans.

Si compone di un numero vario di ordini di cellule, non perö maggiore di 4—5. Su sezioni non colorate appare in forma di una striscia bianca, perlacea o rifrangente, a limiti quasi paralleli e leggermente ondulati.

Gli elementi che lo compongono hanno una forma losangica, a grande asse parallelo alla superficie cutanea, disposti ad embrice Funo suU' altro. Si ammette generalmente che il nucleo subisca dapprima un raggrinza- mento, poi una specie di omogeneizzazione ; che dalla dissoluzione della cromatina si formi un corpuscolo compatto lenticolare, addossato ad un lato e circondato da una debole membranella.

Caratteristica e la presenza entro al corpo cellulare di una particolare sostanza che fu vista da Aufhammer, descritta da Recklinghausen e poi accuratamente studiata da Waldeyer e da Ranvier.

Essa appare in forma di granulazioni, o di sfere, o di gocce piii o meno regolarmente rotondeggianti o talvolta angolose, fortemente rifran- genti che molto spesso si accumulano ai due poli del nucleo.

Secondo gli studi di Unna non annerisce all' acido osmico, si colora sopratutto con certe sostanze basiche (fucsina, emateina, safranina, bleu

Ricerche sulla fine struttura dell* epidermWe' mnaria normale in rapporto ecc. 447

di metilene, violetto di genziana), come anclie con alcune sostanze acide (rosso congo, fucsina acida, Wasserblau).

Secondo Eabl annerisce coli' ac. osmico, si tinge col Sudan III, non si scioglie in acqua, alcool, etere, si scioglie invece nelle basi forti (KOH, NaOH), e negli acidi forti (HCl, HNO3), e nei liquidi digerenti.

Secondo Eabl Consta verosimihnente di sostante proteiche.

Kanvier (1879) chiamö eleidina la sostanza costituente queste gocce per l'analogia fisica che essa presenta cogli olii. Waldeyer (in analogia forse alla jalina di Recklinghausen la denominö Clieratojalina. Piü tardi la scuola di Unna accettö tale denominazione e invece riservö il nonie di eleidina alla sostanza dello strato lucido. Ranvier dal canto suo distinse la »eleidine en graines« dello strato granuloso dall' »eleidine en flaques« dello strato lucido. Buzzi, Ranvier e molti altri ritennero che quest' ultima fosse un prodotto di trasformazione evolutiva della prima. Ranvier anzi sarebbe riuscito con una soluzione di cloruro di sodico al 10% a trasformare la eleidina granulosa in eleidina diffusa.

Pochi autori, di cui alcuni recenti, e sopratutto francesi, indicano promiscuamente col nome di eleidina la sostanza del lucido e del granuloso ; la maggior parte seguono invece la opinione di Unna, dimostrata poi vera daUe ricerche di Buzzi e di Dreysel e Oppler, per cui la cheratojalina e l'eleidina sono considerate come s.ostanze differenti alnieno morf ologicamente.

lo pure, anche per evitare confusioni (che si vedono purtroppo anche in trattati recenti), riserverö il nome di cheratojalina alla sostanza del granuloso, di eleidina a quella del lucido. "

Lo studio dello strato- granuloso e della sostanza che esso racchiude, si connette con due principali questioni: l'origine della cheratojalina, e il comportamento in questo strato delle fibrille che abbiamo teste veduto nel corpo nialpighiano.

A queste due si connette secondariamente quella della natura e Fufficio della cheratojalina.

d) Riguardo alla prima questione esistono tre opinioni principali:

a) La cheratojalina e di origine nucleare e proviene da un disfaci- mento del nucleo in toto oppure solamente di alcune porzioni di esso (Mertsching, Posner, Selhorst, Laffont, Ernst, D'urso, Tetten- hammer).

Mertsching paragona la produzione cheratojalinica a quella del pigmento, sostanze tra di loro analoghe e entrambe di origine nucleare. Egli ammette poi la esistenza di diverse cheratojaline.

Ernst, D'urso e Tettenhammer ritengono che la cheratojalina si origini in maniera particolare dalla cromatina nucleare.

Archiv f. ZelLforschnng. XIII. 29

448 Leonardo Martinotti .

b) La cheratojalina e di origine protoplasmatica pura (Apo- LANT, Weidenreich, Kromayer, Eenaut).

Secondo Apolant e Weidenreich essa si costituirebbe a spese della sostanza interfibrillare ; sopratutto attorno al niieleo.

Renaut ritiene che alla forniazione della cheratojalina prendano parte solo parzialmente i filanieiiti uiiitivi.

Secondo Kromayer:

1. II reticolo fibrillare epiteliale si distrugge a livello del granulöse.

2. La cheratojalina e il prodotto di tale disfacimento.

3. La cheratojalina e l'espressione della necrobiosi delle cellule epiteliali.

c) La cheratojalina proviene dal protoplasma e dal nucleo (Rabl, Rosenstadt, Unna).

ß) La questione stessa dell' origine della cheratojalina, tocca giä almeno in parte l'altra della persistenza o meno delle fibrille a livello dello Strato granuloso:

a) Secondo Renaut, Kromayer, Darier le cellule del granuloso non posseggono piü fibrille.

b) Secondo Rabl, Unna, Migliorini, Branca, Anitschoff, Ti- schutkin le fibrille sussistono ancora.

Migliorini ritiene che la cheratojalina tenda a disporsi verso la parte piü centrale della cellula. Anitschoff e Tischutkin avrebbero veduto le gocce di cheratojalina disporsi lungo le fibrille stesse. Ran vier ritiene che all' atto della formazione delF eleidina le fibrille siano ricacciate alla periferia dove vanno a costituire una membrana che per l'appunto proviene dal condensamento delle fibrille stesse.

y) Sulla natura e sulF ufficio della cheratojalina si e molto discusso: mentre alcuni (Kölliker, Apolant, LTnna, Cajal, Kromayer, Pavloff) gli assegnano un' importanza secondaria nel processo della cornei- ficazione, altri (Ranvier, Waldeyer, Zabludowski, Zander, Reinke, Selhorst, Weidenreich, Bizzozero) gli conferiscono un' importanza capitale.

Unna ritiene che la produzione cheratojalinica costituisca un feno- meno concomitante accessorio al processo di chcratinizzazione della cute. Riguardo alle sue affinitä tintoriali essa starebbe fra la jalina e la cromatina nucleare.

Rabl pensa che essa sia il prodotto metabolico tanto del nucleo quanto del protoplasma, ma che primitivamente la sostanza madre della cheratojalina risieda nel nucleo e che solo di rado si trasformi in luogo in

Kicerche siilla fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto ecc. 449

eheratojalina, di regola passi invece allo stato di sostanza incolora nel corpo protoplasmatico, dove si manifesta allo stato granuläre.

Rosenstadt paragona le gocce di eheratojalina ai granuli di Altmann. La considera come im prodotto del ricambio cellulare, e insiste sulla sua differenza dal pigmento (quindi all' opposto di Mertsching).

Zabludowsky, Zander ritengono che la eheratojalina sia ne piü ne meno ehe una cheratina.

Reinke, Blaschko considerano la cheratojahna come un prestadio della cheratina; (procheratina di Reinke).

Pavloff e Lazansky avrebbero notato che pur potendosi effettuare la cheratinizzazione senza la eheratojalina (come si osserva di regola nelle unghie, nei capelli, nella cute di embrioni, ecc), tuttavia lä dove essa compare, il processo di cheratinizzazione e piii rapide e piü intenso.

BizzozERO nel processo di rigenerazione del corneo avrebbe veduto comparire prima la eheratojalina, poi l'eleidina, poi la cheratina.

Come si vede, per quanto ben nota e ormai indiscussa sia la struttura dello Strato granuloso, pur tuttavia rimangono ancora questioni aperte: la natura, l'ufficio, Forigine della cheratojahna da un lato, il comportamento delle fibrille dall' altro e infine la questione delle membrane del granuloso sono tutti argomenti che necessitano nuovi studi per essere definitivamente svolti e stabiliti.

Sono stati indicati metodi particolari per la ricerca della eheratojalina.

Unna raccomanda i suoi metodi al bleu policromo, nonche la colo- razione con ematossilina e il differenziamento mediante soluzione debohs- sima di permanganato di potassio e sol. concentrata di prussiato giallo.

Pick preconizza il Chresylechtvioletto ; Sorrentino raccomanda di fare agire l'ac. picrosolforico che rigonfia e distrugge gli elementi, e in tal maniera le gocce di eheratojalina sono assai meglio visibili.

La tecnica per la dimostrazione della cheratojahna non richiede indicazioni particolari: e noto come essa si possa mettere in evidenza nei pezzi fissati nei liquidi coniuni. Per queste ricerche fondamentali mi sono servito anche qui della fissazione in formolo, e sezioni fatte al congelatore.

Per la colorazione, ricorderö che essa si tinge bene coi colori basici e con alcuni aeidi; oltre alle sostanze ben note e giä in uso ricorderö 1' Echtrot, la Coccinma, il Blauschwarz B, il Diamantschwarz, il Saurealizaiin- schwarz, R e SE il Biebricher Patentschwarz (marche 4NA e BO), il Brillantschwarz, la Orseilhn BB; il Saurebraun, il Naphtolrot, il Benzo- scharlach, rAlizarinschwarz, l'Alizarincyanin, l'Alizarinbordeaux, il

29*

450 .... Leonardo Martinotti

Saurebraun, la Benzoazzurrina, F Alizarin S, ilBleu di antracene, ilTrypan- rot, TEchtschwarz B, il Naphtylaminrot, il Diaminblau 2B ecc. ecc.

Serve inoltre bene il metodo Gram, meno bene il Weigert.

Per Studiare accuratamente la cheratojalina raccomando i metodi seguenti: I. Metodo Gram.

1. Colorazione con litiocarminioi).

2. Alcool Acido (con 1% di HCl).

3. Acqua distillata.

4. Metodo Gram (meno bene il Weigert).

5. Benzolo-Xilolo Balsamo. Isuclei rossi. Cheratojalina violetta.

IL Metodo all' indazina.

1. Colorazione con Litiocarminio 3'— 5'.

2. Differenziamento accurato in alcool acido.

3. Acqua distillata.

4. Soluzione acquosa di Indazina^) 1% 5'— 10'.

5. Breve lavaggio in acqua distillata.

6. Immersione jjer 60" in soluzione acquosa satura di acido picrico.

7. Differenziamento in alcool assoluto (controllando!).

8. Alcool assoluto; benzolo; xilolo; balsamo. Nuclei rossi.

Cheratojalina azzurra o azzurro verdastro; lucido verdastro. Se in luogo delF acido picrico si usa acido picraminico la decolora- zione e meno intensa, ma anche meno netta. III. Metodo al Tannin heliotrop (o Clematin, o Eosanilinbase).

1. Colorazione con ematossilina ferrica^) 2'— 3'.

2. Differenziamento in alcool cloridrico.

3. Acqua potabile.

4. Colorazione in soluzione di Tannin-Heliotrop oppure Clematin in acqua distillata all' 1%, oppure Kosanilinbase acetonica 1% per 3'-5'4).

1) Carminio pure (Grübler o Merck o Schuchardt) gr. 5; Acqua satura di carb. di litio cc. 100.

2) E una dimetilfenomauveina (monofenilmonoamidodimetilindiüina).

3) V. Nota I. II corpo malpigliiano e la funzione fibrillare, in questo giornale, XII, pag. 467.

*) II Tannin, Heliotrop e una dimetilxiloilosafranina, la Clematin e una dimetil- tolusafranina. I preparati colorati con questi due reattivi resistono discretamente, mal- grado l'azione decolorante dell'acido picrico; la Rosanilinbase se ne va invece prestissimo.

Kicerche sulla fine struttura dell- epidermide lunäna normale in rapporto ecc. 451

5. Lavaggio in acqiia distillata.

6. Soluz. acquosa satura di acido picrico 1'— 2'.

7. Alcool assoluto; differenziamento sotto coiitrollo.

8. Alcool assoluto, benzolo, xilolo, balsamo. Nuclei bnini, fondo giallo.

La cheratojalina e il lucido sono rosse ciliegia. IV. Methodo all Amethystviolett.

1—3. Colorazione con litiocarminio come in 11°.

2. Colorazione con soluzione di Amethystviolett (tetrametilsa- franina) in acqua all' 1% 1'— 5'.

3. Acqua distillata.

4. Soluzione acquosa di acido picraminico (opp. eliantina) al 0,5%—!'.

5. Acqua distillata.

6. Alcool assoluto, Benzolo, Xilolo, Balsamo. Cheratojalina e Eleidina violette.

Nuclei rossi.

Fondo giallo (ac. picraminico) o aranciato (eliantina).

Sia detto qui di sfuggita come tutti questi metodi che meglio si pre- stano per la dimostrazione della cheratojalina, colorano ottimamente anche la fibrina.

Va notato che esistono alcuni colori basici, particolarmente gli azo- derivati delle Safranine che tingono i nuclei ma non la cheratojalina: cosi ö deir Janusrot, Janusblau, Janusgrün, dell' Indoina; e inoltre il Toluylen- blau, il Neutralblau sopratutto dell' Indaminblaui), del Paraphenilenblau, deir Indulinscharlach. Le sezioni fatte al congelatore di pezzi fissati in formolo sono colorate per V nella soluzione acquosa concentrata del colo- rante (1% circa), lavate in acqua, passate in alcool, benzolo, xilolo, balsamo.

I mighori di tutti a tal' uopo sono l'azzuro di indamina, e il bleu di parafenilene.

Servendomi di tali metodi ecco quanto ho potuto constatare.

Su preparati colorati coi metodi di dimostrazione delle fibrille, sopra- tutto usando preparazioni in diverso grado di decolorazione si puö osse- vare che, passata la zona dove piü florida e la produzione fibrillare, esistono alcuni strati di cellule in cui le fibrille si fanno piii sottili, si accorciano, esse non sono piü visibili con tutta quella uniformitä e per tutta quella

1) Ricorderö incidentalmente che queste sostanze e particolarmente il Para- phenylenblau, rindiüinscharlach, l'Indaminblau, assieme al Chresylechtviolett sono colori nucleari fra i piü puri che si conoscano.

452 ' Leonardo Martinotti

lunghezza con ciii erano antecedentemente manifeste. Si vedono fram- menti minimi di fibrille di diversa figura, per lo piü angolosi, tozzi, di forma quasi bacillare; qualche volta le fibrille stesse sono quasi arruffate come in un gomitolo inestricabile.

Spesso esistono blocchi irregolari costituiti da un ammasso informe di sostanza a cui si attaccano tre o quattro esili filamenti, corti e degenerati. Mano mano che progredisce tale processo il cui fatto predominante e una f ibrorrhexis o f ibrillorrhexis o f ibrolysis che dir si voglia, si vedono comparire i granuli di cheratojalina. Essi sono dapprima piccoli, scarsi, connessi o framezzati a fibrille ancora intatte ; poi si fanno vieppiü grandi, da irregolari assumono a poco a poco la forma di piccole sfere regolari; mentre le fibrille vanno vieppiü spezzettandosi e scomparendo; finche si presenta in tutto il suo caratteristico aspetto la cellula cheratojaUnica, nella sua forma piü o meno regolarmente losangica, o ovoidale o elissoide, carica di granuli.

La prima comparsa dei granuli avviene sparsamente nel corpo cellu- lare, talora verso i poli di esso, tal' altra attorno al nucleo in un' area d'as- petto piü chiaro.

An che dove le cellule sono piü cariche di granuli di cheratojalina si osservano ancora fibrille ma in numero sempre decrescente,

II nucleo non sembra prendere parte alcuna al processo, come si puö vedere sopra sezioni colorate coli' azzurro di indamina.

Ma se tale e il reperto che frequentissünamente si ha dall' esanie di grande numero di preparati di cute dei polpastrelli delle dita, non poche volte si ottengono risultati diversi.

In altri preparati infatti, usando sempre gli stessi metodi di colorazione delle fibrille, ho potuto constatare che accanto a granuli di cheratojalina bene evidenti esistevano nettamente visibih abbondanti filamenti.

Dair esame, per quanto accurato, di questi preparati, e difficile con- cludere per un rapporto fra le due formazioni. I granuli di cheratojalina sembrano formarsi indipendentemente, fra le maglie delle fibrille, solo qualche volta sembrano disposte a ridosso dei filamenti stessi e quasi depositati su di essi^).

Pinalmente sopra pezzi di dita della mano (dei dito indice special- mente) portando 1' esame in special modo all' apice e in vicinanza dell' unghia, potei osservare un' interessante particolaritä. Lo strato Malpighia-

1) Benche spesso, anzi quasi sempre accanto a cheratojalina giä costituita si possano rilevare filamenti, e un fatto perö che dove esiste maggior copia di cheratojalina vi 6 minor numero di fibrille.

Ricerche siilla fine struttura dell' epidermide omana normale in rapporto ecc. 453

no ha la struttura normale, lo strato granuloso e discretamente sviluppato e mostra un numero rilevante di gocce di cheratojaliua.

Passato quest' ultimo strato si constata un aumento delle cellule; il nucleo subisce rapidamente un fenomeno di picnosi, si trasforma in un corpiciattolo sferoidale che non tarda ad assumere i colori dell' eleidina.

Invece il corpo protoplasmatico ingrandito e rigonfio mostra un numero non indifferente di fibrille che si tingono intensamente coi metodi a ciö adatti mentre non mostra piü alcun vestigio di grani cheratojalinici. A livello del lucido, tali cellule per lo piu non sono rilevabili, e riappaiono poi col loro apparato filamentoso nello strato cheratinogeno e a poco si tramutano in elementi cheratinici ; le fibrille impallidite alquanto, si possono vedere ancora per quasi tutto il corneo propriamente detto. Ma un fatto sopratutto e degno di nota : molte di queste cellule provvedute di f ilamenti passano inalterate attraverso il lucido. Tutto ciö fa concludere naturalmente che l'apparato fibrillare non partecipa alla formazione della cheratojalina,

Ma altre particolaritä interessanti sono pure visibili negli stessi pre- parati (specialmente colorando coi metodi indicati per la cheratojalina), e sono date da un particolare processo di trasformazione nucleare: poco al di sopra della porzione basale del Malpighiano molti nuclei subiscono una trasformazione sui generis, la quäle corrisponde in parte a quella descritta dal Flemming col nome di cromatolisi (o cariolisi, di altri autori). La sostanza cromatica cioe si disgrega in tante sferule abbastanza regolari, ora sparse per tutta l'area nucleare ora accumulate in una parte di essa, che allora assume la forma di una semilunai).

Ulteriormente questi granuli si accumulano in blocchi piü voluminös! 0 si spezzettano, fuoriescono dal nucleo, finche, attraverso qualche stadio di transizione, assumono l'aspetto di gocce cheratojahniche.

Questo fenomeno porterebbe logicamente ad una nuova conclusione: a quella delF origine nucleare della cheratojalina. Ma giova avvertire che si osservano altresi numerosissime cellule rieche di granuli cheratojalinici nelle quali esiste un nucleo, sia pure picnotico e deforme, e che d'altra parte coi particolari colori che io ho ricordato si possono mettere in evi- denza i nuclei stessi fino a livello delF eleidinogeno (v. funzione eleidinica; nota III),

In alcuni punti parrebbe che la membrana nucleare si accartocciasse

1) Credo inutile far rilevare che tale forma semilunare puö essere una semplice appa- renza, dovuta al modo come ö caduta la sezione, e che potrebbe invece mascherare una figiurare discoidale.

454^

Leonardo Marfiiiottiii'i ;r.-"

a i-L-nKiSi

dopo le fuoriiiscita delle gocce cheratojaliniche e subisse la metamorfosi picnotica.

Finalmente sopra altri preparati, specialmente se colorati col metodo Litiocamiiiiico-Indazina-Ac. picrico, si puö vedere comparire la clierato- jalina in forma di gocce dapprima piccole e poi grandi che si costituiscono in seno al protoplasma e finiscono poi per ricoprire e niascherare il nucleo. Dove per prima si manifestano si forma attorno un' area chiara. Le stesse sezioni colorate perö con ematossilina ferrica alcoolica e rodamina lasciano vedere cellule del granulöse che contemporaneamente racchiudono fibrille e granuli di cheratojalina.

Alla questione se questi reperti corrispondano a modi vari di formarsi della cheratojalina o piuttosto a fenomeni o a parvenze accidentali e transi- torie io credo che si debba rispondere nel senso che realmente Forigine della cheratojalina e moltephce.

La genesi nucleare e quella protoplasmatica sono cosi evidenti che nessiina seria obbiczione si puö muovere; che si abbia altresi una compar- tecipazione delle fibrille e confortata dall' esame dei preparati nei quali si puö vedere una diminuzione progressiva, che va fino alla scomparsa totale delle fibrille, mano mano che si accentua e si compie la produzione cheratojalinica.

D'altra parte coi metodi di colorazione di questi elementi che per lo piü tingono anche la cheratojalina, si vede che queste due formazioni hanno le stesse reazioni cromatiche.

La tabella seguente chiarirä meglio tale particolaritä.

	Metodo usato	Fibrille epider- miche	Cherato- jalina	Eleidina
1.	Metodo Rhodamin-picrato di NH4	rosse	rossa	rossa
2.	M. Girofle-ac. picrico	rosse	rossa	rossa
3.	M.Viktoriablau B — Kristallponceau	violette	azzurra	rossa
4.	M. Indoina — Eliantina	brune	bruna	bruna
5.	M. Indoina — Neucoccin	azzurre	azzura	rossa
6.	M. Eritrosina-Cianina-picrato di NH4	violette	violetta	rossa aranciata
7.	Id. id. + Acridiniot	violette	rossa	aranciata
8.	M. Eosina-Metjiblau	rosse	bleuvioletta	rossa
9.	M. Eosina — Aurantia-Indulina	aranciate	aranciata	aranciata
10.	M. Coenilein S. — Tannin-Orange	brune	bruna	—

Quindi anche dal punto di vista cromatico non si puö negare un nesso tra formazione filamentosa e cheratojalinica.

Ricerche sulla fine striittura dei' epidermide umana normale in rapporto ecc. 45&

Terminerö ricordando che su sezioni di pezzi fissati in bicromato di K + ac. acetico, e colorati con aurantia-eosina-indulina, in cui nuclei, cheratojalina eleidina e fibrille appaiono tinti in aranciato, potei talvolta constatare la cheratojalina originarsi conteniporaneamente dai nuclei e dalle fibrille.

Da tutto qiiesto la sola conclusione possibile e che la cheratojalina puö aver origine tanto dalle fibrille, quanto dai nuclei, quanto dalla sostanza fondamentale protoplasmatica. Le due ultime maniere di prodursi spesso sono associate. II prevalere dell' una o dell' altra origine e in rapporto colla funzione, che puö variare notevolmente anche nelle stesse regioni di pelle, forse col vario modo di cheratinizzarsi che vedremo piü dettaghata- mente in seguito.

I nuclei, quando non subiscono in seno allo strato granuloso stesso la trasforniazione cheratojalinica, si fanno gradatamente picnotici e subiscono poi ulteriori evoluzioni che vedremo tra poco a livello dello strato eleidi- nogeno.

Come ho detto or ora, per la cheratojalina esistono variazioni quanti- tative (certamente in rapporto collo stato funzionale in cui si trovava la cute all' atto della fissazione) constatabili sulle medesime regioni; su regioni diverse queste variazioni sono poi molto ampie e portano in certi punti a concludere ad una vera e propria assenza della cheratojalina. Manca essa realinente o e piuttosto una parvenza, dovuta sia all' imperfezione dei metodi, sia, e piü probabilmente, al fatto che e mascherata da altri ele- menti? Non sono in grado per ora di dare una recisa risposta. Ad ogni modo perö e certo che per quanto scarsa o appena appariscente, per quanto ridotta a una serie sola di cellule, la cheratojalina e rilevabile nella massinia parte dei casi.

Nelle pseudomucose e nelle mucose manca per lo piü od e scarsissima ; quando e presente mostra spessissimo una evidente origine nucleare.

In generale questo si constata: la produzione cheratojalinica e mag- giore dove e piü spessa l'epidermide e con essa aumenta quasi sempre il quantitative della produzione eleidinica.

Lamembrana cellulare appare costantemente nelle varie regioni; si fa evidente sopratutto a livello dei granuloso, evidentissima nel cherati- nico. Essa si dimostra particolarmente bene col metodo seguente: si colora per 5' in soluzione acquosa di Pyrholbau all' 1%. Si lava in acqua, si controcolora in soluzione alcoolica satura di Hessisch-Purpur, si lava in acqua, alcool, benzolo etc. Le Membrane dei granuloso e i ponti inter- ceUulari sono colorati in azzurro cupo.

Nelle pseudomucose e nelle mucose, dove pure manca dei tutto o

456 Leonardo Marfcinotti T

quasi la funzione fibrillare, si osserva precoceraente una evidentissima membrana, per ]a cui dimostrazione non sono neppure necessari metodi speciali.

In corrispondenza di tali regione la cheratojalina va a poco a poco scomparendo perche nelle mucose il suo reperto e addirittura eccezionalei).

Da quanto ho detto, risulta che nello strato granulöse i fenomeni piü salienti possono cosi riassumersi :

Le fibrille che si sono costituite nello strato filamentoso possono per- manere in parte, in parte possono dar luogo a granuli di cheratojalina, oppure degenerare.

II diverso modo di comportarsi e specialmente in rapporto col tipo di cheratinizzazione a cui Tepidermide va incontro.

La cheratojalina puö originarsi in diverse maniere, e cioe:

1. dalle fibrille, come ho detto, ciö che non sembra accadere molto di frequente.

2. dal fondo del protoplasma, probabilmente da quella sostanza fondamentale d'aspetto amorfo o finissimamente granuläre che si colora comunemente colle tinte basiche in uso.

3. Dal nucleo, per un processo analogo a quello osservato da Flem- MiNG nel follicolo ovarico e da lui denominato di cariolisi.

Spesso, con metodi adatti, accanto a fibrille possono riscontrarsi granuli di cheratojalina; in ogni modo perö quanto piü abbonda la chera- tojalina altrettanto scarso e il numero di fibrille, le quali sono allora corte, rudimentali, atrofiche.

Si puö spesso, all' apice delle dita in vicinanza dell' unghia riscontrare delle cellule rieche di filamenti permanere tali e quali anche nel granuloso e negli strati successivi, mostrando una produzione cheratojaUnica sola- mente parziale e tansitoria, alla quäle le fibrille non prendono parte alcuna.

II nucleo, oltre alla trasformazione cheratojalinica giä ricordata, puö mantenersi inalterato per tutto il granuloso, piü freqentemente, subire la trasformazione picnotica.

La membrana costituitasi nel corpo mucoso e costante e nettamente rilevabile.

Nelle varie sedi puö variare lo spessore del granuloso e cosi pure il

1) fi noto che Unna, contrariamente a Lazansky e Dreysel e Oppler non riesci a trovare cheratojalina a livello del rosso delle labbra. Tutti s'accordano invece nel ritenere le mucose privo di cheratojalina.

Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide umana normale ia rapporto ecc. 457

quantitativo della produzione cheratojalinica; un' assenza totale e rara. In generale il siio quantitativo e in proporzione diretta collo spessore del comeo. Non mi e stato dato finora di riscontrare cheratojalina a livello delle mucose.

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Spiegazione della tavola XXX.

Emigrazione deUe cellule con apparato filamentoso intatto attraverso 11 lucido. Preparato colorato con Victoriablau B — Kristallponceau, da un polpastrello di dito di giovanetta diciotteime (microfotografia fatta con lastre autocromatiche Lumiere).

A questa nota va annessa una figura (erroneamente stampata nella III'^ nota) in ciii si dimostra rorigine niicleare della cheratojalina, in forma di piccole zolle (a). che pcii confluiscono in blocchi di maggior voluuie (b), tinti in nero cnpo.

Ooh

Referate.

BovERi, Th. Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren. Jena 1914. G. Fischer. 64 Seiten. M. 1.50.

Bereits vor 12 Jahren hatte Boveri in seiner Schrift »Über mehrpolige Mitosen als Mittel zur Anal3'se des Zellkerns« der Vermutung Ausdruck gegeben, die malignen Tumoren könnten in einem abnormen Chromosomenbestand ihre Ursache haben, wie er durch mehrpohge Mitosen hervorgerufen werden kann. Was ihn, den Zoologen, veranlaßt, seine Hypothese nunmehr in einer besonderen Abhandlung ausführlich zu begründen, ist vor allem die Tatsache, daß das Geschwulstproblem ein Zellen - problem ist, «und es ist wenigstens nicht unmöglich, daß ein Biologe, der gewisse Lebenserscheinungen der Zellen zu ergründen sucht, auf Eigenschaften geführt wird, die aus dem Studium der Tumoren selbst nicht entnommen werden können und doch deren Wesen ausmachen.«

Boveri stellt sich auf Seite derer, die zwischen malignen und benignen Tumoren eine scharfe Trennung machen. Wenn gelegentlich ein gutartiger Tumor in einen bös- artigen übergehen kann, so ist das nichts anderes, als wenn im normalen Gewebe eine maligne Geschwulst auftritt. Die Zellen auch des bösartigsten Tumors kömien von normalen Gewebezellen abstammen, es sind Zellen, denen irgend welche Eigenschaften der normalen Zelle fehlen. Solche defekten Zellen reagieren auf die Umgebung anders als die normalen, sie zeigen die Tendenz zu hemmungsloser Wucherung. Durch das Fehlen bestimmter Eigenschaften ist so aus dem altruistischen Wesen, als das die normale somatische Zelle zu betrachten ist, wieder ein egoistisches geworden, das organot3q)ische Wachstum ist, um einen Ausdruck R. Hertwigs zu gebrauchen, zum cytotypischen zurückgekehrt.

An der Hand einiger Ergebnisse der experimentellen Cytologie prüft sodann Boveri die Frage, wo dieser Defekt, den die Tumorzelle aufweist, zu suchen ist. Bei Wegnahme von Protoplasma wird eine Zelle nicht in nennenswerter Weise geschädigt. Das Protoplasma ist in seinen verschiedenen Regionen im wesentlichen aus den gleichen Substanzen zusammengesetzt, es vermag der weggenommene Teil von dem Fragment regeneriert zu werden. Anders beim Kern. Mehrpohge Mitosen — wie sie z. B. bei Doppelbefruchtung oder bei unterdrückter Zellteilung beobachtet werden — haben eine ungleiche Verteilung der Chromosomen zur Folge. So entstehen Kerne, denen einzelne Teile fehlen. Fehlende Chromosomen oder auch nur Stücke von solchen können aber nicht regeneriert werden. Die durch mehrpolige Mitosen entstandenen Kerne zeigen in der Mehrzahl der Fälle ein krankhaftes Verhalten und gehen schließlich zu Grunde. Nicht so sehr die abnorme Chromosomenzahl ist, wie die Untersuchungen ergeben haben, für die Zelle verderblich, sondern vielmehr die unrichtige Chromosomenkombination. Den einzelnen Chromosomen kommt eine verschiedene Wertigkeit zu; es gibt Chromo- . somen, deren Fehlen die weitere Existenz der Zelle unmöglich macht.

460 Referate.

Die für die Kerne der Seeigel nachgewiesene Verschiedenwertigkeit der Chromo- somen dürfte auch im übrigen Tier- sowie im Pflanzenreich existieren. Diese Annahme bildet die Grundlage für Boveris Geschwulsthypothese: Die Zelle des malignen Timiors besitzt einen abnormen Chromosomenbestand. In der normalen Zelle sind im Kern bestimmte Clu-omosomen vereinigt, das Zusammenwirken bestimmter Chromatin- elemente veraiüaßt den normalen Betrieb der Zelle. Man könnte sich vorstellen, daß die normale Zelle teilungshemmende oder teilungsfördernde Chromosomen besitzt. Bei Beseitigimg der »Hemmmigschi-omosomen« wüi'de die Zelle des unbegrenzt wachsen- den Timaors entstehen. Bei Annahme der Existenz teilungsfördernder Chromosomen könnte eine imbegrenzte Wucherungstendenz dadmxh eine Erklärung finden, daß in der Zelle des malignen Tumors jene »Teilungschromosomen« — vielleicht sind zwei für den diploiden Kern normal ■ — das ständige Übergewicht gewonnen haben. Boveri neigt indessen mehr der Amiahme zu, daß der gesamte Chromosomenkomplex einer Gewebezelle in bestimmter Weise auf seine Umgebimg abgestimmt ist. »Teilung«, so denkt er sich, »erfolgt dann, wenn durch eine Änderung der Umgebung der Chromosomen- komplex so affiziert wird, daß er sein gewohntes Gleichgewicht verliert; aber Störung dieses Gleichgewichts und damit Teilimg tritt auch dann ein, wenn sich in dem Chromatin- bestand selbst eine gewisse Änderung ergibt, wie sie durch Wegnehmen einzelner Chromo- somen erreicht würde, die vielleicht gar nicht bestimmte sein müßten. « Durch diese Aimalime ließen sich auch die verschiedenen Wucherungstendenzen der Tumoren er- klären. Der abnorme Cliromosomenbestand ist das Wesentliche an Boveris Hypothese. Wie dieser entsteht, ist eine Frage für sich und im Grunde gleichgültig. Eine Erkran- kung bestimmter Chromosomen, eine Zerstörung durch Parasiten oder äußere Ein- flüsse, vor allem aber Unregelmäßigkeiten bei der Mitose (mehrpolige und asymmetrische Mitosen) köimen diesen Zustand herbeiführen.

Ausführlich behandelt Boveri den erklärenden Wert seiner Hypothese für die Geschwulstforschimg. Ohne hier des näheren auf dieses interessante Kapitel eingehen zu wollen, seien wenigstens die wichtigsten Punkte kurz hervorgehoben.

Der Defekt, den die maligne Zelle besitzt, ist imreparierbar, wir dürfen also — s. oben - — wohl annehmen, daß er seinen Sitz im Kern hat. Boveri ist der Überzeugung, daß typischerweise jede Geschwulst aus einer einzigen Zelle ihren Ursjjrung nimmt. Diese »Urzelle« des Tumors weist infolge irgend eines abnormen Vorganges einen falsch kombinierten Chromosomenbestand auf, der die Ursache ihrer Wucherungstendenz ist. Durch reguläre mitotische Teilimg überträgt eine Tumorzelle ihren anormalen Chromo- somenbestand auf die Tochterzellen. Damit hängt es zusammen, daß, obgleich ein und dasselbe Muttergewebe verschiedenartige Tumoren hervorbringen kaim, doch der Cha- rakter einer einzigen Geschwulst typischerweise ganz einheitlich ist, ebenso wie der ihrer Metastasen und Transplantate. Die falsche Chromosomenkombination der Tumor- zelle ist gleichbedeutend mit einer abnormen Stoffkombination, es resultiert ein ab- weichender Stoffwechsel der Geschwulstzelle. Als die wichtigste Tatsache der Ge- schwidstlehre, die zugimsten seiner Hypothese spricht, sieht Boveri die Entstehung verschiedener Geschwulsttypen aus dem gleichen Muttergewebe an. Es sind die ver- schiedensten Chromosomenkonibinationen möglich. Während die einen vielleicht un- schädUch sind oder lebensimfähige Zellen liefern, vielleicht auch zwar lebensfähige aber teilungsimfähige Zellen, verleihen andere den Zellen die verderbliche Wucherimgstendenz und geben so den verschiedensten mahgnen Tumoren den Ursprung. Die Zahl der Geschwulstmodifikationen ist, wenn die Hypothese richtig ist, natürlich zunächst ein- mal abhängig von der Chromosomen zahl. Beim Menschen, der in seinen Gewebezellen

Beferate. 461

nach WiNiwARTER 48 Chromosomen besitzt, sind mehr Kombinationen möglich als z. B. bei der Maus mit nur 32 Chromosomen. Bei einem Tier mit ganz wenigen Chromosomen können vielleicht überhaupt keine malignen Tumoren entstehen, da schon die Entfernung auch nur eines einzigen Chromosoms der Zelle die Lebensfähigkeit völlig nimmt. Boveri behandelt sodann das Vorkommen mehrerer Geschwülste von gleichem Typ in einem Organ oder Organsystem unabhängig voneinander, die Erblichkeit von Tumoren, das Entstehen von Tumoren mit zwei oder mehr verschiedenen Zelltypen aus dem gleichen Muttergewebe, die Bildung der Metastasen, die allmähliche Änderung des Charakters eines Tumors. Pressung, heftige Erschütterung, abnorme Temperaturen, Gifte, wie Chinin, Chloralhydrat, Morphium, Nikotin sind Agentien, welche mehrpohge Mitosen hervorrufen können. Man vergleiche damit die chronischen Reize, die Krebs zur Folge haben kömien. Pressung: Carcinom der Gallenblase bei sich stark schnürenden Frauen; Zerrung: Hautki-ebs der nur am rechten Hörn angespannten Rinder in Indien, aus- schließlich an der Wurzel dieses Horns auftretend; erhöhte Temperatur: Speise- röhrenkrebs der chinesischen Reisesser, che den Reis möghchst heiß essen; der Röntgen - krebs; chemische Reize: Carcinome der Paraffinarbeiter. Auch dort, wo Parasiten als Geschwulsterreger in Betracht kommen, dürften chemische Reize eine wichtige Rolle spielen. Die Tatsache, daß Sarkome und besonders Carcinome mit dem Lebens- alter an Häufigkeit zimehmen, verträgt sich ebenfalls gut mit Boveris Hyi)othese. Und besonders interessant ist, daß maligne Tumoren bei älteren Individuen zwar leichter entstehen, daß sie aber, wie die Verpflanzungsexperimente gezeigt haben, bei jugend- lichen besser gedeihen. Auch die Erfahrungen über die in Carcinomen gefimdenen Chromosomenzahlen und Kerngrößen sind der Hypothese sehr günstig.

Im Rahmen eines kurzen Referates ist es unmöghch, über die gedankemeichen Aus- führungen eingehend zu berichten. Einen vollen Einblick in die Ideen Boveris vermag nur die Schrift selbst zu gewähren. Hier sei indessen noch etwas näher auf das Kapitel eingegangen, in dem Boveri einige Einwände im voraus zurückweist, die seiner Hyi^o- these von Seite der Cytologen gemacht werden köimten.

Atyinsche Mitosen — dieser Einwand ist Boveri bereits verschiedenthch münd- hch gemacht worden — sollen für die malignen Timioren keineswegs spezifisch sein, sie soUen sich auch sonst, in gutartigen Wucherungen sowohl wie in vollkommen normalem Gewebe, finden. Dem erwidert Boveri, daß seine Hypothese atypische Mitosen gar nicht als eine wesentliche Eigenschaft der malignen Tumoren ansieht, im Gegenteil, »das eigenthche Wachstum der Geschwulst kann nur durch reguläre zweipolige Mitosen vor sich gehen«. Die atyi)ische Mitose bildet nur den Ausgangspunkt der Geschwulst. Treten in dem Tumor neue atypische Mitosen auf, so können diese den Charakter der Geschwulst verändern. In den meisten Fällen allerdings werden die neu geschaffenen Chromosomenkombinationen lebensunfähige Zellen hefern, ausgedehnte Degenerations- erscheinungen sind die Folge; »die aus einer GeschwulstzeUe durch eine mehrpohge ]\Iitose entstandenen ZeUen sind in den weitaus meisten Fällen keine Geschwulstzellen mehr; und es ist also, so paradox dies klingen mag, die atypische Mitose, die im gesunden Gewebe zu der verderbhchen Abnormität führen kaim, in der bereits bestehen- den Geschwulst eher als ein Heilfaktor anzusehen. «

Der wichtigste Einwand gegen seine Hypothese kann nach Ansicht von Boveri von denen gemacht werden, die das Vorkommen amitotischer Zellteilungen im normalen Gewebe als erwiesen betrachten. Nach der Theorie der Cliromosomenindividuahtät sind im ruhenden Kern die einzelnen Chromosomen in ihrer Individualität imverändert. Wenn nun ein solcher Kern sich amitotisch durchschnürt, so werden die im Kern regellos

462 Relerate.

verteilten Chromosomen im allgemeinen auch regellos auf die Tochterkerne verteilt, es entstehen Zellen, die in ähnlicher Weise abnorme Chromosomenkombinationen besitzen wie die durch atypische Mitosen entstandenen Zellen. Ist die Hypothese Boveris richtig, so müßten solche Zellen ebenfalls im allgemeinen pathologisch imd dem Tode verfallen sein. Chromosomenverhältnisse, die KaüTzsch nach einer direkten Teilung abnorm großer IL Richtungskörper von Ascaris beobachtete, waren in der Tat voll- kommen pathologisch. Wie steht es aber mit den Angaben über das normale Vor- kommen amitotischer Teilungen? Man muß Boveri vollkommen recht geben, wemi er alle diese Angaben mit der größten Skepsis aufnimmt und immer wieder betont, »daß gelappte Kerne oder zwei Kerne in einer Zelle und die schönste Serie von Bildern, die man zwischen einem einfachen und einem doppelten Kern zusammenstehen kami, an sich nicht das mindeste für eine direkte Teilung auch nur des Kerns beweisen.« Die meisten Angaben über normale direkte Zellteilung bei Metazoen dürften auf Irrtümern .beruhen. Es seien nur zwei von Boveri erwähnte Fälle herausgegriffen: die Angaben von Child über Amitose bei Moniezia sowie die Shearers über die Eibildung des Dino- philus. Richards, der die Resultate von Child nachprüfte, kam zu dem Ergebnis, daß Mitosen zwar nur selten zu beobachten sind — wohl deshalb, weil sie sehr sclmeU ab- . laufen — , daß aber für die Existenz amitotischer Vermehrung sich ein Beweis nicht er- bringen läßt. Auch Shearers Angaben über amitotische Ovogonienteilungen bei Dino- pliilus lassen sich nach jüngst veröffentlichten Untersuchungen des Ref. nicht auf- jecht erhalten. Auch hier werden Älitosen zwar selten gefimden — aus demselben Grunde iWahi-scheinlich wie bei Moniezia — , aber sie sind vollkommen normal. Die von Shearer ah amitotische Teilung beschriebenen Stadien haben mit einer solchen nichts zu tun.

Gibt es Mittel, durch die sich die von Boveri aufgestellte Hj'pothese auf ihre ■ Richtigkeit prüfen läßt? Einen Tumor in statu nascendi zu beobachten, dürfte als ausgeschlossen zu betrachten sein. «Diejenige abnorme Mitose, welche den Ausgangs- punkt des Tumors bildet, ist, wenn einmal über die Natur der Wucherung kein Zweifel mehr besteht, längst abgelaufen.« Immerhin glaubt Boveri, daß es einige Wege zu .«iner solchen Prüfung seiner Hypothese gibt. Der Weg, den Boveri selbst einzuschlagen versuchte, hat sich allerdings bisher als erfolglos erwiesen.

Das letzte Wort in diesen Fragen gebühit natürhch dem Pathologen, imd so darf man hoffen, daß der von Boveri am Schlüsse seiner Schrift ausgesprochene Wunsch in Erfüllung geht, daß seine Argumentation »die in der Geschwulstfrage tätigen Forscher geneigt machen möge, ihre bisherigen Erfahrungen von dem hier dargelegten Stand- punkt aus zu betrachten und bei ihren künftigen Studien sich zu fragen, ob das, was sie iinden, die vorgetragene Hypothese widerlegt oder ihr zur Stütze dienen kann«.

Kachtsheim (Freiburg).

G. L. KiTE and Robert Chambers, Ir., Vital staining of Chromosomes

and the Function and Structiire of the Nucleus. Science, N. S.

Vol. XXXVI. No. 932. 639-641. November 8, 1912.

Vorläufige Mitteilung über vitale Chromatinf ärbungen mit » Janusgrün «. Untersucht wurden Hoden von Heuschrecken, Grillen und Wanzen in RiNGERscher Lösung, der ■etwas Janusgrün zugesetzt worden war. Die Chromosomen und verschiedenen Granula färben sich blau. Da der Farbstoff die Zellen nicht stark zu schädigen scheint, konnten Teilungen mit gefärbten Chromosomen wiederholt beobachtet werden. Bei der Reduktion -geht der Farbstoff in Rot über, ein Umschlag, der zunächst im »Nebenkern« eintritt.

T. Eemnitz (Münchenj.

Referate. 463

G. L. KiTE, Studios on the physical properties of protoplasma. I. The Physical Properties of the Protoplasma of certain aninial and plant cells. x\mer. Joiirn. of Physiol. Vol. XXXII. No. IL 1913.

Als Untersuchungsmethode wui-de vornehmlich Anstechen lebender Zellen (Eier von Asterias, Amoeba sartens, Pammaecium, Spirogyra, Muskel- und Epidermiszellen von Vedums) mit ganz feinen aus Jenenser Glas gefertigten Nadeln angewendet. Dabei ergibt sich folgendes: Eine Wabenstruktur ist meist nicht nachzuweisen. Das Plasma zeigt die Eigenscliaften eines «Gels« von relativ hoher Viscosität, das in Bänder aus- gezogen werden kann. Ein Teil des Plasmas besteht aus Graiuüa, die vom Plasma befreit, sich nicht in Wasser lösen. Die Untersuchung des Kerns lehrt, daß sich sein Inhalt mit Ausnahme des Nucleus im »Sol«- Zustand befindet. Letzteres gilt wenigstens für Asterias-Ekr. Bei Protisten befindet sich auch der Kern im »Gel«- Zustand und besitzt eine höhere Viscosität als das Plasma. Das im Kern vieler Protisten beschriebene «Netzwerk« wird dadurch vorgetäuscht, daß das »Gel« an verschiedenen Stellen verschiedene Dichte hat. v. Keuinitz (München).

Paul Schulze, Studien über tierische Körper der Carotingruppe. I. Insecta. Sitz.-Ber. d. Ges. naturforsch. Freunde Berlin. Jahrg. 1913. Nr. 1. p. 1-22. 3 Tafeln.

Verf. untersucht die Bildung der roten und gelben Pigmente in den Flügeldecken von Chrysomehden {Melasoma-Aitan). Diese Pigmente gehören zur Gruppe der Carotine (früher Lipoclu-ome genannt), was eine Untersuchimg auf Paraffinsclmitten unmöglich macht. Verf. bringt daher abgeschnittene Stücke Flügeldecke in Kanadabalsam und untersucht und photographiert solche Präparate, solange der Balsam noch nicht ein- gedrungen ist und das Pigment gelöst hat. Im einzelnen ergibt sich folgendes: Frisch geschlüpfte Käfer enthalten noch kein Pigment in den Decken. Bald aber wird Blut in die Elytren gepumpt. Das Blut enthält große Zellen, die wie sich zeigen läßt, aus dem Fettkörper stammen und die Vorstufe des Pigments in ihrem Plasma enthalten. Diese Zellen teilen sich nun lebhaft amitotisch und bilden bald ein kontinuierliches »Carotin- gewebe«, das nunmehr den ausgebildeten Farbstoff enthält. Vor der Eiablage ver- blassen die Flügeldecken, das Carotingewebe degeneriert fettig und der gelbe Farbstoff findet sich schließlich in den abgelegten Eiern. Betrachtungen über die chemischen und physikalischen Eigenschaften, besonders der von Willstätter untersuchten Carotine und ilire physiologische Bedeutung bilden den Schluß der Mitteilung.

V. Keuinitz (München).

Harry Federley, Ein Beitrag zur Kenntnis der Spermatogenese bei Mischlingen zwischen Eltern verschiedener systematischer Verwandt- schaft. Öfversigt af Finska Vetenskaps-Societetens Förhandünger. Bd. LVI. Afd. A. Nr. 13. 1914. p. 1-28. 12 Figuren.

Nachdem Verf. in einer früheren Arbeit (vgl. Referat im Archiv für Zellforschung, Bd. 11, S. 481) die Spermatogenese einiger P^graera-Bastarde untersucht hat und dabei zu dem Ergebnis gekommen ist, daß bei Ai'tbastarden die Chromosomenkonjugation ganz oder zum größten Teil unterbleibt, behandelte er in vorliegender Mitteihmg die Samenreife der Fi- Generation einiger Smerinthus -B&staxde. Die Resultate seien in

Archiv f. Zellforschuiig. Xlll. - 30

464

Referate.

folgender Tabelle zusammengestellt, zu deren Verständnis vorausgeschickt sei, daß die haploiden Chromosomenzahlen für Sm. tiliae = 29, für Sm. populi = 28, für Sm. ocellata und var. planus = 27 betragen.

Sm. ocellata Q X tiliae (5

(Gattungsbastard)

Sm. populi Q X oceellata (5

(Artbastard)

Sm. ocellata Q X ocellata (5 var. planus

(Rassenbastard)

Spermatogonion u. Wachstumsperiode :

Synapsis:

Pseudoreduktion durch Konjugation:

I. Eeifeteilung:

II. Reifeteilung: Spermien :

anscheinend normal

normal

meist sehr deutlich und typisch ausgebildet

findet nur zwischen einig. Chromos. stitt

40-47 Chromosomen (erwartet 56 [27 + 29])

wird durchgeführt

anscheinend normal

fehlt

50-56 Chromosomen

(erwartet55[28 + 27])

wird durchgefülirt befruchtungsfiihig

findet nur zwischen einig. Chromos. statt

36-49 Chromosomen

(erwartet54i27 + 27])

?

9

Auffallend sind hierbei besonders folgende Punkte: 1. Während bei den Pygaera- Bastarden bei Fehlen der Pseudoreduktion auch die Synapsis fehlt, ist hier eine derartige Gesetzmäßigkeit nicht vorhanden. Das würde also dafür sjjrechen, daß die Synapsis nichts mit der Clu-omosomenkonjugation zu tun hat. 2. Die »Repulsion« der Chromo- somen ist am größten bei dem »Art «-Bastard, wälarend eine Anzahl von Chromosomen des »Gattungs «-Bastardes gegenseitige Affinität besitzen. 3. Selbst der »Rasse «-Bastard zeigte noch Chromosomen- »Repulsion«. — Ebensowenig wie bei den P</(/aera-Bastarden konnte Verf. irgend etwas beobachten, was auf eine Cliromosomen-Eliminierung sehließen ließe. Fg-Tiere komiten nicht erhalten werden, da die Q , offenbar, weil sie nicht lebens- fähig sind, bald zu Grimde gehen. Auch die Rückkreuzungen gelangen nicht. — Aus dem theoretischen Teil sei erwähnt, daß Verf. sich die komplizierten Chromosomen- verhältnisse von Oenolhera gigas infolge von Biotypen-Ivreuzungen entstanden denkt, bei denen völlige oder partielle Cliromosomenrepulsion stattgefmiden hat. Ganz all- gemein glaubt Verf. in dem Grade der Chromosomenrepulsion bei Ivreuzmigen ein Maß füi' den Verwandtschaftsgrad erblicken zu dürfen. —

Zu letzterem Punkte muß indessen bemerkt werden, daß gerade die Smerinthus- Bastarde diese Auffassung nicht ohne weiteres stützen (vgl. obige Tabelle). Ungeklärt bleibt vorläufig auch noch die auffallende Tatsache, daß die Q aus einer bestimmten löeuzung im Gegensatz zu den (^ nicht lebensfähig sind. Sollte diese Erscheinung Hand in Hand mit einer noch abnormeren Chromosomem-epulsion wie bei den (jj' gehen, so müßte die Auffassung, daß der Grad der »Repulsion« vom Grade der Verwandtschaft bestimmt wird, wohl modifiziert werden. Der Untersuchung der Ovogenese darf von diesem Gesichtspunkte aus mit Spamumg entgegengesehen werden.

V. Kcmnitz (München).

Referate. 405

CowDRY, C. V., The Development of the cytoplasmic constituents of the

Nervecells of the Chick, In: The American Journal of Anatomy.

Vol XV. Nr. 4. p. 389-430. 5 Plates. 1914.

Die vorliegende Untersuchung setzt sich mit einer der brennendsten Fragen der Mitochondrienforschung auseinander: Der Frage der Entstehung der Nem-ofibrillen. Nachdem Meves (08) rein theoretisch für die Entstehung der Neurofibrillen aus Chondrio- konten eingetreten war, wurde die Theorie durch Hoven (10) in einer Untersuchung an Hühnerembryonen im Sinne von Meves bestätigt. Aber schon Duesberg (12) ver- hält sich dieser Frage gegenüber zmiickhaltend und die vorhegende Untersuchung beweist, daß die Auffassungen und Angaben von Meves und Hoven unrichtig sind: Die Neurofibrillen entstehen nicht aus Chondriokonten. Verf. zeigt das — ebenfalls an Hühnerembryonen — , indem er jeweils Stadien gleichen Alters einerseits mit dem Mitochondrienfärbemittel andrerseits mit spezifischen Neurofibrillenfärbungen (Cajal, BiELSCHOwsKY USW.) behandelt. Auf diese Weise konnte der Prozeß der Fibrillen- bildung, unter Zuhilfenahme von Vitalfärbungen, genau verfolgt werden. Dabei ergibt sich nun Folgendes: Die ersten Andeutungen von Nem-ofibrillenbildung treten als eine Differenzierung der Grundsubstanz in Embryonen auf, die 15 Somiten besitzen und 40 Stimden bei 39° gehalten wurden. Die Mitochondrien sind bei der Differenzierung durchaus unbeteiligt, was besonders aus folgenden Tatsachen hervorgeht, 1. Mitochon- drien finden sich zwar reichlich in den Nervenzellen, nehmen aber keineswegs an Zahl ab, weim die Neurofibrillen entstehen, 2. die Mitochondrien zeigen auf keinem Stadium irgend eine Affinität zu den spezifischen Neurofibrillenfärbungen, verhalten sich viel- mehr bezüghch ihrer Färbbarkeit und Morphologie ebenso wie die der Meso- und Ento- dermzellen. — Wie bereits erwähnt entstehen die Neurofibrillen als eine Differenzierung der Grundsubstanz und zwar zimächst in unmittelbarer Umgebiuig des Kerns, so daß es Verf. wahrscheinlich erscheint, daß der Kern in irgend einer Weise an der Fibrillen- bildung Anteil hat. Die Mitochondrien dagegen hält er für Zellorganellen sui generis. (Verf. vertritt demnach eine ähnliche Auffassung wie Levi und sein Schüler. Ref.) — Nunmehr haben das Wort wieder die Vorkämpfer der Mitochondrienlehre !

T. Keuinitz (München).

C. Oppenheimer, Handbuch der Biochemie des Menschen und der Tiere.

Verlag Gustav Fischer, Jena. Ergänzungsband. 746 S. 33 Abb.

1913. Geb. M. 28.50.

Den hier vorliegenden Ergänzungsband des groß angelegten OppENUEiMERSchen Handbuchs muß man wohl, seinem Inhalt nach als den vielseitigsten und anregendsten der bisher erschienenen Bände besonders für den bezeichnen, der sich für Fragen der allgemeinen Biologie interessiert, ohne dabei selbst physiologischer Chemiker zu sein. Aus dem reichhaltigen Inhalt sei hier zunächst auf einige Kapitel hingewiesen, die das besondere Interesse aller Biologen beanspruchen dürfen: »Blutkörper, Spennatozoen« von A. Kanitz, »Die Eigenschaften des roten Blutfarbstoffes« von Franz Müller, »Oxydationsprozesse in der lebenden Substanz« von A. Bach, »Der Gaswechsel der Organe, Gewebe und isolierten Zellen« vonA. LoEwy, »Biochemie der Haut« von Unna und GoLODETZ, »Über fetale Hormone « von B. Wolff, »Der Zuckerumsatz der Zelle « von C. Neuberg usw. usw. — Ich werde mich im Folgenden bemühen, dem Leser mittels einiger Stichproben aus den genannten Abschnitten eine Vorstellung von der Reich-

30*

466 Referate.

haltigkeit des Stoffes zu geben. — In dem Kapitel über »Blutkörper« usw. bespricht Kanitz die Befunde Hexzes über den Vanadiumgehalt der Blutkörper bei Ascidien, die Hamburgers über den Ca-Gehalt der Blutkörper des Rindes, die Frage des Zucker- gehaltes der Blutkörper usw. Franz Müller behandelte die mit der BARKROFTSchcn Methode gewomienen Resultate bezüglich der Sauerstoffbindung des Hämoglobins. Von hohem Interesse ist das folgende von A. Bach behandelte Kapitel über die Oxydations- prozesse in der lebenden Substanz. Dieses verwickelte und in vielen Punkten noch so kontroverse Gebiet hat hier eine glänzende Darstellung gefunden. In dem von Loewy bearbeiteten Abschnitte über den Gaswechsel interessiert besonders eine zusammen- fassende Darstellung der Untersuchungen 0. Warburgs. Der Cytologe wird für seine Zwecke die größte Anregung erf alu'en durch Lektüre des Artikels von Unna und Golodetz über die «Biochemie der Haut«, die hier eine knappe Darstellung ihrer Untersuchungen über »Sauerstoff- und Reduktionsorte« in der Zelle gegeben haben. In dem Abschnitte über »Fetale Hormone « von B. Wolff fällt angenehm auf, daß Verf. bei Behandlung der Frage der inneren Sekretion der Geschlechtsdrüsen auch die Untersuchungen an Wirbel- losen (Meisenheimer, Kopec usw.) in den Ivreis seiner Betrachtimgen gezogen hat. — Zum Schluß sei noch auf den Artikel von C. Neuberg über den »Zuckerumsatz der Zelle « hingewiesen, der eine dem heutigen Stand der Wissenschaf t angepaßte Schilderung des Gärungsprozesses der Hefe enthält, dieses Problems, das so einfach es zunächst schien, trotz der Arbeit eines Jahidnmderts noch keine definitive Lösung erfahren hat. ■ — Aber auch die übrigen Abschnitte, auf die hier nicht besonders verwiesen wurde, enthalten eine Fülle des Interessanten und so kann denn die Lektüre des ausgezeichneten Werkes jedem Biologen nicht genug empfohlen werden. y. Keiuuitz (München).

Max-Rubner, Die Ernährimgsphysiologio der Hofezplle bei alkoholischer

Gärung. 396 Seiten, 40 Figuren. Verlag Veit u. Co., Leipzig. 1913.

M. 30.-.

Die vorliegende in Form einer Monographie gehaltene umfangreiche Untersuchung des bekannten Autors verschafft uns auf Gnmd eigener Untersuchungen des Verf. einen tiefen EinbHck in die Lebensprozesse der Hefe, so daß Verf. am Schluß wohl mit Recht sagen kann, daß wir »von diesem mikroskopischen Wesen, der Hefe, jetzt fast mehr wissen, als von der Ernälu-ung mancher höherer Organismen. « — Das Hauptverdienst der Untersuchung besteht wohl daiün, daß Verf. die einzelnen chemischen Lebens- prozesse der Hefe mit Hilfe einer besonders ausgebildeten Methodik kalorimetrisch auf ihre Wärmetönung hin untersucht hat. Aus der Fülle von Tatsachen, die das Werk ent- hält, seien hier nur einige wenige herausgegriffen. Es läßt sich auch kalorimetrisch zeigen, daß der Gärungsprozeß in seiner Totalität oder zum Teil Quelle der Lebensenergie der Hefe ist. Die durch quantitative Untersuchungen bereits früher ermittelte Tatsache, daß der nach C. Buchners Angaben gewonnene Preßsaft einer bestimmten Menge Hefe eine ganz erheblich schwächere Wirkung entfaltet als die gleiche Menge intakter Hefe, hat RuBNER ebenfalls kalorimetrisch bestätigt. So liefern z. B. 1 g frischer Hefe im Mittel in 24 Stunden 860 g Kai., die »Zymsse« aus 1 g Hefe dagegen nur 41 g Kai., also nur 4,6%. Die überwältigende Masse der Zuckerspaltimg ist also »Zellwirkung«. Die Menge des Gärungsferments hat auf die Wärmebildung keinen nachweisbaren Ein- fluß, sofern sich die verwandten Hefemengen zwischen 2 und 10 g halten. Umgekehrt ist auch die Konzentration der Rohrzuckerlösungen ohne Einfluß auf die Wärmebildung, sofern sich diese Konzentrationen zwischen 5 und 20% bewegen. Erst bei weiterer

Referate. 467

Abnahme des Rohrzuckergehaltes (2,5%) fällt auch die Wärmebildung und zwar um etwa 11%. Sehr bemerkenswert sind auch die kalorimetrischen Untersuchungen über die Änderungen der Gärkraft der Hefe und die Eigenschaften der »ermattenden« Hefe- zellen. — • Schließlich sei noch auf die besonders interessanten Beobachtungen über die Wärmetöiumg bei der Glykogenbildung der Hefe hingewiesen. Es zeigt sich dabei, daß die Glykogenbildung unter meßbar negativer Wärmetönung erfolgt, wie zu erwarten. Es ist das der erste Fall, wo ein synthetisierendes Ferment in seiner Wirksamkeit ge- messen worden ist. Auf die folgenden Kapitel, die hauptsächlich dem Stickstoffwechsel der Hefezelle gewidmet sind, kami hier nur hingewiesen werden, wie denn überhaupt diese Zeilen nur als ein Hinweis auf das reichhaltige, eine Fülle des Interessanten ent- haltende Werk gedacht sind. V. Kemuitz (München).

A. Brächet, Action inhibitrice du sperme d'Aniielicle {Sabellana alveolata) sur la formation de la membrane de fecondation de l'oeuf d'Oiirsin (Paracentrotus liriilus). Comptes rendus des seances de rAcademie des scienees Paris. T. 157. p. 605. 13. X. 1.3. 4 Seiten.

Die Spermien von SaheUaria dringen nicht in die Eier von Paracentrotus ein. Läßt man die Eier mit ,S'fli^e//a/7'a-Spcrmien wälu'end einer Stunde in Kontakt, so verlieren sie, selbst nach sorgfältigem Waschen und Entfernen der SaSefc/ia- Spermien, die Fähigkeit eine Befruchtungsmembran zu bilden, wenn sie nunmehr mit Paracentrotus- Sperma befruchtet werden. Die Furchungen verlaufen zwar zimächst normal. Auf dem Blastula-Stadium aber treten Anomalien auf, in deren Gefolge die Eier zu Grunde gehen. Trotz des Mangels der Befruchtungsmembran tritt Di- oder Polyspermie höchst selten auf, woraus zu schließen ist, daß die Befruchtungsmembran eine andre Bedeutimg hat, als die, eine Mehrfachbesamung zu verhindern. Y. Kemuitz (München).

E. Faure-Fremiet, Le cycle germinatif chez VAscaris megalocephnla. Archives d'anatomie microscopique. T. XV. Fase. IV. p. 435—757. 3 Tafeln, 136 Textfiguren.

Verf. hat es in der vorhegenden, sein* umfangreichen Untersuchung, die in Form einer Monographie gehalten ist, imternommen, den Generationszyklus von Ascaris megalocephala beginnend mit der jungen Ovo- und Spermatogonie, endigend mit der Anlage der Geschlechtsdrüsen im Embryo, einer eingehenden morphologischen, mikro- und makrochemischen Untersuchimg zu imterziehen. Es liegt in der Natiu- einer solchen, an einem so vielseitig bearbeiteten Objekt wie Ascaris megalocephala angestellten Unter- suchung, daß sie die Ergebnisse anderer Untersucher zum Teil weitgehend referierend darstellen muß. Verf. hat sieh aber bemüht, selbst sehr genau untersuchte Verliältnisse aus eigener Anschauung kennen zu lernen und nachzulaufen. Ich werde mich in diesem Referat darauf beschränken, die Ergebnisse, die neu sind, oder mit denen andrer in Widerspruch stehen, wiederzugeben.

Nach einer kurzen Darstellung der Entwicklung, die die BovERische Beobachtung der Ghromatindiminution in Somazellen bestätigt, schildert Verf. den Bau der Ge- schlechtsorgane und wendet sich dami zu einer Untersuchung der Leibeshöhlenflüssigkeit Im Gegensatz zu Flury (12) findet er etwa 0,2 ^/qq Glukose in der Leibeshöhlenflüssigkeit

468 Referate.

und bestätigt die FLURYSche Angabe von der Anwesenheit von Hämoglobin — bzw, Oxyhämoglobin — in der Leibeshöhle und im Darmepithel auf spektroskopischem Wege. Dagegen ist Verf. die wahre Natur der im Darmepithel reichlich vorhandenen stark lichtbrechenden Körnchen entgangen. Er hält sie für Hämoglobin-Derivate, während Quack(13) — deren Arbeit Verf. wohl erst während der Drucklegimg erreichte — fest- gestellt hat, daß diese Körnchen aus Gips bestehen. Es folgt eine Schilderung der in- timeren Strukturen der gonialen Keimzellen. Das blinde Ende der Geschlechtsdrüsen ist verdickt und enthält ein S3mcitium. Im Plasma finden sich reichlich Mitochondrien, nie aber Chondriokonten. In Ovo- und Spermatogonien, sowie in die Rachis sind Fett- kügelchen eingelagert, die sich mit Sudan III färben und Osmiensäure reduzieren, mikro- chemisch also als ein gewöhnliches Triglycerid, mit zum mindesten einem Ölsäurerest zu charakterisieren sind. — Besonders beim Weibchen findet sich z. Z. der Ovogonien- teilungen eine merkwürdige Anomalie, die Verf. als »abortive Parthenogenese <( bezeich- net. Einzelne Ovogonien teilen sich amitotisch, ohne daß vollkommene Plasmateilimg erfolgt. Die Zellen bleiben vielmehr in einem gewissen Connex miteinander. Auf diese Weise entstehen Zellhaufen, die im Iimern eine Höhle enthalten und an Blastulae cr- irmern. Schließlich gehen diese Bildungen zu gründe. Es folgt die Schilderung der Wachstumsperiode, zimächst des Eies. Von Interesse sind hierbei besonders die Unter- suchungen über die chemische Natiu" der Mitochondrien. Mit Sudan III färben sie sich schwach rosa. Von Vitalfarbstoffen wird Dahliaviolett stark adsorbiert, dagegen Os- miurasäure selbst bei 60° nur schwach reduziert. Nach Chromierimg färben sich die Mitochondrien besonders mit Orange-G. imd Säiu-efuchsin. Die makrochemische Unter- suchung, deren Methodik Ref. nicht ganz einwandfrei scheint und darauf beruht, daß das Mitoehondriumlipoid sich angeblich nur in 60—80% Alkohol und Chloroform, nicht aber oder nur schwach in Abs. Alkohol, Chloroform, Äther und Aceton löst, lehrt, daß es sich um ein Phosphatid handelt (gelber Niederschlag von Phosphor-Molybdän), nicht aber um Lecithin (vgl. Methodik). Alles in Allem dürfte es sich bei den Mitochondrien um eine Verbindung von Mitochondrien mit Eiweiß handeln. Die Glykogenbestimmungen im Ovar hat Verf. durch Inversion des Glykogens mit Salzsäure und quantitative Be- stimmung des so erhaltenen Zuckers dm'chgeführt. (Zuverlässiger scheint Ref. die direkte Bestimmung nach Brücke-Külz). Auf diese Weise wurden im Mittel 21% Glykogen bezogen auf getrocknetes Ovar gefunden. Zum mikrochemischen Nachweis benutzt Verf. ausschließlich Jod. Die vom Ref. (12) angewandte BESTSche Methode scheint Verf. — wohl mit Unrecht — als nicht genügend zuverlässig. Weiterhin untersucht Verf. die bereits von Flury (12) studierte ätherartige Substanz der Ascariden. Miki-o- chemisch läßt sich die Substanz nur an Gefrierschnitten oder Zupfpräparaten studieren. Sie reduziert Osmium nicht, wird aber durch Sudan III und Naphtnlblau gefärbt, häufig tritt sie in Form kristallinischer Massen im Plasma auf, die meisten Fettlösmigsmittel lösen sie leicht in der Wärme. Es handelt sich offenbar um dieselbe Substanz, die Flury vorgelegen hat imd die entweder eine gewöhnliche hochmolekulare Fettsäure (Faure- Fremiet) von der Brutto - Formel C20H40O2 repräsentiert, oder eine Oxysäure, die zugleich Säure und Alkohol ist von der Formel: C32H64O4 (Flury). Es verdient be- sonders erwähnt zu werden, daß dieser Körper anscheinend in andren Geweben fehlt imd überhaupt ausschließlich beim Weibchen vorkommt. In den Ovocyten finden sich ferner reichhch KalkphosjAate in Form von Kugeln. Die Substanz in Lösung gibt mit Oxal- säure einen Niederschlag von oxalsaurem Kalk, mit Molybdänsäure einen solchen von phosphorsaiu-em Molybdän, außerdem die Biuretreaktion. Der Körper enthält demnach Eiweiß. In der reifen Ovocyte sammeln sich diese Kalkphosphatkugeln zusammen mit

Referate. 469

Kriställchen jenes Säurealkohols in der Mitte des Eies. Die Bildimg der chitinösen Mem- bran des Eies, geht auch ohne Befruchtung vor sich, was Verf. besonders mit Hilfe des Ultramikroskops an einer jungfräulichen Ascaris beobachtete. Behandlimg der unbe- fruchteten Eier nach der Methode von Loeb mit Essigsäure oder Buttersäure schwacher Konzentration hat keinen erkennbaren Einfuß. — Die mm folgende Darstellung der Chromosomenverhältnisse der Ovocyte ist etwas kursorisch ausgefallen. Die Arbeit von Blankertz (11) ist Verf. entgangen. Er betrachtete den ringförmigen Körper als soma- tisches (»Tropho-KjChromatin, im Gegensatz zu den Chromosomen, die das eigentliche generative ( «Idio «-)Cliromatin enthalten. Das führt ihn natiirhch zur Annahme der Hy]3othese von der Doppelkernigkeit der Zellen. — Es folgt die Behandlung der Wachs- timas- und Reifimgserscheinungen iimerhalb der Spermatogenese. Ebenso wie Ref. (12) findet Verf. in den Spermatocyten kein Glykogen. Eine eingehende Untersuchung hat Verf. den »Glanzkugeln« gewidmet. Mikrochemisch verhalten sie sich wie folgt: Un- löshch in allen Fettlösimgsmitteln, löshch in heißem Wasser, färbbar mit den meisten VitaKarbstoffen (Dahliaviolett, Neutralrot, Methylenblau usw.), nicht färbbar mit Sudan III und Scharlach. Die Substanz läßt sich durch geeignete Behandlung (Methode im Original) isolieren und zeigt makrochemisch folgende Eigenschaften: Sie gibt die Millon- sche imd die Biuretreaktion, löshch in Laugen, unlöslich in Säuren, sie wird durch sämt- liche eiweißfällende Mittel gefällt, der Gehalt an N. beträgt 17.5%. Es handelt sich demnach um eine nicht näher zu definierende eiweißartige Substanz, die Verf. als »Asca- ridin« bezeichnet. Die Beschreibung der Chromatinverhältnisse der Spermatogenese einschheßlich der Reifeteilungen füllt nur eine Seite! Verf. hält auch für die Spermato- genese die Existenz eines »Amphikaryons « für sicher und meint, daß die Reifeteilimgen ja gut bekannt seien, eine Auffassung, die -Ref. nicht teilen kann! Bezüglich der Spermio- genese kommt Verf. wieder auf die alte van BENEDENsche Auffassung, daß die Aus- bildung der Spermatiden erst im Weibchen erfolge, zurück, da er niemals reife Spermien im Vas deferens des Männchens finden konnte. Die keinen Zweifel zulassenden ent- gegengesetzten Beobachtungen des Ref. (12) sind Verf. unbekamit geblieben. Es folgen Beobachtungen über die Befruchtung. Zunächst solche chemischer Natur über die Eischale. Diese besteht aus echtem Chitin (.?Ref.), da sie in kochender Lauge" unlöslich ist, durch Salzsäure aber hydrohsiert wird. Das erhaltene Glukosamin, bzw. die Glukose kann durch die SxEUDELSche Reaktion, bzw. durch Glukosazonbildimg diagnostiziert werden. Die Glykogenbestimmimgen in befruchteten Eiern ergeben, daß nach Eindringen des Spermiums etwa ^/g des Glykogens verschwimden sind. Es folgen einige wiederum etwas »kursorisch« gehaltene, nichts neues bringende Bemerkungen über das Verhalten von Chromosomen imd Mitochondrien, wälirend Befruchtimg und Richtungskörper- bildung. Merkwürdigerweise wird hierbei, besonders bei der historischen Übersicht, der Name Boveris überhaupt nicht genarmt! — Verf. wendet sich nun der Behandlung der Embryogenese zu, wobei zimächst Angaben über den Verlust von Trockensubstanz während der Furchimg gemacht werden. Dieser beträgt im Mittel 5,7% (in welcher Zeit? Ref.). Es folgen mehr schätzimgsweise angestellte Beobachtimgen über den Gaswechsel. Der respiratorische Quotient der Eier wälirend der Furchung beträgt etwa 0,88. Wenn seine Bestimmung auch mit sehr beträchtlichen Fehlerquellen behaftet ist, so glaubt Verf. doch schließen zu dürfen, daß die Reservestoffe im Ascarisei total bis zu CO 2 und Wasser verbrannt werden, die Entwicklung also oxybiotisch verläuft, was auch mit den morphologischen Befunden bei Sauerstoffentziehung imd denen früherer Autoren (Hallez und Bataillon) übereinstimmt. Verf. hat auch versucht, sich experimentell mit derLoEBSchen Hypothese der Nukleinsynthese aus dem Plasma auseinander zu setzen.

470 Referate.

Zu diesem Zweck hat er auf dem 2-Zellenstadium und im Embryo bestimmt: 1. Die ge- samte Phosphormenge, 2. den Phorphor der Lipoide (im Acetonniederschlag). 3. den Phosphor der mineralischen Phosphate. Die Differenz 1 — (2 + 3) gibt nach Verf. den Phosphorgehalt der Kerne an. Auf diese Weise konnte Verf. feststellen, daß der Phosphor der Lipoide im Embryo gegenüber dem 2. Zellenstadium eine kleine Zunahme erfahren hat, also das Gegenteil von dem, was nach Loeb zu erwarten ist. (Leider gibt Verf. hier- über keine genauen Zahlen. Auch scheint mir die Methodik keineswegs einwandfrei, so daß aus diesen gewiß sehr interessanten Versuchen allein — allerdings hat Schakell (11) bei Arhacia ähnliche Resultate erhalten — wohl noch nicht der »Ruin« der Loeb- schen Theorie folgt, zumal wo morphologisch eine Zunahme des Gesamtcluromatins am Ende der Furchung gegenüber dem 2-Zellenstadium erwiesen ist. Wichtiger erscheinen mir zum Entscheid dieser Frage die Befunde Masings (10), die Verf. anscheinend nicht kennt. Ref.). — Es folgen nun interessante Beobachtungen über experimentelle Beein- flussung der Furchung. Aus Eiern, die in sauerstoffarmer Atmosphäre gehalten wurden, resultieren Keime, bei denen die Blastomere Sj kernlos ist, P^ dagegen enthält IG scldeifen- förmige Cln-omosomen! Nach Rückversetzung unter normale Bedingungen resultiert aus den Derivaten von Pi ein anscheinend normaler Embryo. — Bei der Untersuchung von Eier n, die mit Radium und X-Strahlen bestrahlt wurden, kommt Verf. zu im wesent- lichen denselben Resultaten, wie P. Hertwig (11) und Payne (13). Während die Soma- zeUen verhältnismäßig wenig unter der Bestrahlung leiden, werden Kerne, die die Dimi- nution noch nicht durchgeführt haben und sich im Stadium der Äquatorialplatte befinden, derart geschädigt, daß sowohl ihre somatische, wie ihre generative Descendenz beträcht- liche Anomalien aufweist. Verf. hat auch eine Nachprüfung der Centrifugierungs versuche von BovERi und Hogue unternommen und dabei morphologisch festgestellt, daß der »Granulaball« der Hauptsache nach aus Mitochondrien besteht, woraus angesichts der Versuche Boveris zu schließen ist, daß diese weder für die Furchung, noch für die erste Differenzierung unentbehrlich sind. Im letzten Kapitel beschäftigt sich Verf. mit der Funktion der Wandungszellen im männlichen imd weiblichen Geschlechtsapparat. Übereinstimmend mit früheren Autoren beobachtet er die Phagocytose der »Zwischen- körperchen« durch die Wandzellen des Hodens und verbreitet sich dann über die Auf- nahme nicht zur Befruchtung gelangter Spermien durch das Uterusepithel, wobei ihm abermals entgangen ist, daß Ref. (12) und Romeis (12) diese Verhältnisse bereits ein- gehend untersucht haben. • — Ganz allgemein ist es überhaupt zu bedauern, daß Verf. bei der Niederschrift seiner Untersuchung, die noch eine Menge interessanter Details enthält, die deutsche Literatur recht stiefmütterhch behandelt bat.

Mai 1914. T. Keiimitz (München).

Archiv für ZdlforschiLug. Bd. XII J.

Tafel X.

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Taf XXX.

Martinotii.

Yerlag von Wilhelm Engelmanu in Leipzig.

Inhalt des 3. Heftes.

Seit« A. A. Sapehin, Untersucbungeu über die Individualität der Plastide. Mit

Tafel X-XXVI 319

SiDNEY I. KoRNHAUSER, A Cytological Study of the Semi-parasitic Copepod, Hersilia apodiformis (Phil.), with Some General Considerations of Cope- pod Chromosomes. With 9 Textfigures and Plates XXVII-XXIX . 399 Leonardo Martinotti, Eicerche suUa fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto alla gua funzione eleidoche-ratinica. Nota II. Lo Strato granulöse e la funzione cheratojalinica. Con tavola XXX 446 Keferate. Boveri, Th., Zur Frage der Entstehung maligner Tumoren.

(Nachtsheim) 459

KiTE, G. L. and Chambers, Robert Ir., Vital staining of Chromosomes and the Function and Structure of the Nucleus. (v. Kemnitx) . . . 462

KiTE, G. L. , Studies on tlie physical properties of protoplasma. I. (v. Kemnitx) 463

Schulze, Paul, Studien über tierische Körper der Carotingruppe. I. (v. Kemnitx,) 463

Federley, Harry, Ein Beitrag zur Kenntnis der Spermatogenese bei Mischlingen zwischen Eltern verschiedener systematischer Verwandt- schaft, (v. Kemnitx) 463

CowDRY, C. V., The Development of the cytoplasmic constituents of the Nervecells of the Chick. (v. Kemnitx) 465

Oppenheimer, C, Handbuch der Biochemie des Menschen und der Tiere. (v. Kemnitx,) 465

RuBNER, Max, Die Ernährungsphysiologie der Hefezelle bei alkoholischer Gärung, (v. Kemnitx) 466

Brächet. A., Action inhibitrice du sperme d'Annelide (Sabellaria alveolata) sur la formation de la membrane de fecondation de l'ceuf d'Oursin (Paracentrotus lividiis). (v. Kemnitx) 467

Faure-Fremiet, E., Le cycle germinatif chez YÄscaris megalocephala. (V. Kemnitx) 467

Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig.

Archiv

fÜP

Entwicklungsmechanik der Organismen

herausgegeben von

Dr. Dr. Wilhelm ßoiix

o. ö. Professor der Anatomie in Halle a. S.

Tierzigster Band, 4. Heft

Seite 497—671. Mit 37 Figuren im Text und 5 Tafeln ' Gr. 8. jni.—

Inhalt: Arthur William Meyer, Curves of Prenatal Growth and Autocatalysis. With 10 figures in text. — J. Runnstr im, Analytische Studien über die Seeigelcntvvicklunsr. Erste Mitteilung. Mit 20 Figuren im Text. — B. Aschner, Über den Kampf der Teile im Ovarium. — Benno Romeis, Experimentelle Untersuchungen über die Wirkung innersekretorischer Organe. 11. Der Einfluß von Thyreoidea- und Thymusfütterung auf das Wachstum, die Entwick- lung und die Regeneration von Anurenlarven. Mit 55 Tabellen, 4 Kurven und Tafel XIX— XXI. Erste Hälfte — Alfred Fischel, Über das Differenzierungsvermögen der Gehirnzellen. Mit Tafel XXII und XXIII. — Ernst Masing, Bemerkungen zu der Arbeit von Robertson und Wasteneys: . On the changes in Lecithin - Content which accompany the Development of Sea- Urchin Eggs.« — Autoreferat: Hermann Kranichfeld, Die funktionelle Anpassung der embryonalen Aortenbogen.

Verlag von Willielin Engelmann in Leipzig.

Anatomisclie und entiicWungsgescMchtliclie

fflonograpMen

herausgegeben von

Wilhelm Roux

1. Heft:

Das Gehirn des Chemikers D. J.Mendelejew

von

W. V. Bechterew und R. Weinberg

Mit einem Bildnis Meudelejews und 8 Tafeln 23 S. Lex. 8. Geheftet Jt 7.—

2. Heft:

Die Hernia Mesenterico-Parietalis dextra

Versuch einer kausalen Analyse der atypischen Lag-erung*

des Darmes

von

Paul Eisler und Joh. Fischer

Mit 3 Figuren im Text. V n. 84 S. Lex. 8. Geheftet Jl 7.—

S.Heft:

Remarques sur le Mecanisme du Modelage des Embryons Humains

(Jusqu'ä 6 a 7 mm. de Longueup)

Courbes Embryotectoniques

par

Dr. Eugene Bujard

Avec 43 figures dans le Texte VI u. 96 S. Lex.-8. Geheftet Ji 14.—.

In diesem Hefte befindet sich der Verlagsbericht 1914 der Verlagsbuch- handlung Wilhelm Engelmann in Leipzig, sowie eine Ankündigung der Inter- nationalen Zeitschrift für wissenschaftliche Synthese »Scientia«.

Druck von Bieitkopf & Härtel in Leipzig.

ARCHIV

FÜR

ZELLFORSCHUNG

HERAUSGEGEBEN

VON

DR. RICHARD GOLDSCHMIDT

PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN

DREIZEHNTER BAND VIERTES HEFT

MIT 16 TEXTFIGUREN UND 10 TAFELN

AUSGEGEBEN AM 13. APRIL 1915

LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN

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Preis : M. 20.—.

Mitteilung an die Herren Mitarbeiter.

Dämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschimg, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Professor Dr. R. Goldschmidt, Zoologisches In- stitut, München, Alte Akademie zu senden.

Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar M 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so -wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Dissertationen'sind von der Honorierung ausgeschlossen.

Den Herren 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 druckfertig einzuliefern, d. b. 80, daß das Lesen der Korrektor in der.Ausmerzung von Satzfehlern besteht, nicht in einer stilistischen oder sachlichen Umarbeitang. 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 xu setzen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst xuxuschreiben, wenn seine Arbeit etwa für ein späteres Heft zurückgestellt werden muß.

Redaktion und Terlagsbuchhandlung.

li comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi delio sviluppo dei Mammiferi.

Di Giuseppe Levi (Sassari).

Colle figure A— G nel testo e tavole XXXI— XXXIV.

Indice.

I. Introdiizione e riassunto storico. II. Materiale e metodi di ricerca.

III. I condriosomi negli oociti in accrescimento ed in matiirazione e nelle iiova fecondate.

IV. I condriosomi nelle uova in segmentazione.

V. I condriosomi nelle blastocisti sino alla formazione della cavitä amniotica. VI. I condriosomi nei blastodermi dalla comparsa della Linea primitiva sin dopo la chiusura deUa doccia midoUare. VII. Riassunto. VIII. Considerazioni

A) Sulla forma dei condriosomi.

B) Natura condriosomale degli organuli studiati.

C) U numero dei condriosomi nelle cellule diu^ante l'ontogenesi.

D) Destino dei condriosomi maschili.

Indicazioni bibliografiche. Spiegazione deUe tavole.

I. lutroduzioue e riassunto storico.

L'esisteiiza di condriosomi nelle cellule provenienti da segmentazione deir novo fu dimostrata per la prima volta da Benda (1903) ; quest' Autore ha descritto e raffigurato (1906) delle granulazioni mitocondriali nei blastomeri di Tritone in segmentazione.

Di gran lunga piü estese furono le ricerche iniziate da Meves parecchi anni dopo (1911—1914) suUa fecondazione e suUa segmentazione delle uova di Vermi, Ecliinodermi e Tunicati.

Archiv f. Zellforachnng. XlII. 31

472 Giuseppe Levi

Nell911MEVES dimoströ, che nelle uova AiAscaris megalocejala subito dopo avvenuta la fecondazione, i mitocondri maschili abbandonano lo spermatozoo, emigrano nell' ooplasma e si disgregano in particelle minu- tissime; da questo momento non e piü possibile di riconoscere i mitocondri maschili dai femminili e poco dopo accadi'ebbe una fusione fra gli uni e gli altri.

I fratelH E. ed L. Zoja avevano fin dal 1891 osservato in questa stessa specie il franmiischiarsi di granulazioni (plastiduli) di provenienza paterna e mäterna, le quali corrispondono certamente a quelle viste da Meves.

Altre ricerche sulle uova di Ascaris furono pubblicate successiva- mente al lavoro di Meves (1914), da Retzius (1911), daVEJDOvsKY (1911), da Held (1912). da Romeis (1912); esse sono esposte e criticate diffusa- mente nel lavoro di Meves (1913) ed e inutile che io ne parli ; Held (1912) avrebbe osservato che i mitocondri maschili passerebbero nell' ooplasma senza disgregarsi, almeno durante un certo periodo.

Piü recentemente (1914) Meves riferisce sul comportamento dei condriosomi nelle uova di Ascaris a due blastomeri; le granulazioni si affollerebbero costantemente intorno alla centroteca.

Nel 1912 Meves descrisse la fecondazione e la prima segmentazione deUe uova di Parechinus miliaris; in questa specie i mitocondri ovulari hanno la forma di granuli piccohssimi; nello spermatozoo quella forma- zione ad anello, che vien definita dagli Autori conie pezzo intermedio, si tinge coi metodi elettivi per i condriosomi.

Durante la fecondazione il pezzo intermedio si mantiene invariato nell' ooplasma, e per di piü esso persiste senza disgregarsi in uno solo dei due blastomeri, i quali nel Parechinus non sarebbero adunque equivalenti.

Nel 1913 Meves riferi i suoi studi sulFuovo di Phallusia mamillaia\ lo spermatozoo possiede una guaina mitocondriale avvolta in 2—3 giri intorno alla testa; l'uovo fecondato contiene mitocondri, in parte sparsi fra le sfere di deutoplasma, in parte accumulati al polo inferiore.

La guaina spirale dello spermatozoo, che e penetrato nell' novo, si suddivide in anelli distmti, i quali ad un determinato momento scompaio- no; subito dopo si ritrovano sparsi fra i filamenti deU' aster dei corti bastoncini, che Meves suppone derivino dagli anelli della testa dello sper- matozoo. Anche durante la prmia divisione di segmentazione i bastoncini rimangono limitati all' aster.

Anche Duesberg (1913) in un' altra specie di Ascidia {Cyona inte- stinalis) ha visto che durante la segmentazione i condriosomi sono preva- lentemente accumulati al polo vegetativo ; e presso i fusi di maturazione

H comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 473

in ima massa di sostanza fondamentale si trova qualche condriosomo a forma di bastoncino.

Luna(1913) ha conferaiato l'esistenza di mitocondri nei blastomeri di Anfibi, giä diinostrata da Benda. Le ricerche sui condriosomi in fasi piü inoltrate della segmcntazione dell' uovo sono scarse ; importante mi sembra lo studio di Eomeis (1912), il quäle in Äscaris segui i condriosomi dall' uo- vo in segmcntazione sino all' embrione con differenziazioni istologiche, dimostrando che negli archigonociti i condriosomi aumentano molto meno che nelle cellule somatiche ; nei primi l'aumento dei condriosomi incomincia soltanto quando si trasformano in cellule sessuali funzionalmente attive. Durante la mitosi i condriosomi si comporterebbero in questo materiale in modo diverso che in altre cellule. Nessun rapporto genetico esiste fra condriosomi e deutoplasma, il quäle, com' e noto, persiste a lungo negli embrioni di Äscaris.

ScHAXEL (1912) studiando la fecondazione e la segmcntazione di un F olichete {Aricia foetida) si convinse che i mitocondri sono sparsi ovunque e non si trasformano finche non interviene la differenziazione.

DuESBERG (1913) ha studiato la citologia di uova di Cyona intestinalis a 16, a 32, a 64 blastomeri; ciascuna cellula contiene uno strato periferico di granuli di deutoplasma ed uno strato perinucleare di plastosomi. Nelle gastrule le cellule deU' abbozzo dei sistema nervoso sono piü rieche in plastosomi, piü povere in deutoplasma delle cellule ectodermiche ; moltis- simi plastosomi contengono le cellule muscolari.

Delle ricerche di van der Stricht (1909), di Duesberg (1910) , di EuBASCHKiN (1910) sui condriosomi delle uova di Mammiferi dirö in altro capitolo ; mi limito per il momento a rammentare, che fu da questi Autori dismostrata l'esistenza, anche nelle uova di Mammiferi in segmcn- tazione, di granulazioni mitocondiiah voluminöse.

Convinto dei grande interesse che presenta lo studio dei destino dei condriosomi 1) durante i primi periodi deUo sviluppo e convinto anzi, che sopratutto per questa via noi arriveremo ad illustrare il significato dei condriosomi ancor oggi tanto oscuro, ho intrapreso delle ricerche citolo- giche SU uova ed embrioni di Chirotteri, che raccolsi a questo scopo neUa primavera degli anni 1912 e 1913.

1) Riguardo aUa nomenclatura, mi attengo a quella proposta originariamente da Meves 908 : mitocondri forme granulari, condrioconti forme filamentose, condriosomi definizione generica per tutte le varietä di condrioma. Nella denominazione recente di plastosomi h implicito il principio della loro partecipazione alla differenziazione cellulare. che io non posso accettare.

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474 GiusepjDe Levi

In questa mia memoria io riferirö su quel periodo dello sviluppo che intercede fra la fecondazione delF uovo e l'apparire delle prime differen- ziazioni negli organi delF embrione. Sul periodo di accrescimento e di maturazione, riferirö soltanto quelle iiotizie che credo utili ad una piü esatta interpretazione degli stadi, che furono piü particolarmente oggetto delle mie ricerche.

IL Materiale e metodi di ricerca.

10 ho utilizzato 25 iiova tubariche e 9 uova uterine di Vespertüio murinus, 3 uova tubariche e 6 uova uterine di Vespertüio Blasii, 10 uova tubariche e 7 uova uterine di Rhinolophus euriale, 2 uova tubariche ed 1 uovo uterino di Miniopterus Schreiberti; in tutte queste 63 uova la fissa- zione e la colorazione erano rieselte in modo perfetto ; di altre uova meno ben fissate non fu tenuto alcun conto.

Furono inoltre oggetto di studio moltissime blastocisti e numerosi embrioni di tutte e quattro le specie suddette.

Per Io studio delle uova tubariche ed uterine furono sezionate in serie la tuba e l'utero ; cosi pure le blastocisti furono studiate in sezioni seriali deU' utero; le sezioni furono a preferenza condotte parallelamente aUa superficie delF utero, ma altre volte l'utero fu sezionato perpendicolar- niente al suo asse. I blastodermi e gh embrioni venivano naturahnente fissati dopo averli tolti daU' utero, col sussidio, quando ciö era necessario, del microscopio binoculare.

La maggior difficoltä che ho incontrato in queste mie ricerche fu di ottenere una buona fissazione deUe uova contenute neUa tuba e nell'utero.

11 liquido di Regaud e molto penetrante e permette di ottenere con una certa costanza la colorazione dei condiiosomi ; ma le uova fissate in questa miscela apparivano deformate e conservate in maniera imper- fetta. II hquido di Benda si dimoströ anche menö adatto del primo. Migliori risultati ho ottenuto coUa miscela di Champy (bicromato, acido cromico e tetrossido di osmio); perö neppure questo metodo da risultati costanti. Dopo molti tentativi mi convinsi che le piü beUe imagini si hanno anche su questo materiale colla formula di Maximow, modificata coU' aggiunta di una maggior quantitä di tetrossido di osmio e di formolo (vedi la mia pubbHcazione suUe cellule soniatiche dell' ovaio 1913).

Certo anche questo fissatore ha il difetto di essere poco penetrante, inconveniente particolarmente sensibile nella conservazione delle uova uterine; cercai di ripararvi demolendo con delle forbicine ben affilate la

II comportamento dei condriosomi dnrante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 475

tonaca muscolare delF utero ; perö il procedimento e pericoloso, perche si corre il rischio di guastare l'uovo. II minor spessore della parete uterina in Rhinolophus ed in Vesp ertüio Blasii permette di raggiungere in queste specie con maggior costanza una buona fissazione.

II procedimento consigliato da qualche Autore di fissare l'ultero cogli ovidutti in sito si dimoströ poco opportuno nel caso nostro; anche pre- scindendo dal grande spreco ditetrossido di osmio che esso richiede, non ottenni con questo mezza buoni risultati. iVd ogni modo la fissazione preliminare e per lo meno superflua, perche le semplici nianipolazioni, che l'asportazione dell' utero e degli ovidutti richiedono, non compromettono affatto l'integritä delle uova e delle blastocisti.

La fissazione e piü che mai capricciosa nella f ase dello sviluppo dell' no- vo in cui incomincia a formarsi il lecitocele; e dnrante questa fase le uova nelle quali rilevai le niigliori imagini furono quelle di RJdnohphus.

Ad ogni modo in qualche caso delle uova e delle piccole blastocisti contenute nell' utero, anche in Vespertüio murinus riescirono ben fissate, senza demolirne la parete; le ragioni di questa grande incostanza della fissazione, ben nota a tutti coloro che lavorano sui condriosomi, mi sfug- gono completamente. Data la natura del mio materiale di ricerca, acces- sibile soltanto in un brevissimo periodo dell' anno, mi trovavo nell' impossi- bilitä di eseguire dei tentativi preliminari di tccnica; e perciö nel caso nostro gli inconvenienti lamentati divenivano particolarmente sensibili. Ecco perche, nonostante il grandissimo numero di esemplari deUe 4 specie di Chirotteri ricordate, che ebbi a mia disposizione nella stagione oppor- tuna, soltanto un numero relativamente esiguo di uova pote essere utihzzato per il mio scopo. La conservazione delle blastocisti giä fissate alla mucosa uterina incontrava minori difficoltä.

Gü ovidutti e gli uteri, dopo rapido lavaggio in acqua corrente, veni- vano tenuti per 24 ore in alcool con tintura di iodio, poi rapidamente disi- dratati ed inclusi; ho trovato grande vantaggio nella doppia inclusione in celloidina e paraffina.

Venivano eseguite sezioni in serie dello spessore di 4—5 jx, di rado piü sottili.

Ho dato la preferenza alla colorazione coli' ematossilina ferrica, previa ossidazione delle sezioni col metodo Rubaschkin. Belle imagini ottenni piü tardi, quando cioe le mie indagini erano digiä inoltrate, colla modifica- zione al metodo di colorazione di Altmann proposta da Kull (1913). Questo metodo riusci ottimamente tanto su materiale fissato in hquido di Champy che in quello conservato nella miscela di Maximow, ed anche per questa colorazione era assai vantaggiosa l'ossidazione deUe sezioni.

476 Giuseppe Levi

Un ultimo particolare tecnico ; quando si desideri di colorire le sezioni coli' ematossilina ferrica, e opportuno di far seguire all' ossidazione la riduzione coli' anidi'ide solforosa (miscela di Pal), perche in tal caso il grasso osmizzato acquista una tinta giallognola e si distingue con facilitä dal materiale mitocondriale, il quäle e intensamente colorito in nero.

Per le sezioni da sottoporsi al trattamento Altmann- Kull invece io preferivo di eliminare il permanganato coU'acido ossalico (soluzione 4%), il quäle non modifica che ben poco la tinta nera del grasso osmizzato, ed in tal caso il grasso risalta nettamente sul materiale mitocondriale colorito dalla fucsina.

III. I coudriosomi negli oociti in accrescimento ed iu maturazione

e nelle uova fecoiidate.

Notizie bibliograficlie. Le granulazioni deU' oocite ovarico dei Mammiferi erano conosciute dai citologi molto prima che Benda ne dimostrasse, per il loro com- portamento di fronte a colorazioni elettive, l'affinitä coi condriosomi dello spermatozoo e delle cellide somatichei).

1) A. M. Heidenhain (Plasma imd Zelle, Jena 1911) i mitocondri dell' oocite dei Mammiferi erano noti da Imighi anni, ed egli li interpretava senz'altro come formazioni previtelline. Sid nesso fra costituzione filare deU' oocite vista da Flemming ed i mito- condri vedi a pag. 480 — 482.

Poiclie le ricerche mie odierne mi riconducono a trattare, per quanto incidental- mente dei condriosomi deU' oocite, non posso lasciare senza risposta un appunto che mi mosse Russo nel suo lavoro del 1913. Russo rileva che nel mio lavoro del 1911 ho riconosciiito neU'oocite di coniglia i mitocondri dei quali avevo contestato l'esistenza nel 1907 (Recensione nel Monit. zool. Anno 18 e »Risposta al Prof. Russo, ibidem«).

Io non esiterei affatto a riconoscere di aver modificato le mie vedute, se ciö fosse realmente awenuto.

Ma in realtä il Prof. Russo e in errore quando afferma che nel 1907 io avevo con- testato l'esistenza di mitocondri nell' oocite. Io manifestavo aUora dei dubbi sulla natura mitocondriale delle granulazioni deU' oopiasma, suscettibili di aumento dopo sonimini- strazione di lecitina, rilevando le difficoltä di differenziare i mitocondri da altri costi- tuenli del citoplasma. Questa difficoltä esiste tuttora, nonostante i perfezionamenti raggiimti neUa tecnica per i condriosomi, e sebbene in condizioni favorevoli di fissa- zione e di colorazione si possa ottenere ima colorazione elettiva di questi organuli.

La critica che muovevo allora al Russo riguardava la possibilitä di una trasforma- zione dei mitocondri in sostanze metaplasmatiche ; e di tale possibilitä, dopo molti anni di ricerche indefesse sul condrioma, non sono neppur ora convinto, sebbene convenga che oggi la maggioranza dei citologi, ed in particolar modo queUi della scuola francese, aderiscono alle idee del Prof. Russo piuttosto che alle mie. Ma la questione e ben lungi dall' esser chiusa, secondo me; ed anzi mi riprometto di documentare le mie affermazioni fra breve, piü ampiamente di quanto l'abbia fatto finora, col materiale che da aimi vado raccogliendo.

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 477

VAN DER Stricht (1904, 1905, 1909) e Russo (1907, 1908) con pazienti ricerche seguirono il comportamento dei mitocondri diirante raccrescimento deU' oocite di Mam- miferi.

VAN DER Stricht (1909) dimoströ la continuitä fra i mitocondri deU' oocite e queUi dell' novo fecondato di Mammiferi e li segiü diuante le prime segmenta- zioni.

Secondo la terminologia di 0. van der Stricht, che concorda in molti punti con quella di van Beneden, ed e adottata anche da suoi allievi Lams e R. van der Stricht, vieh definito come vitello plastico o formativo oppiire come ooplasma formativo, il cito- plasma omogeneo dell' novo, il quäle durante Taccrescimento dell' novo ovarico si costi- tuirebbe per trasformazione di mitocondri e di condriomiti; il materiale mitocondriale non trasformato puö ritrovarsi, ed anzi persiste quasi sempre nel viteUo plastico durante la maturazione e la fecondazione.

II vitello nutritivo o deutoplasmatico sarebbe invece queUa parte vacuolizzata dei citoplasma dell' novo, la quäle contiene sfere adipose, ed anche mitocondri e condriomiti sparsi imiformemente fra le vescicole e le sfere di grasso. I vacuoli durante l'accresci- mento dell' oocita si formerebbero per metamorfosi dei prodotti di disgregazione dei mitocondri.

Evitando di riferire le accurate ricerche di van der Stricht siüle modificazioni dell'oocite durante il suo accrescimento, che non rientrano nel mio piano di ricerche, incominciamo dall' analizzare quello che avviene, secondo l'autore belga, alla fase dei 1° fuso di naturazione : le sfere adipose risiedono aUora nel centro dell' novo e sono cir- condate da uno strato corticale di vitello formativo; quando appare il 2° fuso, le sfere adipose divengono piü piccole in prossimitä dei fuso, piü cospicue al polo opposto; si avrebbe adunque un' inversione della polaritä. Neil' novo fecondato le granulazioni mitocondriali sono sparse per tutto il vitello formativo, sono piü rare al polo vegetative, ove il viteUo nutritivo e piü abbondante. Lo strato corticale di vitello formativo e sottile in corrispondenza di quest' ultima regione, nella quäle risiedono i globuh polari, e s'ispessisce gradatamente verso il polo animale, raggiungendo il suo massimo spessore nel punto in cui i due pronuclei s'incontrano.

Ma ben tosto il deutoplasma si sposta dal centro dell'uovo verso il polo vegetativo, ed in questa fase la zona plastica si distingue assai nettamente dalla deutoplasmatica; la prima, che costituisce solo un terzo della massa dell'uovo, fa prominenza al disotto dei due pronuclei verso il centro.

In quanto alla distribuzione dei mitocondri durante la fecondazione, il vitello plastico ne e cosparso e sono assai abbondanti nello strato corticale, Ma in altri preparati il vitello plastico appare chiaro ed omogeneo con rare granulazioni; l'A. suppone che in questa fase la costituzione chimica dei mitocondri sia modificata nel senso che siano meno resistenti ai reattivi. Anche nel vitello nutritivo i mitocondri ed i condriomiti sono numerosissimi ; vi si trovano inoltre delle sfere adipose e dei vacuoli chiari, il cui numero diminuisce progressivamente.

Col nome di deutoplasmoUsi 0. van der Stricht definisce il distacco, in corrispon- denza dei polo vegetativo, di numerose gemme, le quaU hanno la struttura dei deuto- plasma; sarebbero costituite da vacuoli chiari, contenenti piccoli granuli viteUini. II distacco di tali gemme dipenderebbe da niovimenti ameboidi dei vitello ; esse divengono libere nello spazio perivitellino presso i globidi polari, e talora si insinuano anche negli interstizi fra i blastomeri.

II processo di deutoplasmolisi e manifesto sopratutto dopo l'espulsione dei 2° glo-

478 Giuseppe Levi

bulo polare e diiraute la f econdazione ; puö perö jjrodiirsi anche durante le prime divisioni deir novo. Le masse di deutoplasma, le quali complessivamente possono anche avere un volume notevole, vanno incontro a liquefazione. La deutoplasmalisi non e costante e la massa di vitello eliminata varia assai da im iiovo all' altro; quando e precoce, non ne resta traccia diu-ante la segmentazione, perche le masse probabilmcnte vengono liquefatte.

Nella stessa monografia 0. van der Stricht riferisce che nell'uovo di cagna il deutoplasma adiposo e abbondantissimo e che fra le sferule di questa sostanza si trovano molti mitocondri. L'A. conclude che il vitello delle uova dei vari Mammiferi differisce per l'abbondanza, la natura e la disposizione del deutoplasma vacuolare ed adiposo, e delle formazioni mitocondriah.

Lams e DooRME (1908) riferiscono che durante la maturazione deU' uovo di topo e di cavia i mitocondri sono sparsi in tutto l'ooplasma, ma sono piü abbondanti intorno alla vescicola germinativa e sotto la membrana viteUina ; in queste due zone non esistono sfere adipose, le quali sono invece, almeno nella cavia, numerose in tutta la parte profonda del vitello ; all'atto deU' espulsione del 1° globulo polare Tugvo presenta una polaritä assai evidente.

Alla fase del 2° fuso la polaritä persiste, ma le sfere adipose tendono ad invadere il polo aniraale. Alla fase dei due pronuclei la polaritä e particolarmente manifesta nel topo.

Anikiew(1908) confermö la polaritä deU'uovo di topo aUa fase del 2° fuso ed al momento della fecondazione, tenendo particolarmente conto deUa repartizione delle particelle di deutoplasma piccole e grandi; le prime corrispondono evidentemente ai mitocondri.

DuESBEBG (1910) ha trovato, che nell' uovo di conigha maturo le granulazioni mitocondriali sono sopra tutto abbondanti neUo strato corticale, fuorche a livello del fuso di maturazione, ove mancano, mentre nel rimauente citoplasma esse sono riunite in piccoli ammassi coUegati da catene di granuli.

DaUa memoria di R. van der STRicnr (1911) si rileva che le uova di gatta sono caratterizzate dall' abbondanza e dal grande volume delle sfere adipose; perö la quantitä di queste sfere varia a seconda delle uova. Durante la maturazione esse sono raccolte nel centro deU'uovo; i mitocondri all- incontro sono sparsi in tutto l'uovo, ma sono piü fitti nella sottile zona corticale, nella quäle manca il grasso. Fra la massa deutoplasmatica centrale e lo strato corticale vi e una zona a sfere adipose piccole e rare, l'estensione della quäle e inversamente proporzionale alla quan- titä del deutoplasma.

NeU' uovo a 2 pronuclei la zona corticale plastica puö essere cancellata dall'inva- sione di grosse sfere adipose ; a questa fase la polaritä e manifesta e l'A. pote convincer- sene anche coU'osservazione a fresco ; l'estensione della parte plastica era molto minore di queUa della parte deutoplasmatica. I globuli polari occupano talora il polo deuto- plasmatico, altre volte il polo plastico; il rawicinamento dei due pronuclei avviene al polo plastico,

Lams (1913) trova in uova di cavia al 1° fuso i mitocondri diffusi in tutto il citoplasma; le sfere adipose sono accumulate in prevalenza al polo vegetativo, mancano del tutto in una sottile zona plastica periferica.

Dopo l'espulsione del 1° globulo polare la polaritä dell' uovo diviene anche piü netta; ma ben presto si cancella, ed anzi dopo avvenuta la fecondazione il deutoplasma emigra verso il polo animale.

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc 479

Osservazioni personali. SulF accrescimcnto e suUa matura- zione dell' novo di Cliirotteri riferirö soltanto delle notizie sommarie; esse sono destinate sopratutto ad integrare le mie ricerehe sul comporta- mento dei mitocondri nelF uovo fecondato e neiP emljrione.

Gli oociti deir ovario di Chirotteri contenuti in follieoli ad 1—3 piani di cellule follicolari sono in tutte le 4 specie esaminate privi di sfere di deutoplasma; il citoplasma contiene un numero grandissimo di granuli sferici, di grandezza quasi egiiale fra loro, fortemente coloriti, che corri- spondono alle fomiazioni che comiinemente vengono definite come mito- condi'i deir uovo; sovente sono raccolti in gruppetti od allineati a catene (condriomiti) ; nelle uova piccole hanno una distribuzione uniforme, coli' au- raentare dei volume dell' uovo i mitocondri divengono piü radi nella parte centrale dell' oocite, la quäle circonda il nucleo (tav. XXXI fig. 1). II cito- plasma in cui i mitocondri sono contenuti ha in questa fase una costitu- zione omogenea. In qualche preparato trovavo spesso accanto ai mito- condri dei filamenti brevissimi e sottili. In altri oociti la minore uniformitä nella distribuzione dei mitocondri coincide colla comparsa in molti punti deir ooplasma di piccoli vacuoh. Nei follieoli a molti piani di cellule, ma senza antro, incominciano a formarsi nella parte centrale dell' oocite molti piccoli vacuoli ed i mitocondri diminuiscono nel citoplasma vacuoHz- zato e son respinti verso la periferia : nell' oocite riprodotto a fig. 2, tav. XXXI vediamo il corpo viteUino intimamente aderente alla vescicola germinativa, che e spostata verso la periferia ; la parte centrale dell' oocite contiene pochissimi mitocondri e molti vacuoli ; il materiale mitocondriale e quasi tutto raccolto alla periferia.

Piü tardi, in oociti contenuti in follicoh con antro, i mitocondri sono raccolti in uno strato periferico niolto compatto ; la parte centrale dell' o- oplasma contiene vacuoli sempre piü numerosi, sfere adipose e pochi mitocondri interposti (vitello nutritivo secondo 0. van der Stricht).

Negli oociti appartenenti a folhcoli vescicolosi lo strato mitocondriale marginale diviene sempre piü sottile e meglio delimitato dal citoplasma centrale, il quäle e letteralmente crivellato da piccolissimi vacuoli, e contiene esclusivamente le grosse sfere adipose (tav. XXXI fig. 3) ; la vescicola germinativa ha una sede eccentrica ed interrompe perciö la continuitä dello strato mitocondriale periferico, costituito da mitocondri straordinariamente addensati (tav. XXXI fig. 3) ; in questi oociti piü grandi non ho visto dei filamenti, forse perche il grande addensamento dei condrioma ne ostacolava l'anaüsi. Lascio dei tutto impregiudicata la questione tanto controversa della partecipazione dei mitocondri aU' elabo- razione dei deutoplasma, insistentemente affermata da 0. van der Stricht

480 Giuseppe Levi

(1909) e da Eusso (1907—1912), perche tale problema e estraneo al mio piano di ricerche, che e sopratutto lo studio dei condriosomi durante i primi periodi dello sviluppo; io invero non sono convinto, per i miei studi SU altro materiale, che una tale trasformazione avvenga reahnente (vedi nota a pag. 476—477).

Ed anche dalF analisi degli oociti di Mammiferi ho ricevuto Timpres- sione, che i mitocondri vengano respinti verso la periferia dal deuto- plasma, che si va formando a poco a poco ; quest' e rappresentato dal grasso e da altre sostanze verisimilmente disciolte dai reagenti e che conferiscono al citoplasma l'aspetto finamente vacuolare suaccennato. Quanto piü abbondante e il deutoplasma, tanto piü addensati sono i mitocondri alla periferia e tanto piü ristretto e meglio delimitato e lo Strato che essi f ormano ; la densitä dei mitocondri e in quella regione tale, che, se la sezione non e sottilissima, l'individuahtä dei singoli granuli non appare, mentre in realtä e nettissmia.

Imagini molto diverse ho incontrato in oociti di cavia e di Mus musculus, nia sopratutto nella prima specie.

Negli oociti appartenenti a follicoli a 2—3 piani di cellule troviamo, come nei Chirotteri, mitocondri granulär! uniformemente distribuiti, ma assai piü scarsi ed a contorno non sempre nettamente definibile. Piü tardi la comparsa di sfere adipose nelF oocite coincide colla trasformazione dei mitocondri in filamenti brevi e rigidi; e opportuno aggiungere che nella cavia le sfere adipose sono piccole ed i vacuoli scarsissmii e che tale materiale deutoplasmatico costituisce una massa meno nettamente deli- mitata che nei Chirotteri.

Mi sembrö che la trasformazione dei mitocondri granulari in filamenti avvenisse in seguito ad allungamento dei primi; non di rado vediamo un filamento sormontato da un granulo. Aggiungo che questa trasforma- zione in filamenti non interessa tutti i mitocondri, ma soltanto alcuni; ed infatti, anche in oociti molto evoluti, troviamo accanto a filamenti dei granuh, come appare dalla fig. 4, tav. XXXI la quäle riproduce un grosso oocite di cavia con fuso di maturazione contenuto inunfolhcolo atresico; da questa figura risulta inoltre che in cavia i mitocondri sono complessiva- mente assai scarsi, cosicche estese porzioni di citoplasma (il quäle ha una struttura fimamente granuläre) sono prive di mitocondri e di condrioconti. Un' orientazione di questi organuli intorno ai poli dei fuso non era affatto apprezzabile.

Io mi son posto piü volte durante le mie ricerche il quesito, quäle rapporto sussista fra queste imagini da me osservate negh oociti di alcune specie di Mammiferi e la massa filare descritta da Flemming sin dal 1882

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 481

nell' oocite di coniglia, piü tardi (nel 1899) piü minutamente studiata dallo stesso Autore, e recentemente aiiche da Ketzius.

Fleäiming afferma che formazioni filamentose rappresentate da file di granuli attraversano dappertutto, descrivendo giri tortuosi, il cito- plasma delF oocite; in preparati fissati i filamenti sembrano anastomiz- zarsi. I granuli di deutoplasma sono addossati ai filamenti; i granuli piü piccoli si presentano come ispessimenti dei filamenti, i piü grossi ne sem- brano separati.

La massa interfilare appariva omogenea e pallida.

VON Ebner (nel trattato di Kölliker) esprime il convincimento che la struttura filare vista da Flemming sia l'effetto di un'attrazione reciproca dei granuli, per effetto della quäle i granuli si dispongono in filamenti )). . . dann wären nicht die Fäden, sondern feinste Körnchen das Primäre und das Hinausrücken größerer Körner aus den Reihen würde sich als Folge ihrer Volumszunahme erklären«.

Retzius (1910, 1911) in varie pubblicazioni descrisse e raffigurö il citoplasma dell' oocite dei Mammiferi come costituito da un mitoma di filamenti tortuosi con ispessimenti granulari; e duljbio se questi filamenti si anastomizzino veramente fra loro.

Quando questo lavoro era quasi pronto per la stampa fu pubblicata una memoria da Cattaneo (1914), nella quäle sono riferite estese ricerche suir apparecchio reticolare interno e sul condrioma degli oogoni e degli oociti di Mammiferi. Cattaneo descrive mitocondri granulari che tendono a raggrupparsi in ammassi. Ma in oociti di coniglia fissati in liquido di Maximow riscontrö dei corti bastoncini piü o meno incurvati, non molto numerosi, e sparsi senza legge determinata nel protoplasma. Filamenti piü lunghi e piü numerosi riscontrö in ovaie della stessa specie fissate in liquido BouiN.

Alcune delle figure di Cattaneo ed in particolar modo la sua fig. 28 si avvicinano molto alle imagini da me ottenute nella cavia (confronta colla mia fig. 4, tav. XXXI). Debbo aggiungere che nei miei preparati di ovaio di coniglia e di gatta gli oociti avevano condriosomi granulari.

Qualsiasi interpretazione di risultati tanto contradditori sarebbe azzardata; per il momento io credo impossibile diprecisare, se queste forme di condriosomi a bastoncino od a filamento che si possono ritrovare in determinate fasi dell' evoluzione delF oocite di alcuni animali preesistano nel vivente oppure siano artefatti dipendenti dalla tecni-ca. Negli ovociti ovarici viventi non mi fu mai dato di dimostrare l'esistenza di filamenti; ho eseguito non poche osservazioni coi piü forti ingrandimenti e nelle piü favorevoli condizioni di illuminazione sugli ovociti di follicoli vescicolosi

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di vacca e di scrof a ; in essi era distintissima la dif ferenza fra la parte mar- ginale dell' ooeite cosparsa di infinite piccole graniilazioni assai refran- genti, certamente niitocondriali, e di qualche sfera cliiara, e la gran massa rimamente dell' ooeite a struttnra omogenea, contenente alcnne grosse sfere molto refrangenti, le quali avevano il carattere del deutoplasma.

Quest' imagine concorda adunque con quelle ottenute nei preparati fissati; una zona periferica mitoeondriale che avvolge la massa centrale deir ooeite ripiena di deutoplasma. Mai coli' osservazione sul vivente mi fu dato di distinguere dei filaraenti.

Tale risultato diminuisce certamente il valore dell' osservazione di Cattaneo e mia suU' esistenza di condrioconti nell' ooeite ovarico di cavia e di coniglia, ma esso non basta a dimostrare che le imagini da noi osservate in cpielle specie siano artificiali. jN^on dobbiamo dinienticare l'osservazione di Flemming piü sopra ricordata sulF esistenza di una massa filare nell' ooeite di coniglia non sottoposto all' azione dei reagenti. Puö darsi anzi tutto che i caratteri dei condriosomi non siano sempre gli stessi in tutte le specie ; e non e neppure da escludersi che i condrioconti in alcuni oociti abbiano caratteri ottici tali, che la possibilitä di dimostrarli nel vivente incontri delle difficoltä insuperabiU.

Chiudiamo questa lunga parentesi e riprendiamo ad analizzare i feno- meni che accompagnano la maturazione dell' ooeite di Chirotteri; i miei preparati confermano pienamente gh studi di van der Stricht : la massa dei mitocondri si niantiene, coine nell' uovo ovarico dei piü grossi folhcoli, prevalentemente limitata alla zona marginale; nell' ooeite tubarico di Vespertiliomurinus alla fase del 2° fuso di maturazione, riprodotto a fig.5, tav. XXXI 1), il citoplasma di una vasta regione dell' ooeite, la quäle s'estende dal fuso di maturazione sin poco al disotto del polo animale, ha una Vera struttura alveolare; e tale struttnra e determinata dalla pre- senza di moltissimi piccoli vacuoli di grandezza uniforme; vi troviamo inoltre alcune grosse sfere adipose tinte in bruno dalF acido osmico e pochi mitocondi'i sparsi o riuniti a piccoli gruppi.

I mitocondri sono quasi esclusivamente raccolti in uno Strato peri- ferico compatto, che e un po' piü ampio al polo animale dell' uovo, si assottiglia alquanto al polo vegetativo, ove risiede il fuso di maturazione (vedi tav. XXXI fig. 5, la quäle riproduce una sezione tangenziale del polo vegetativo deU' ooeite). lo ho veduto che questa netta distinzione fra le due regioni dell' uovo scompare, poco dopo avvenuta la fecondazione.

1) II 1° globulo polare non e compreso nella sezione ; probabilmente esso si trovava nella sezione vicina, la quäle disgraziatamente era stata guastata dal coltollo.

II comportamento dei condriosomi dm'ante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 483

In un novo tubarico a due pronuclei (tav, XXXI fig. 6) di Vespertilio 7nunnus, nel quäle i due pronuclei sono assai rawicinati (li separa una distanza di 8 f.i) trovo un cumulo di sfere adipose di vario volume (rag- giungono un massimo di 3,5 /< di diametro) ; esse sono addensate preva- lentemente nel centro dell' novo, ma si estendono sin jiresso al polo vegetativo, in prossimitä del quäle si trovano i due globuli polari. I due pronuclei si sono avvicinati al polo animale ; qualche sfera adiposa si spinge neir interstizio fra questi ; in niezzo alle sfere qualche piccolo vacuolo.

I due pronuclei hanno egual volume, sono vescicolosi e ciascuno di eSsi contiene due grossi nucleoli; non vi e alcun carattere che permetta di distinguere il pronucleo maschile dal femminile.

I mitocondri (tav, XXXI fig. 6) hanno la forma di granuli sferici, sempre piccolissimi (0,3 /<), di grandezza uniforme, a contorno netto, intensamente coloriti dalF ematossilina. II loro numero e grandissimo e senibrano quasi unif ormemente distribuiti in tutto il citoplasma ; nella parte centrale dell' novo, ove risiedono le sfere adipose, sembrano un po'piü scarsi. Perö una delimitazione netta, tale da giustificare la distinzione di van DER Stricht fra vitello plastico e nutritivo, non appariva in questa fase.

In corrispondenza del polo vegetativo si distingueva in quest' novo un filamento cospicuo, tozzo, ripiegato su se stesso, che l'esame delle sezioni seriali dimostrava essere la sezione ottica di una membrana ; aveva una struttura omogenea simile a quella della mem])rana pellucida, ma essa non era certamente in continuitä con quella; sul suo significato non saprei pronunziarmi.

In un altro novo a 2 pronuclei di Vespertilio murinus, noi ritroviamo la stessa distribuzione uniforme dei mitocondri; soltanto le sfere adipose erano assai scarse. Ho trovato invece in grandissimo numero nello spazio perivitellino delle masse protoplasmatiche, che verisimihnente rappresen- tano il risultato di quella gemmazione delF ooplasma, che van der Stricht ha denominato deutoplasmolisi. Queste masse raggiungono talora anche un diametro di 5 /<; quelle che evidentemente sono di formazione piü recente hanno un contorno netto ed una costituzione identica al citoplasma deir novo e contengono perciö numerosi mitocondri.

Ma evidentemente queste sfere regrediscono ben presto; lo induco dalla scomparsa dei mitocondri e dal divenire indistinto il contorno in molte di esse.

Ne VAN der Stricht, ne Lams fanno cenno alla presenza di mito- condri neir interno delle sferule, che essi ritengono di natura deutoplasma- tica. Data la presenza di mitocondri nell' interno delle masse proto- plasmatiche, la definizione di deutoplasmoUsi per questo processo mi

484 Giuseppe LeAT

sembra poco appropriata; io credo piuttosto che si tratti di im' eliniina- zione di frammenti di citoplasma, i quali hanno una costituzione identica all' ooplasma od al citoplasma dei blastomeri.

IV. I coudriosomi iielle uova in segmentazioue.

Notizie bibliografiche. Fra le descrizioni degli Autori nieno recenti sulla struttiira delle uova in segmentazione, quella di van Beneden si accorda senza dubbio meglio di ogni altra colle osservazioni odierne, come giustamente rileva Duesberg, (1910). Secondo van Beneden, alla fine deUa segmentazione tanto le cellule ectoder- miche che quelle deUa massa interna dell' novo di coniglio contengono delle granulazioni, le quaH neUe prime sono accumiüate nella parte esterna della cellula, nelle seconde cir- condano il nucleo.

Che il grande embriologo belga avesse visto e raöigurato le granulazioni mito- condriali dell' uovo, non vi puö essere dubbio; anclie nel lavoro postumo di van Beneden pubblicato per cura di Brächet (1911) si distinguono nelle figure che ritraggono uova viventi, deUe graniüazioui minutissime sparse in mezzo ai globuli di deutoplasma; tali granulazioni niancano invece nelle figure tolte da preparati fissati e sezionati in serie; questo perche furono adoperati neUa Jtissazione dei procedimenti inadeguati aüa conservazione dei condriosomi.

Tutti gh altri Autori, i quali prima di 0. van der Stricht (1909) si erano occupati della segmentazione di uova di Jlammiferi ( Tafani [1889], Sobotta [1895], Anikjew [1908] ed altri), eseguirono le loro ricerche sovra un materiale nel quäle, per effetto della fissazione inadeguata, i condriosomi od erano dei tutto disciolti od erano imperfetta- mente conservati.

Van der Stricht (1909) ritrova nei due primi blastomeri un polo aiümale formato da vitello plastico, il quäle occupa quasi i tre quarti della cellula e tende ad estendersi verso il polo vegetativo, circondando la massa vacuolare di deutoplasma; quest' ultima si riduce sempre piü, e vien ricacciata verso la parte centrale di ciascim blastomero; le sfere adipose che essa conteneva son molto diminuite. I nuclei situati dappriraa presso il piano di segmentazione si av\ncinano poi al polo animale. I due blastomeri hanno la stessa struttura e differiscono l'uno dall' altro soltanto per la presenza neU' uno di essi deUa coda dello spermatozoo; questo singulare fatto non sarebbe perö costante; su 41 uova studiate l'A. l'osservö nettamente soltanto 5 o 6 volte. Sembrö all'A. che la persistenza di quest' organo imprima ad uno dei due blastomeri im' im- pronta particolare (presenza di speciali filamenti perinucleari).

Anche allo stadio a 3 blastomeri si nota ima manifesta polaritä tanto nel grande blastomero che nei due piccoli; gli stadi successivi non furono considerati daU' A.

Duesberg (1910) in una breve nota ei riferisce le sue osservazioni suUa continuitä dei mitocondri daUe prime segmentazioni deU' uovo di coniglia all' embrione. Sin neir uovo a due blastomeri i mitocondri tendono a lasciar hbero un sottile strato corti- cale e si accumulano nel centro della ceUiüa e questa tendenza si accentua neUe fasi suc- cessive; aUora i mitocondri si accumulano in una zona media dei blastomero, rispet- tando im' esteso alone periferico ed una zona centrale perinucleare. Contemporanea- mente il calibro delle granidazioni aumenta e verso la fine dei 2° giorno esse si trasformano in vescicole con parete fortemente colorita e scolorite nel centro.

AUa fine deUa segmentazione vera e propria, la disposizione dei mitocondri coincide con quella descritta da van Beneden.

I] comportameiito clei condriosorai diirante i piü precoci periodi deflo sviluppo ecc. 485

Nello stesso anno Rubaschkin (1910) ha dimostrata l'eslstenza di gramüazioni mitocondriali neli' uovo di cavia segmentato in 4 blastomeri; qiieste sono acciimulate prevalentemente intorno al nucleo dei blastomeri e si estendono in una sola direzione verso la periferia, cosicche i mitocondri sono piü fitti in unametä della cellula che neU'al- tra; i quattro blastomeri non diö'eriscono l'uno daU' altro ne per la forma, ne per la quantitä dei gramdi.

In una nota di Russo (1911) sono descritte alcune particolaritä citologiche osser- vate in uova tubariche viventi di coniglio a 2 ed 4 blastomeri; alcune di queste uova (uova cataboliche secondo Russo) contenevano cristalli di acidi grassi simili a queUi da lui descritti nelle uova ovariche; accanto a queste uova se ne trovano negli ovidutti altre, le quaü sono affatto prive di cristalli e contengono soltantoglobulidilecitina(uova anaboliche). Siül' importanza che questi due tipi di uova possono avere per la deter- minazione dei sesso non e il caso di riferire qui. I cristalli di acidi grassi si alterano facil- mente per eft'etto della fissazione o dei trattamenti successivi; perö talora si possono osservare dopo fissazione in liquido di Benda.

Lams (1913) in uova di cavia a 2 blastomeri trovö che le sfere adipose occupano tutto il citoplasma rispettando soltanto una zona perinucleare ed un sottile alone peri- ferico sottostante aUa niembrana vitellina.

Lams conferma in cavia la persistenza della coda dello spermatozoo in imo dei due blastomeri, giä vista da van der Stricht in Vespertilio.

Osservazioni personal!. Fra le 60 uova in segmentazione che ho studiate verranno scelti alcuni esempi che mi sembrano piü dimostrativi. Uova a 2 blastomeri.

Uovo tubarico B di Vespertilio murinus', il piano di sezione e un po' obhquo rispetto al piano di segmentazione i^).

Contiene scarse e piccole sfere adipose ; i mitocondri hanno in tutti e due i blastomeri distribuzione uniforme; sono rotondeggianti, minutissimi, fitti e di grandezza eguale fra loro ; qua e lä si notano dei mitocondri rac- colti in piccoli cumuli irregolari od aUineati in catenelle (concMomiti).

I mitocondri sono sempre molto piccoli (0,.3 fx di diam.) ; mi sembrö che il loro volunie fosse alquanto maggiore che nelle uova niature e fecondate, ma si tratta ad ogni modo di differenze lievi e non esenti da critica, visto che non e escluso che su lievi differenze di grandezza dei mitocondri abbia una certa Influenza la fissazione. Nello spazio periviteUino si trovano accanto ai due pronuclei delle niasse protoplasmatiche di vario volurae, contenenti pur esse dei mitocondri.

I due blastomeri differiscono fra loro soltanto per la presenza in uno di essi dei pezzo intermedio deUo spermatozoo ; quest' ultimo risiede verso la parte media dei blastomero non lungi dal nucleo ; misura 11 /x di lunghezza ed e ben conservato ; la sua parte assile e cliiara, lungo i margini sono alli-

1) Quando neUa descrizione dei reperti non vien fatto ceimo della tecnica seguita va sottinteso che il materiale fu fissato in liquido di Maximow modificato e colorito coli' ematossilina ferrica.

486 Giuseppe Levi

neati in due file, ad intervalli molto regolari, dei granuli, i quali hanno i caratteri dei mitocondri; hanno un volume un po' minore dei mitocondri dell' novo, nia non ne differiscono per i loro caratteri tintoriali.

Si tratta di un fatto identico a quello osservato da van der Stricht nella stessa specie, da Lams nella cavia; degna di nota e la circostanza, che nel mio caso, ed in altri di cui dirö, soltanto il pezzo intermedio (seg- mento anteriore della coda secondo van der Stricht) era stato trasmesso ad uno dei due blastomeri, mentre van der Stricht parla di segmento anteriore e medio della coda. La disposizione dei mitocondri era un po' diversa da quella che si nota nello spermatozoo integro (vedi piü oltre).

Uovo tubarico N di Vespertüio murinus; e notevole il grande volume dei due blastomeri; uno misura 62 x 35 //, l'altro 66 x 33 /i.

I due blastomeri hanno forma emisferica e sono appiattiti in corri- spondenza dei piano di sogmentazione. Numerose e grosse sfere adipose sono accumulate in prevalenza presso i nuclei; non esistono vacuoh; nello spazio perivitellino vediamo i due globuli polari e delle masse protoplasma- tiche sferiche, alcune delle quali molto grandi; gli uni e le altre sono accolti in profonde nicchie scavate alla superficie dei blastomeri; e degno di nota che, tanto i globuli polari che le grosse masse protoplasmatiche si trovano in quella parte dello spazio perivitellino che corrisponde al piano di divi- sione, nella parte piü profonda dei solco di segmentazione.

I mitocondri sono ben distinti, non solo nei due blastomeri, ma anche nei globuli polari e nelle masse protoplasmatiche; hanno i caratteri con- sueti e soltanto in uno dei due globuli polari i granuh sono piü grossolani, il che forse indica l'iniziarsi di un processo regressivo nel globulo polare.

Uovo tubarico T di Vespertilio murinus. I blastomeri hanno anche qui forma emisferica e rappiattimento corrisponde al piano di segmenta- zione. Nello spazio perivitelhno si trovano i due globuli polari in palese degenerazione e 3 masse protoplasmatiche sferiche, una delle quah e molto grande ; vi si trova pure un liquido coagulato dai reattivi, il quäle costi- tuisce una massa tenue e trasparente. I nuclei sono spostati verso il polo animale (a 7 /.i di distanza dal polo). Le sfere adipose sono sparse un po' dappertutto, ma in maggior quantitä sono accumulate nel centro delF uovo. I mitocondri hanno i consueti caratteri e distribuzione uniforme.

Uovo tubarico V di Vespertilio murinus (tav. XXXI fig. 7 e 7a). L'appiattimento dei due blastomeri interessa soltanto 1/5 della superficie dell' uovo ; evidentemente quest' uovo si trova ad una fase dello sviluppo alquanto piü inoltrata delle precedenti ed i due blastomeri tendono a riacquistare la forma sferica.

II comportamento dei condriosomi diirante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 487

AI polo animale, nelF angolo rientrante fra i due blastomeri, si trovano i due globuli polari e piccole masse protoplasmatiche ; gli uni e le altre contengono mitocondri; in uno dei globuli polari si riconosce un residuo di sostanza nucleare in forma di una massa sferica intensamente colorita (tav.XXXI fig..7).

In uno dei due blastomeri di quest' novo trovo in immediata prossimitä dei nucleo (tav.XXXI fig. 7 e 7a) il pezzo intermedio dello spermatozoo, il quäle fu colpito trasversalmente dal taglio e si segue in tre sezioni successive.

Esso appare in forma di una piccola area circolare, che rappresenta evidentemente la sezione trasversa dei filamento assile, circondata alla periferia da un anello di granulazioni seriate, intensamente colorite, piü piccole dei mitocondri delF novo; non vi puö essere dubbio che si tratti della sezione trasversa della guaina mitocondriale, la quäle sarebbe adunque costituita da anelli, che alla lor volta risultano di mitocondri seriati.

Quando il piano di sezione cade paralellamente al maggior asse dei pezzo intermedio, i mitocondri dei vari anelli si presentano in sezione ottica allineati, come abbiamo veduto, lungo i margini dei filamento assile (vedi uovo B di Vespertilio mur. p. 485).

Dalle ricerche di Eimer (1874) di Ballowitz e di Retzius (1906) si rileva che gli spermatozoi dei Chirotteri hanno un pezzo intermedio prov- visto di una guaina spirale. Dopo la penetrazione dei pezzo intermedio nel citoplasma ovulare debbono essere interv^enute delle modificazioni nella sua costituzione, perche un vero e proprio filamento spirale nei miei preparati non era piü riconoscibile.

Forse in seguito ad imbibizione della guaina dei pezzo intermedio, diveniva appariscente la costituzione mitocondriale originaria neUe spire dei filamento spirale.

I blastomeri contengono cospicue sfere adipose, ma la prevalenza di queste al polo vegetativo, sulla quäle insiste van der Stricht, e pochissimo sensibile (tav. XXXI fig. 7). I mitocondri o\T^ilari sono, come di con- sueto, distribuiti uniformemente ed hanno tutti eguale grandezza.

Uovo tubarico di Rhinolophus F (colorito col metodo Altmann- Kull). L'appiattimento corrispondente al piano di segmentazione interessa soltanto 1/5 della superficie deU' uovo. Molte masse proto- plasmatiche in quella parte dello spazio perivitelüno che corrisponde al polo vegetativo.

I mitocondi'i son coloriti con grande elettivitä dalla fucsina; essi sembrano un po' piü piccoh che nelle uova di Vespertilio mur.

Archiv f. Zellforschung. XIII. 32

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Uova da 3 a 5 blastomeri.

Uovo tubarico di Vespertilio murinus G (tav. XXXI fig. 8). E diviso in un blastomero grande e due piü piccoli. II piano di sezione e un po' obliquo rispetto aU' equatore dell' uovo, ed e per questo che nella fig. 8, tav. XXXI il grande blastomero appare sezionato tangenzialinente, cosicche sembra di volume inferiore ai due piccoli blastomeri, i quali in- vece sono colpiti dal taglio in un piano mediano. Delle grosse masse protoplasmatiche si trovano in quella parte dello spazio periviteUino che corrisponde all' interstizio fra i due piccoli blastomeri ed il grande (tav. XXXI fig. 8) ; queste masse sono in realtä piü cospicue di quanto risulti daUa figura, perche nella sezione riprodotta e colpito dal taglio sol- tanto il cocuzzolo delle sfere suddette. Queste sfere hanno un contorno netto e contengono mitocondri identici a quelli dei blastomeri.

II grande blastomero possiede 2 nuclei ; anche a questo stadio si nota l'appiattimento dei blastomeri corrispondente al piano di segmentazione. Tutti 6 tre i blastomeri contengono varie sfere adipose e mitocondri coi caratteri consueti; questi sono perö ormai sensibilmente piü grandi che neir uovo maturo (confr. tav. XXXI fig. 5 con fig. 8).

In uno dei 3 piccoli blastomeri presso il nucleo si distingue (tav. XXXI fig. 8) il pezzo intermedio dello spermatozoo ben conservato ; la parte assile e chiara, lungo i margini sono allineate due file di mitocondri, colo- riti intensamente dall' ematossilina come i mitocondri ovulari, ma di volume piü piccolo di questi ultimi.

E la prima volta che la persistenza dei pezzo intermedio dello spermatozoo vien dimostrata in un uovo a 3 blastomeri.

Uovo tubarico di Vespertüio mur. L; anche quest' uovo e segmen- tato in un blastomero grande e due piccoh; esso e sezionato in un piano quasi paralello all' equatore; anche in quest' uovo il grosso blastomero contiene due nuclei. L'appiattmiento corrispondente ai piani di segmen- tazione interessa un segmento limitato della superficie, cosicche i blasto- meri hanno una forma quasi sf erica. Le sfere adipose sano scarse ; i mito- condri sono un po' ingrossati.

Uovo tubarico di Rhinoloplms B. Tanto in quest' uovo che in un altro (A) deUa stessa specie a 3 blastomeri, questi contengono una quantitä grandissima di sfere adipose; le piü grosse sfere raggiungono un volume di 8 //; esse risiedono nella parte di ciascun blastomero che e rivolta verso la periferia dell' uovo.

In generale ho osservato che neUe uova di Rhinoloplms il deutoplasma e piü abbondante, che in queUe di Vespertüio murinus. Perö e opportuno rammentare che la quantitä di deutoplasma varia entro limiti molto

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc 489

ampi anche fra individui della stessa specie ; ciö si rileva anche dalle figure di VAN DER Stricht, e questi reperti si ricollegaiio f orse a quelli di Russo suUe uova di coniglio, riferiti piü sopra.

I mitocondii sono un poco piü piccoli che nelle uova di Vespertüio mur. allo stesso stadio. In quest' uovo non esisteva il pezzo intermedio dello spermatozoo.

Molto dimostrativo mi sembra l'uovo di Vespertüio Blasii a 5 blasto- meri riprodotto nella fig. A; in quest' uovo il piano di sezione e quasi per- pendicolare all'asse dell' uovo. L'orientazione favorevole permette di Stabilire, che 4 blastomeri di volume approssimativamente eguale sono collocati in un medesinio piano e che un 5° blastomero assai piü grande e sovrapposto ai prinii.

Figura A.

Uovo tubarico a 5 blastomeri di Vespertüio Blasii B. — Ingr. 1800 X

Nella fig. A si distinguono tutti e 5 i blastomeri; ma del ö^appare soltanto il segmento inferiore incuneato fra gli altri quattro. I blastomeri sono in tutta la loro superficie in contatto coUa pellucida e lo spazio peri-

32*

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vitellino e reale soltanto in corrispondenza dei piccoli interstizi a sezione tri- anguläre alla superficie dei solchi.

Differenze strutturali fra i vari blastomeri non esistono; le sfere adipose sono scarse in tutti; i mitocondri, pur eonservando i caratteri consueti (uniformitä di calibro, grande colorabilitä), sono un po' piü grossi che negli stadi antecedenti.

L'uniformitä nella struttura dei vari blastomeri rilevata nei miei preparati contrasta coli' affermazione di van Beneden, che i piccoli blasto- meri assumono di fronte all' acido osmico una tinta bruna piü scura dei grandi; eerto, anche supponendo che tale differenza sussista, a ciö e estranea tanto la quantitä dei deutoplasma che la distribuzione dei ma- teriale mitocondriale.

Uova da 6 a 20 blastomeri.

Uovo tubarico diVesperiilio mur. 0 segmentato in 2 grossi blasto- meri e 4 piü piccoli; l'orientazione delF uovo e tale, che riesce impos- sibile di definire quäle sia l'aggruppamento dei grandi e rispettivamente dei piccoli blastomeri.

Neil' ampio spazio perivitellino si trovano molte sfere protoplasma- tiche, alcune delle quah sono integre con mitocondri conservati, altre in disfacimento. Le sfere adipose sono scarse ; i mitocondri hanno i caratteri descritti nelF uovo precedente.

Un uovo adSblastoraeri &\Ves'pertiliomunnus{w.OYO uterinoH) fu da me trovato nell' interno della cavitä uterina ; esso e caratterizzato da differenze di grandezza rilevanti fra i vari blastomeri (da 26// a 25 x 11 fx di diametro),damancanzadimasseprotoplasmatiche e da scarse sfere adipose.

Uovo tubarico di Vespertüio mur. K a 10 blastomeri. Nello spazio perivitellino si nota qualche massa protoplasmatica; alcune di queste son ben conservate, ma in altre si nota un ingrossamento dei mitocondri, che io ritengo sia l'indice di una regressione delle masse medesime.

Spiccate le differenze di grandezza fra i blastomeri ; ad un polo dell' uo- vo si trovano due grossi blastomeri di 27 jli di diam., i due piü piccoli misurano 18 //, gli altri hanno un volume intermedio. Mancano dei tutto le sfere adipose. Anche in quest' uovo i singoli mitocondri sono ingrossati ed un po' diradati; da 0,3 /< di diam. che avevano nelle uova appena fe- condate hanno raggiunto un diametro di quasi 1 jli. Questa differenza e troppo costante perche possa dipendere da ragioni d'indole tecnica. Non si puö adunque mettere in dubbio che col.progredire della segmentazione si abbia un progressivo rigonfiamento dei mitocondri.

Uovo uterino E di Rhinolophus segmentato in 11 blastomeri

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi deUo sviluppo ece. 491

(tav. XXXIII fig. 21); fissato nella miscela Champy, cromizzato succes- sivamente col procediinento Benda e colorito col metodo Altmann-Kull.

Anche in quest' novo troviamo ad im polo due blastomeri molto voluminosi (33,5 x 30 //) ; i piü piccoli misurano 21 x 19 //.

Nello spazio perivitellino si tiova qualche massa protoplasmatica, due delle quali molto grandi (tav. XXXIII fig. 21), affatto prive di mito- condri, e di costitiizione omogenea. Le sfere adipose sono piccole e scarse.

Tiitti i blastomeri senza eccezione racchiudono moltissimi mito- condri; a differenza che nelle altre uova, nelle quali questi orgamüi ave- vano una distribuzione uniforme, qui essi vanno divenendo piü radi verso la periferia della cellula ed anzi la zona piü marginale di quasi tutti i bla- stomeri ne e affatto priva.

E notevole che, nonostante il procedimento tecnico diverso dal consueto al quäle fu sottoposto l'uovo, i mitocondri hanno i caratteri con- sueti; essi sono un poco piü grossi e piü radi che nelle prime fasi della segmentazione e talora tendono ad assumere una forma un poco irregolare.

Uovo di RhinolophusG, contenuto nel segmento uterino deUa tuba, a 12 blastomeri (colorito col metodo Altmann-Kull).

La superficie dei blastomeri periferici aderisce alla pellucida (come nell'uovo E, tav. XXXIII fig. 21); mancano masse protoplasmatiche sepa- rate dair uovo, Quasi tutti i blastomeri contengono qualche sfera lipoide, e, fatto insolito, qualche vacuolo.

Un uovo intorno ai 14 blastomeri i) (uovo uterino di Rliinoloplius D) e riprodotto a fig. 22, tav. XXXIII. Xumerosissime masse protoplasma- tiche sono accumulate in una regione limitata dello spazio perivitellino; alcune di queste sono grandi, sferiche e ben conservate, altre disgregate, oppure trasformate in masse intensamente colorite (tav. XXXIII fig, 22).

Anche qui si notano differenze rilevanti nella grandezza dei vari bla- stomeri (i piü grandi 27 x 20 /t , i piü piccoli 19 x 17 /t di diam.) ; ed ai piccoli appartiene anche in questo caso il blastomero centrale.

Tutti poi contengono molte sfere adipose (tav. XXXIII fig. 22 e 23). In quanto ai mitocondri, il lettore si renderä facilmente conto dell' aumento di volume e dei diradarsi progressivo di questi organuli, confrontando le figure 23 (tav. XXXIII) e 5 (tav. XXXI) le quali furono scrupolosamente riprodotte coli' apparecchio da disegno all' identico ingrandimento ; la loro

1) La determinazione dei nvimero dei blastomeri nei miei preparati, che veniva esegmta ricorrendo, come di solito, ad una ricostruzione grafica, era piü diäicile dei con- sueto sopratutto per la sottigliezza delie sezioni nelle quali era stato suddiviso l'uovo (4 — 5 fj) ; la necessitä di seguire ogni blastomero in un gran numero di sezioni ne rendeva arduo il conteggio. Perciö le niie determinazioni hanno un valore soltanto approssimativo.

492 Giuseppe Levi

af finita per le sostanze coloranti e rimasta invariata: in tutte le uova in segmentazione i mitocondri trattengono le sostanze coloranti (ematossilina 0 fucsina a seconda del metodo seguito), resistendo all' estrazione niolto piü dei condrioconti delle ghiandole o delF epitelio uterino.

In altre due uova di Ves})ertiKo murinus a 16 blastomeri, le modi- ficazioni dei mitoconcM sono pure molto evidenti; ed in qualche punto ho notato che anche la loro forma tende a niodif icarsi ; il contorno non e piü sferico, ma irregolare ed in qualche punto, assai di rado invero, tendono ad assumere una forma allungata.

Uova fra 20 e 100 blastomeri.

Uovo di Vespertüio Blasii E, nel quäle si contano approssimativa- mente fra 22 e 26 blastomeri (tav. XXXII fig. 9).

Quest' uovo e sotto vari punti di vista molto interessante e ne daremo una descrizione particolareggiata ; esso e compreso in 17 sezioni di 4 // di spessore ciascuna, e di queste fu riprodotta la 5^ nella fig. 9, tav. XXXII; la figura non riproduce adunque una sezione mediana dell' uovo, bensi una sezione tangenziale. L'uovo risiede in una parte ristretta della cavitä del corno uterino ; per una metä della sua superficie esso e in contatto dii'etto eoU' epitelio, mentre l'altra metä ne e separata da una massa compatta di ceUule, le quaH in maggioranza sono in degenerazione avanzata e sono intensamente ed uniformemente colorite dalF ematossilina ferrica; questi elementi sono tanto trasformati, che non e agevole determinarne la natura, ma suppongo che si tratti di cellule folhcolari in degenerazione.

Anche in quest' uovo troviamo blastomeri di grandezza differente (da 25 // X 23 // a 19 /i) ; i superficiali aderiscono per tutta la loro esten- sione alla pellucida, dmiodoche lo spazio periviteüino e vhtuale; non si distinguono masse protoplasmatiche separate dalF uovo e neppure dei globuli polari rimane piü traccia alcuna. II deutoplasma e ridotto a rare e piccole sfere.

Su tutta la superficie dell' uovo quella porzione dei blastomeri super- ficiah che e rivolta verso la pellucida, essendo quasi priva di mitocondri, appare chiara e di struttura omogenea.

Modificazioni rilevanti sono intervenute nella forma dei mitocondri; come si rileva dalla fig 9, tav. XXXII, questi organuli son divenuti piü radi, essi si decolorano piü facihnente coli' allume, la grandezza di molti di essi e maggiore, ed altri si son trasformati in brevi e sottili bastoncini, rigidi o lievemente incurvati, che possiamo definire come condrioconti.

Non e facile di stabilire in quäle maniera si produca la trasformazione dei granuli in condrioconti; escludo senz' altro che avvenga una seria-

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 493

zione ed una successiva fusione dei mitocondri granulari in un unico fila- niento; dato il volurae relativamente notevole dei mitocondri a questo stadio, se i condrioconti si eostituissero per fusione di mitocondri seriati, lo spessore dei condrioconti dovrebbe essere di gran lunga maggiore di quello clie e in realtä.

Non vi puö essere dubbio che ciascun condrioconto derivi da un unico mitocondrio allungato ed assottigliato ; e probabile che quest' assot- tighamento si produca in una sola direzione; lo induco almeno dalla pre- senza di qualche filamento sormontato da una capocchia.

Uovo uterino di Ves-pertüio murinus F segmentato in circa 80 bla- stomeri (una sezione fu riprodotta parziahnente a fig. 10, tav. XXXII) ; Fnovo ha una forma lievemente allungata, probabihnente per effetto della fissazione ; ma prescindendo da questa lieve modificazione di forma, esso e ottimamente conservato ; se il contorno dei blastomeri non si distingue, almeno nelle sezioni piü sottili (tav. XXXII fig. 10), ciö dipende piü che dalla fissazione, dall' estrazione dei colore molto protratta, indispensabile per mettere in evidenza i mitocondri. Dato il rapporto intiuio dei blastomeri coUa superficie della pellucida, non esiste uno spazio perivitellino.

II deutoplasma e rappresentato da gocciohne di volume quasi eguale a quello dei mitocondri e si distinguono da questi Ultimi soltanto per la loro tinta gialla.

I mitocondri hanno gli stessi caratteri descritti nell' uovo precedente; essi sono piü radi, si decolorano facihnente, ed appaiono rigonfiati; inoltre accanto ai mitocondri troviamo molti condrioconti brevi, rigidi o lieve- mente incurvati.

Uovo uterino di Rhinoloplius H segmentato in circa un centinaio di blastomeri; fissato nella miscela Champy, cromizzato col procedünento Benda e colorito col metodo Altmann-Kull (tav. XXXIII fig. 24). L'uovo si segue in 12 sezion i, delle quali fu riprodotta la 6'"^.

In quest' uovo manca la pellucida ; non vi puö essere dubbio che la scomparsa di questa membrana dipenda dalla tecnica, perche le numero- sissüne osservazioni eseguite da me e da altri Autori dimostrano che essa si conserva, ahneno nei Chirotteri, a segmentazione inoltrata, ed anche lungo terapo dopo la comparsa dei blastocele; probabilraente la pellucida di quest' uovo era meno ben conservata per effetto della fissazione diversa dalla consueta, e si e lacerata durante le manipolazioni successive. Fra tutti i fissatori da me usati, quello di Maximow modificato, conserva megho di ogni altro la pellucida.

I blastomeri hanno forma sf erica o poliedrica e grandezza quasi uni-

494 Giuseppe Levi

forme (fra 10 e 13 /<). In qualche blastomero si distinguono piccole goccie di grasso, talora in nnmero rilevante.

II condrioma in quasi tutte le cellule e andato incontro ad importanti modificazioni; nientre nelF novo precedentemente descritto prevalevano ancora i mitocondri, qui troviamo quasi dappertutto filamenti brevi e tozzi (tav. XXXIII fig. 24) lievemente incurvati ed anche sinuosi.

In quest' uovo noi abbiamo sotto gli occlii varie fasi della trasforma- zione dei mitocondri, la quäle si compie indubbiamente nella maniera alla quäle accennammo piü sopra; i mitocondri incominciano ad allungarsi, assumono dapprima la forma di corti bastoncini, poi s'assottigliano, s'in- curvano, e, quando lianno raggiunta una certa lunghezza, possono acquistare un tragitto sinuoso. Alcuni blastomeri sono caratterizzati da condrioconti sottili e sinuosi, altri da un condrioma meno diff erenziato ; perö in una stessa cellula troviamo quasi sempre mitocondri accanto a condrioconti; questi ultimi sono quasi dappertutto in grande prevalenza, come appare dalla fig. 24, tav. XXXIII.

In quanto alla distribuzione del condrioma, anche qui ho notato che esso e raccolto prevalentemente intorno al nucleo, mentre il citoplasma periferico ne contiene un numero scarso, oppure ne e affatto privo.

Neil' uovo uterino di Vespertüio Blasii F noi assistiamo alla forma- zione del blastocele. A differenza da quanto ha osservato van Beneden in stadi corrispondenti nel Vespertilio murinus, qui la prima comparsa della cavitä non e accompagnata ne da aumento di volunie dell' uoyo , ne da assottigUamento della pellucida. Anche in quest' uovo, come in alcune uova in segmentazione, qualche cellula superficiale e mantenuta discosta dalla pellucida da una sostanza omogenea assai tenue (fig. B).

La cavitä blastodermica ha giä una discreta estensione in un seg- mento dell' uovo (fig. B); in vari punti esistono poi delle lacune di varia ampiezza che sono destinate a confluire colla cavitä principale. In quest' ul- tima si trovano delle masse protoplasmatiche sferiche a contorno netto ed a struttura omogenea (fig. B) in parte libere nella cavitä, in parte in connessione colle cellule della massa interna. Queste masse rappresentano evidentemente delle cellule in degenerazione avanzata, dalle quali sono scomparsi tanto il nucleo che i mitocondri ; la loro regressione contribuisce, come suppone van Beneden, aU' aumento in estensione della cavitä blastodermica.

A questo stadio si puö chiaramente riconoscere lo strato avvolgente dalla massa ceUulare interna; gli elementi del primo sono un po' appiat- titi, specialmente ove essi prospettano verso il blastocele.

Le cellule di quest' uovo contengono numerose e grosse sfere adipose;

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 495

il che dimostra che la dmiinuzione del materiale deutoplasmatico da noi osservata in altre uova durante la segraentazione, non e im fatto costante. I condriosomi si trovano prevalentemcnte in forma di granuli; si trovano qua e lä dei mitocondri che tendono ad aequistare una forma alhmgata ed anche dei condrioconti brevi e tozzi ; ma la trasformazione dei mitocondri in condrioconti e meno progredita che nelle uova a seg- mentazione inoltrata che furono da me precedentemente descritte.

Figura B.

.V

Uovo uterino di Vesperiüio Blasii F nel quäle s'incomincia a formare il Wastocele. — Ingr. 1800 X •

Sebbene quest' uovo apparisse ben conservato, io suppongo che un aspetto del condrioma cosi diverse da quello da me osservato tanto in fasi antecedenti, che in quelle immediatamente successive, dipenda da deficienze tecniche. Una lunga esperienza da me acquistata sugli effetti che ha la fissazione sulla forma dei condriosomi mi ha convinto, che i condi'iosomi

496 Giuseppe Levi

sono organuli straordinariamente labili, dimodoche condizioni svariate, la piü gran parte delle quali ci sfiigge, possono trasformare artificialmente dei filamenti in granuli; ed i condrioconti in queste precoci fasi dello sviluppo dei Mammiferi sono anche piü labili di qnelli di altri elementi. lo suppongo adunque che la forma granuläre dei condrioma da nie riscon- trata in quest' novo, sia un artefatto dipendente dalla fissazione.

V. I coudriosomi uelle blastocisti siiio alla formazione della cavitä

amuiotica.

Notizie bibliografiche. Le osservazioni fino ad oggi eseguite su questo stadio dello sviluppo sono oltremodo scarse e frammentarie.

DuESBERG (1910) ne da solo un brevissimo cenno; nei fcgUetti di im embrione di coniglio di 5 giorni trova qualche filamento accanto a granulazioni piene o cave e mani- f esta il convincimento, che i filamenti deriviiio da trasf ormazione dei graimli vescicolosi, da lui \isti neUe uova in segmentazione (vedi p. 484). Rilevo che nella sua recente rivista sintentica Duesberg (1913) riassiunendo le proprie osservazioni sui coudriosomi dell' uo- vo di coniglio, afferma che i condrioconti si costituiscono per aUineamento di granidi. »In den weiteren Stadien reihen sich die Körner auf vmd fließen zusammen, so daß sie Stäbchen bilden.« All' incontro neUa pubbhcazione originale non si fa parola di seria- zione di graniüi, bensi si afferma che »une partie de ces chondriosomes s'allongent et se transforment en filaments de longueur variable . . . «

Secondo Rubaschkin (1910) in blastocisti di cavia neUe quali l'inversione dei f oghetti e digiä compiuta, i mitocondri in alcune ceUule conservano la loro forma granu- läre originaria, in altre vaimo, abneno in parte, incontro a trasformazioni sensibili; nelle ceUule deU' ectoderma formativo molti mitocondri sono alUneati in catenelle (condriomiti) ed in qualche ceUula eccezionahnente si trovano anche condrioconti hsci.

I mitocondri si accumiüano nel segmento esterno di queste ceUule, mentre i con- driomiti si dispongono neUa parte deUa ceUula che e rivolta verso la cavitä amniotica. Nelle ceUule dei foglietto interno i mitocondri conservano dappertutto la forma granuläre e sono molto scarsi.

Osservazioni personali. Blastociste a di RMnolophus dei tutto libera nella cavitä uterina, di 100 x 140 fi di diametro ; essa si segue in 23 sezioni di 4 /li di spessore; il piano di sezione e un po' obliquo rispetto all' asse deU' novo (tav. XXXIII fig. 25 e tav. XXXIV 26).

Questa blastociste e di poco piü inoltrata di quella iudicata da Duval colla lettera S e corrisponde presso a poco a queUa riprodotta neUa fig. 51 nel lavoro postumo di van Beneden. Ebbene io noto con sorpresa che nel caso nostro la blastociste e libera, mentre nei due casi sopracitati essa non soltanto aderisce alla parete uterina, ma quest' aderenza e accom- pagnata (ahneno nell' novo di Duval) da una profunda alterazione deU' l'epiteho uterino. Noi vedremo piü oltre coli' esame di stadi piü inoltrati, che la fissazione dell' novo all' utero sembra compiersi molto piü tardi di quanto risulti dalla descrizione degli altri Autori.

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 497

La blastociste e un po' appiattita dalF alto in basso.

La flg. 25, tav. XXXIII (la 6'^ della serie) riproduce una sezione peri- ferica della blastociste, la quäle ha colpito tangenzialniento il polo embrio- nario ed im segmento limitato della rimanente parete della blastociste; air incontro nella fig. 26, tav. XXXIV (la 13'^ della serie) e riprodotta ima sezione quasi mediana della blastociste e perciö, la cavitä blastodermica ha un' estensione un po' maggiore di quanto appaia dalla fig. 25, tav. XXXIIL

La membrana pellucida e un poco assottigliata, evidentemente in conseguenza dell' aumento di ampiezza del blastocele e della consecutiva distensione della sua parete.

II bottone embrionario sporge neU' interno del blastocele (tav. XXXIV fig. 26); la parete della blastociste e costituita dallo strato avvolgente, il quäle aderisce intimamente alla pellucida ; questo strato risulta di elementi un poco schiacciati in direzione perpendicolare alla superficie della blasto- ciste; in corrispondenza del polo embrionario lo strato avvolgente ricopre il bottone embrionario (tav. XXXIV fig. 26) interponendosi fra quest'ultimo e la pellucida.

II materiale adiposo si presenta in molte cellule in forma di voluminöse sfere (tav. XXXIII fig. 25 e 26, tav. XXXIV), in altre di piccole granula- zioni (fig. 26).

II condrioma ha subito trasformazioni assai rilevanti. Come appare dalle fig. 25, tav. XXXIII e fig. 26, tav. XXXIV, i mitocondri si sono in quasi tutte le cellule trasformati in condrioconti piü sottili e piü lunghi che in fasi antecedenti.

I grossi mitocondri delle uova a 50—100 blastomeri sono stati dapper- tutto sostituiti da condrioconti. II decorso di questi e sinuoso, ed e per tale condizione appunto che solo in circostanze particolarmente favorevoli noi possiamo renderci conto della reale hmghezza dei condrioconti; nelle sottili sezioni essi vengono quasi dappertutto frammentati dal tagho ed appaiono piü brevi di quello che essi siano in realtä.

Che le cose stiano reahiiente cosi e dimostrato dal fatto, che quando le cellule dello strato avvolgente od anche quelle del bottone embrionario sono colpite dalla sezione in un piano paralello al loro maggior asse, i condrioconti si presentano piü lunghi che quando il piano di sezione col- pisce le cellule perpendicolarmente al loro asse maggiore. Essendo i con- drioconti in queste cellule orientati quasi tutti paralellamente all' asse maggiore, noi ci troviamo nel primo caso in condizioni piü favorevoli per sorprenderli in tutto il loro decorso.

Condrioconti molto lunghi ho trovato nelle cellule in mitosi (tav. XXXIV fig. 26) ; sembra che durante la divisione cellulare i condrioconti di questi

498 Giuseppe Levi

elementi tendano ad irrigidirsi, analogamente a qiianto fu da me osser- vato nelle mitosi delle cellule somaticlie dell' ovario (1913).

Non vi puö esser dubbio adunqiie che la comparsa della cavitä blastu- lare e accompagnata da uiia differenziazione abbastanza rapida dei mito- condri in condiüoconti. Ad un' indagine superficiale si riceve Timpressione che il condrioma sia in ciascuna cellula aumentato ; ma in realtä non si tratta di un' aumento nel numero dei condriosomi : Fapparente aumento dipende piü che altro dall' accrescimento in hmghezza dei singoK condriosomi.

Blastociste ß di Rhinolophus fissata in liquido di Maximow modi- ficato e colorita col metodo Altmann-Kull (tav. XXXIV fig. 27, 28 e 29).

Questa blastociste, la quäle occupa 42 sezioni di 4/< di diametro, ha forma sf erica e misura 200/« di diam. ; il suo segmento superiore e in intimo contatto coli' epitelio uterino, il quäle si infossa in cripte ghiandolari poco profonde (tav. XXXIV fig. 28) ; il suo segmento inferiore sporge liberamente nella cavita uterina e si trova ancora ad una certa distanza da quel tratto deUa parete uterina che presenta profonde cripte (cuscinetto villoso di Duval).

II contatto fra il segmento superiore delF novo e quei tratti di epiteho uterino che sono interposti fra gli sbocchi delle ghiandole, si stabilisce per mezzo della membrana pellucida p, la quäle pur essendo molto assotti- gliata, riveste tutta la superficie della blastociste; evidentemente 1' au- mento in grandezza notevohssimo delF novo, dipendente dalla maggiore ampiezza dei lecitocele, ha determinato una distensione ed un' assotti- gliamento di queUa membrana.

Eileviamo che anche in questo caso l'epitelio uterino ep. u. era per- fettamente integro nella regione ove si stabilisce il contatto fra la pellucida dell' novo e l'epiteHo stesso ; i condrioconti avevano nelle sue cellule una dis- posizione tipica ed era anche conservato l'orletto cuticolare finamente striato esistente costantemente sulla faccia libera delle cellule di quegli elementi.

Mi riesce adunque inesplicabile come altri Autori (Duval, van der Stricht e van Beneden) ad uno stadio corrispondente abbiano trovato l'epiteho uterino completamente distrutto (come nella blastociste U di Duval).

La supposizione che si tratti di una caratteristica speciale delle uova di Rhinolophus cade di fronte al fatto, che ho notata la stessa integritä dell' epiteho anche in uteri contenenti blastocisti di Vespertüio Blasii. Perciö non mi resta altro che supporre che la presunta distruzione deir epitelio dipendesse da imperfetta conservazione dei materiale.

NeUa blastociste di cui ci occupiamo, di pari passo all' amphamento dei blastocele, il bottone embrionario e diminuito di spessore e si e esteso alquanto in superficie e le cellule della porzione extraembrionaria della

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 499

parete della blastociste, le quali formano un' unico strato, si sono maggior- mente appiattite; queste ultime si continuano al disopra del bottone embrionario in elementi assai appiattiti, quasi lamellari, interposti fra quel bottone e la pellucida f, complessivamente costituiscono lo strato avvol- gente od ectoderma primitivo (van Beneden) s^r. avv. (tav. XXXIV f ig. 28).

Le cellule del bottone embrionario hanno forma affusata e sono dis- poste nel centro del bottone in tre strati; verso i margini questo si assottiglia per riduzione nel numero e nello spessore delle cellule. Come appare dalle figure 27 e 28, tav. XXXIV il bottone embrionario ter- mina con un margine libero; nessuna continuitä esiste fra i suoi elementi e quelli dello strato avvolgente. L'entoderma {ent.) si riconosce facihnente come uno strato distinto alla faccia profonda del bottone ed esso si arresta lungo il contorno di questo.

Incominciamo ad anaüzzare i caratteri citologici degli elementi della blastociste. Nel citoplasma omogeneo di tutte le cellule dello strato av- volgente Str. avv. senza eccezione alcuna, sono contenuti dei condrioconti ben individualizzati e coloriti con grande elettivitä dalla fucsina, mal delle forme granulari ; di fronte a quelli dell' epitelio uterino ep. u. sono piü brevi ed un po' piü tozzi; essi decorrono rigidi o piü spesso incurvati (tav. XXXIV fig. 28 e 29) ; inoltre non sembrano avere un' orientazione determinata, ed anche in ciö differiscono da quelli delF epitelio uterino, i quali sono diretti paralellamente al maggior asse della cellula. Tanto nelle sezioni che colpiscono queste cellule di profilo (tav. XXXIV fig. 28), che in quelle paralelle alla superficie (tav. XXXIV fig. 29) i condrioconti appaiono intrecciati in tutte le direzioni; per ragioni ovvie le sezioni para- lelle alla superficie (tav. XXXIV fig. 29) sono le piü opportune per dare un' idea della distribuzione dei filamenti in cellule come queste di forma appiattita; poiche quando il tagho le colpisce perpendicolarmente alla superficie le probabilitä di frammentare i condrioconti sono maggiori.

Nelle cellule del bottone embrionario, piü grandi delle precedenti, il nucleo anche qui racchiude uno e due grossi nucleoli, il citoplasma contiene quasi dappertutto dei condrioconti; questi sono per lo piü relativamente lunghi ed anche sinuosi, in altre cellule piü brevi ed appena lievemente incurvati : dal confronto fra la fig. 26 e le fig. 28 e 29, tav. XXXIV si rileva che in molte cellule l'evoluzione dei condrioconti e progredita.

Ma alcune poche cellule del bottone embrionario racchiudono esclusi- vamente mitocondri granulari piuttosto grossi, altre dei bastoncini corti e tozzi, che evidentemente rappresentano forme di transizione fra mito- condri e condrioconti (tav. XXXIV fig. 28). Talora ritroviamo in una stessa cellula le piü varie forme di condriosomi.

500 Giuseppe Levi

Gli elementi contenenti mitocondri non si trovano esclusivamente, come apparc dalla figura, nell' entoderma, ma l'esame accurato di tutta la Serie mi convinse che essi sono sparsi anche fra gli elementi degli strati sovrastanti ; e la presenza di niimerose forme di passaggio fra mitocondri 6 condrioconti fa supporre, che anche le poche forme granulari che tro- viamo tuttora, siano destinate ad evolversi ulteriormente.

Un' altra blastociste, che per la sua perfetta conservazione merita pur essa di essere stiidiata attentamente, e la blastociste A di Vesper- tilio Blasii (tav. XXXII fig. 11 e 12). La direzione del taglio e perö meno favorevole che nel caso precedente; e colpito tangenzialmente il bottone embrionario in un piano obliquo rispetto al piano equatoriale della blastociste; la fig. 11 riproduce appunto una di queste sezioni, neUa quäle appare il bottone embrionario taghato obliquamente. L'ampiezza del blastocele nella fig. 11 appare minore di quello che risulterebbe in sezioni meridiane deUa blastociste.

La membrana pellucida e scomparsa. L'entoderma ha una maggior estensione che nella blastociste precedente, spingendosi su tutta la faccia interna dello strato avvolgente.

Gli elementi dell' entoderma sono lamellari, lievemente rigonfi sol- tanto in corrispondenza del nucleo, congiunti fra loro per i margini in un vero sincizio, e di profilo appaiono come listerelle sottilissime ; le cellule deUo Strato avvolgente sono un poco piü alte delle precedenti. I condrio- conti hanno ormai l'identica forma tanto nello strato avvolgente che nel bottone embrionario; si tratta di filamenti piü sottili. piü lunghi e piü sinuosi che nella blastociste antecedente (vedi la fig. 12, tav. XXXII la quäle ri produce degli elementi del bottone embrionario in sezione tan- genziale). I mitocondri granulari non si ritrovano piü in veruna cellula ed evidentemente si sono trasforraati in filamenti.

In uno stadio successivo, rappresentato da una blastociste di RJiino- lopJius di 0,52 X 0,35 mm., la fissazione alla parete uterina e giä avvenuta; tutta la parete della blastociste aderisce all' epitelio uterino, il quäle e distrutto soltanto in punti limitati (a livello dell' area embrionaria esso e in totalitä conservato, pur presentando segni di degenerazione).

II bottone embrionario sporge alquanto verso il blastocele; esso e costituito da elementi cospicui, i quali contengono condrioconti; perö la colorazione di questi organuli e riescita meno perfettamente che neUe altre blastocisti.

La blastociste A di Vespertilio mur. di 0,5 x 0,25 mm. di diam. e in totahtä fissata alla parete uterina; l'epitelio delF utero e distrutto.

II blastocele e piü piccolo che nella blastociste precedente e gli ele-

II comportamento dei condriosomi duiante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 501

menti dell' entoderma e dello strato avvolgente sono meno appiattiti; specialmeiite quelli del secondo strato lianno forma cubica e sono ricchi di citoplasma; i condrioconti sia nell' area embrionaria che nelF extra- embrionaria sono lunghi, lisci, flessuosi (tav. XXXII üg. 13).

Nella blastociste di Miniopterus B (tav. XXXII fig. 14) il bottone embrionario ha acquistato iina forma globosa e sporge verso la cavitä blastodermica, come appare del resto dalla fig. 14, la quäle riproduce un tratto della parete della blastociste al hmite fra bottone embrionario e regione extraembrionaria: aggiungo che nella figura e disegnato soltanto lo strato profondo dell' ectoderma primitivo. Evidentemente questa sporgenza e una conseguenza dell' ispessimento dell' ectoderma, che si e trasformato nella cosidetta massa amniotica (Düval).

La blastociste e in contatto col corion della mucosa uterina; soltanto qualche cellula dell' epiteho uterino in degenerazione avanzata persiste qua e lä. II limite fra blastociste e tessuto uterino e molto netto, nono- stante la presenza di qualche gemma epiteliale proveniente dall' ecto- derma primitivo ec. p. (il quäle deriva dallo strato avvolgente), che si spinge nel corion uterino.

L'ectoderma primitivo ec. p. a livello del bottone embrionario e is- pessito e si va assottigliando nella regione placentare extraembrionaria di VAN DER Stricht (1899) (anello placentare di Nolf) tav. XXXII fig. 14; piü distalmente ancora si riduce ad un' unico strato di cellule. Le cellule deir tctoderma primitivo sono piccole e si distinguono da quelle dell' ectoderma definitivo del bottone embrionario per il loro colorito piü chiaro.

Fra ectoderma primitivo e definitivo trovo qualche lacuna a forma allungata (tav. XXXII fig. 14): altre lacune piü piccole si trovano fra le cellule deir ectoderma definitivo e queste, secondo Duval, preludiano alla comparsa della cavitä amniotica, interpretazione che non e accettata da VAN DER Stricht (1899). —

In quanto ai caratteri citologici degli elementi di questa blastociste, rileviamo anzi tutto il loro piccolo volurae di fronte a quelli delle blasto- ciste piü giovani. Tutte le cellule della blastociste, senza eccezione alcuna, contengono condrioconti numerosi, lunghi, flessuosi e sottih; questi organuli sono certamente cresciuti di lunghezza, si sono assottighati, e sono aumentati di numero coli' evolversi della blastociste. Tali differenze sono particolar- mente sensibili neUe cellule delF entoderma e sono piü appariscenti, per le ragioni giä esposte, quando per l'obliquitä del taglio le ceUule sono sezionate paralellamente aUa superficie; e ciö appunto e avvenuto nel caso nostro.

Blastociste di Vespertüio murinusE. — Si e costituita la cavitä amniotica in forma di una fessura fra l'ectoderma embrionario a cellule

502 Giuseppe Levi

cilindriche e quello placentare, raggiungendo la sua massima ampiezza nella parte media del bottone embrionario ed assottigliandosi verso i margini. L'ectoderma embrionario sporge molto meno verso la cavitä blastodermica.

L'ectoderma primitivo, che ormai passiamo chiamare senz' altro ecto- derma placentare, e che forma la volta della cavitä amniotica, e rappre- sentato da nn sincizio di elementi a protoplasma chiaro, a grossi nuclei (plasmodiblasto di van Beneden); e nell' anello placentare esso aderisce direttamente al citoblasto (abbozzo delle pieghe amniotiche)i). Lo stadio raggiunto da qnesta blastociste corrisponde con una certa approssimazione a quello illustrato da Duesberg nel coniglio (vedi pag. 496).

Le cellule cilindriche dell' ectoderma embrionario sono caratterizzate da condrioconti lunghi e sinuosi orientati in maggioranza paralellamente all' asse maggiore; quelle dell' entoderma a forma cubica contengono condrioconti pure lunghi e sinuosi ma senza orientazione determinata.

VI. I coiidriosomi uei blastodermi dalla comparsa della liuea primitiva sin dopo la chiusuia della doccia midollare,

Notizie bibliografiche. Anche su questo periodo dcU' ontogcnesi furono ese- guite finora scarse osservazioni. Duesberg (1910) in einbrioni di coniglio di 10 giorni, cioe con canal midollare completamente chiuso, trovö imagini analoghe a quelle dell' em- brione di pollo dello stesso stadio.

KuBAscHKiN (1910) ha trovato che lo stadio della linea primitiva e caratterizzato nella cavia da un grande sviluppo di condrioconti nella parte anteriore dell' embrione, mentre gli elementi del tratto caudale si rivelano meno differenziati. E sopratntto nelle cellule cilindriche della placca midollare che prevalgono le forme a bastoncino od a lungo filamento tortuoso, che percorrono tutta la cellula dall' alto in basso, mentre le cellule ectodermiche basse della parte laterale dell' embrione contengono quasi esclusivamente condriosomi granulari. Neil' abbozzo della corda dorsale si trovano accanto ai condrio- conti, anche dei mitocondri e dei condriomiti; nel rimanente dell' entoderma al posto dei ülamenti si trovano soltanto dei mitocondri.

Le ceUule del mesoderma contengono corti bastoncini sparsi irregolarmente nel citoplasma, accanto a forme granulari.

Nella parte caudale dell' embrione, in tutti e tre i foghetti, i condriosomi sono in forma di mitocondri e di condriomiti; e le cellule entodermiche di questa regione con- tengono esclusivamente granuli isolati.

Da queste osservazioni l'A. conclude, che la forma primitiva dei condriosomi e la granuläre e che col progredire della differenziazione i granuli si aUineano in catenelle e si trasformano in filamenti.

L'A. ha dedicato un altro capitolo all' analisi delle differenze citologiche fra cellule somatiche e germinali; Rubaschkin e convinto che le seconde siano sempre caratteriz- zate dalla forma granuläre del condrioma e che perciö in periodi inoltrati dello sviluppo,

1) Tralascio di descrivere i caratteri degh elementi destinati a dar origine alla placenta, perche quest' argomento sarä da nie svolto in un'altro lavoro di imminente pubbUcazione.

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 503

quando il condrioma delle cellide somatiche e divenuto filamentoso, le collule sessuali si distinguono con grande evidenza dalle somatiche.

Neil' abbozzo del corpo genitale, i gonociti, riconoscibili anche per le loro maggiori dimensioni, secando R., contengono sempre mitocondri, mentre le celhile somatiche dell' abbozzo stesso e quelle delle regioni circostanti contengono condrioconti. I gono- citi del corpo genitale si originerebbero dagli elementi della parte caudale dell' embrione, nei quali non e avvenuta la trasformazione dei mitocondri in condrioconti, che e costante in tutte le cellule somatiche ad un determinato periodo dello sviluppo. Nei gonociti si conser verebbe adunque la forma gi'anidare primitiva del condrioma.

Osservazionipersonali. Blastociste di RhinolophusC (tav. XXXIV fig. 30) ; fissata come di consueto, colorita col metodo Altmann-Kull. L'utero, e per conseguenza il blastoderma, fu sezionato sagittalmente.

La cavitä amniotica c. a. e molto ampia ed e deliraitata dalF ecto- derma placentare (plasmodiblasto) ec. pl. in alto , dall' ectoderma em- brionario ec. in basso (tav. XXXIV fig. 30). La fusione fra ectoderma placentare e corion della mucosa uterina e ormai molto intima.

II citoblasto c. U. si spinge al di sotto del plasmodiblasto nella parte periferica della volta della cavitä amniotica (tav. XXXIV fig. 30) unendosi al margine dell' ectoderma embrionario ; la zona nella quäle si stabilisce la continuitä fra i due foglietti corrisponde all' abbozzo della piega am- niotica.

L'ectoderma cml)rionario ec. e pianeggiante ; la sporgenza che esso prima fomiava verso la cavitä blastodermica e del tutto scomparsa; e costituito da due strati di cellule cilindriclie alte, orientate perpendicolar- mente alla superficie del blastoderma; i nuclei sono voluminosi, di forma ovale, il citoplasma non molto abbondante contiene dei condrioconti lunghi, tortuosi, diretti lungo Fasse maggiore della cellula.

L'entoderma ent. e in tutta la blastociste costituito da un solo strato di cellule basse e soltanto nella parte craniale dell' embrione (tav. XXXIV fig. 30) s'ispessisce alquanto, come anche altri Autori hanno notato; le sue cellule sono dirette paralellamente alla superficie della blastociste e con- tengono condrioconti sinuosi senza orientazione caratteristica ; ne nelle cellule deir ectoderma, ne in quelle dell' entoderma ho trovato mai dei condriosomi granulari.

Nella parte caudale del blastoderma si nota una fusione fra ecto- derma ed entoderma; si tratta evidentemente del primo abbozzo della linea primitiva (placca assiale); ed in quella regione la forma cilindrica delle cellule ectodermiche e meno spiccata ed i condrioconti non hanno piü l'orientazione caratteristica.

Nei blastoderma di Vespertilio Blasii x, caratterizzato dalla pre- senza della linea primitiva e dalF estendersi del mesoderma sino all' estre-

Archiv f. Zellforschung. XIII. 33

504 Giuseppe Levi

mitä craniale delF embrione, non troviamo modificazioni citologiche degne di menzione.

Blast 0 derma di Vespertüio murinus G: sezionato trasversalmente.

Stadio di placca midollare depressa nella parte assile in una doccia larga e superficiale. L'ectoderma unistratificato ai margini s'ispessisce bruscamente in due strati di cellule cilindriche ; le due metä della doccia sono riunite da una placca commessurale sottile a cellule cubiche (tav. XXXII fig. 15); in intimo rapporto con quest' ultima si trova la placca cor- dale, la quäle si presenta in forma di un epitelio ad un unico strato di cellule cubiche (tav. XXXII fig. 15. yl. c).

Lateralmente la placca cordale si continua, almeno apparentemente, nello Strato superficiale del mesoderma. Questo foglietto non ha i caratteri di un epitelio, ma le sue cellule sono discontinue e si trovano disseminate irregolarmente. Un unico strato di piccole cellule cubiche a scarso cito- plasma costituisce l'entoderma, ed esso s'arresta ai margini della placca cordale (tav. XXXII fig. 15).

Passiamo ai caratteri citologici dei foglietti dell' embrione; nelle ceUule cilindriche della parte dell' ectoderma posta lateralmente alla placca midollare i condrioconti sono brevi, sinuosi ed intrecciati in tutti i sensi; essi sono principalmente raccolti nelle porzioni di citoplasma sovrastanti e sottostanti al nucleo.

AU' incontro nei due strati di cellule cilindriche della placca midollare (tav, XXXII fig. 15 e 16 fl. m.) i condrioconti sono divenuti meno tortuosi e sono orientati paralellamente all' asse della cellula, fuorche in quella parte delle cellule superficiali che guarda verso l'esterno, e nelle parte basale delle cellule profonde, ove i condrioconti s'intrecciano (tav. XXXII fig. 15 e 16); analoga disposizione noto nelle cellule piü basse della placca com- messurale. Aggiungo che in tutte le cellule della placca midollare i condrio- conti sono numerosissimi ; mancano del tutto altre varietä del condrionia.

Nelle cellule cubiche della placca cordale pl. c. troviamo esclusivamente condrioconti (tav. XXXII fig. 15), ma piü scarsi, in forma di brevi lineette incurvate ; inoltre essi si decolorano piü f acilmente di tutti gli altri condrio- conti del blastoderma. Tenendo conto adunque dei caratteri di questi orga- nuli, noi possiamo affermare, che le cellule della placca cordale hanno un' impronta citologica diversa da quella degli altri elementi del mesoderma.

Le cellule del mesoderma m. sono piccole, a forma irregolare e nel cito- plasma sono addensati in numero stragrande i condrioconti; quando queste cellule entrano in mitosi ed il volume della cellula aumenta, i condrioconti diventano, com' e owio, meno tortuosi.

Nelle cellule dell' entoderma ent. i condrioconti sono un po' piü scarsi

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi delle sviluppo ecc. 505

e piü brevi che negli altri foglietti, probabilmente in rapporto al piccolis- simo volume cli qiiesti elementi.

Blastoderma di Vesperlüio murinusH; doccia midollare aperta in tutto il blastoderma; i suoi labbri sono rawicinati nella regione nucale; gli abbozzi degli organi visivi hanno la forma delle »foveolae opticae«.

Un' orientazione di alcuni condrio conti paralella all' asse della cellula s'osserva, oltre che nelle cellule della doccia midollare, anche in quelle cilindriche dell' ectoderma tegumentario (fig. C).

Figura C.

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Ectoderma tegumentazio del blastoderma di Yespertilio murinus H con doccia midollare aperta in

tutta la sun lunghezza. — Ingr. ISOO X .

Embrione di Vespertilio murinus F; doccia midollare chiusa, fuorche nella regione cefahca e caudale. Cresta neurale ben distinta; le due aorte si mantengono pari in tutto il loro decorso.

I condrioconti son divenuti molto hmghi in tutte le cellule dell' em- brione; nella parete della doccia e rispettivamente del canal midollare, i condrioconti sono allineati perpendicolarmente alla superficie (tav. XXXIII fig. 17 e 18) ; ed anche qui verso la superficie esterna ed interna della parete, ove il citoplasma e piü abbondante, i condrioconti son piü sinuosi ed intrecciati (tav. XXXIII fig. 18).

AI lünite fra l'ectoderma ed il margine della doccia midollare, gli elementi della cresta neurale (tav. XXXIII fig. 17 er. g.) risaltano di fronte aUe cellule ectodermiche, oltre che per il maggior volume, anche per il gran numero di condrioconti intrecciati che contengono. Lo stesso s'osserva anche in queUa parte della cresta neurale che corrisponde al canal midollare.

Nelle cellule della corda dorsale i condrioconti sono brevi e scarsi.

33*

506

Giuseppe Levi

Nelle cellule cilindriche dei somiti mesodermici haiino forma e distribu- zione simili a quelle del canal midollare (tav. XXXIII fig. 19).

Nessuna differenza nei caratteri citologici esiste fra gli elementi della parte craniale e quelli della parte caudale del tronco, contrariamente a quauto afferma Eubaschkin (1910) per stadi corrispondenti ; negli uni e negli altri trovo esclusivamente condrioconti.

Embrione di Vespertüio murinus E. — II canal midollare si apre soltanto all' estremo caudale delF embrione. Organo visivo in forma di infundibuli oculari. Fossette acusticlie. Tasche ectodermiche brancliiali.

Nel canal midollare i condrioconti conservano l'orientazione consueta ed anche a questo stadio s'intrecciano nella parte periferica deUe cellule (tav. XXXIII fig. 20, fig. D); la loro lunghezza e ancora sensibiknente aumentata, tanto che non di rado si estendono ininterrotti da un estremo all' altro della cellula ; il loro aumento in lunghezza appare evidente da un confronto fra le figure 18, tav. XXXIII e D,

Figura D.

Parete del canal midollare dell' embrione E di Yespertilio murinus. — Ingr. 1800 X •

Anche qui noto nelle cellule in mitosi dello strato germinativo del canal midollare, che in rapporto al turgore del citoplasma i condrioconti tendono a divenire meno sinuosi.

Le cellule della corda dorsale contengono condriosomi scarsi e brevi. Nel soniite soltanto la parete dorsale ha mantenuto il carattere epiteliale. In quasi tutti i somiti, fuorche nei piü caudali, naturalmente meno diffe- renziati, la parte ventrale ha quasi completamente perduto il suo aspetto epitehale.

Le cellule cihndriche della suddetta parete dorsale hanno un' im- pronta caratteristica ; le piü prof onde hanno forma conica, coUa base rivolta verso il cosidetto nucleo del miotctnio {Uk Urwirbelkern) e l'apice verso la perif eria (fig. E) ; il nucleo risiede nel centro della ceUula ; nella parte

II comportamento dei condriosomi dm-ante i piü precoci periodi dcllo sviluppo ecc. 507

basale vediamo in numero grandissimo dei limglii condrioconti ondulati, ma orientati paralellamente all' asse maggiore ; alcuni fra questi si prolungano nel citoplasma periniicleare, ove divengono piü rigidi ; anche il tratto distale affilato della cellula contiene dei condrioconti.

Le cellnle piü superficial! della parete hanno esse pure forma conica, ma sono piü piccole delle precedenti e la loro base e rivolta verso la super- ficie, l'apice si spinge nell' interstizio fra due cellule piü profonde. I con- drioconti hanno nella parte basale della cellula una disposizione irregolare, si orientano paralellamente all' asse piü distalmente (fig. E).

Fignra E.

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4^V/'^

Parete dorsale di un somite deirembrione E di Yesperiilio inuriws. — Ingr. l&ÜÜ X Uk elementi contenuli nel centro dei somite (Urwirbelkern).

Tralascio di descrivere il condrioma in altri organi dell' embrione, perche questo mi condurrel)be ad inutili ripetizioni; in nessun organo troviamo ancora un' impronta citologica specifica; la disposizione dei condrioconti e dappertutto in correlazione colla forma della cellula.

Anche nell' epiteho intestinale trovo soltanto dei condrioconti; non vi ho mai riscontrato quelle cellule a mitocondi'i granulari alle quali accenna

508 Giuseppe Levi

RuBAscHKiN (1910) e che sarebbero da interpretarsi come gonociti desti- nati ad emigrare nella regione del corpo genitale.

Nel mesentere ho trovato, e vero, delle celhile a condrioconti piü tozzi che negli altri elementi dell' embrione ; non vorrei perö dar troppa importanza a questo fatto, perche, data la sede profonda di queste celhde, non e improbabile che esse siano rieselte flssate meno perfettamente.

Soltanto in una regione molto limitata dl quest' embrione ho rlscon- trato delle cellule in numero assai eslguo, la dl cul morfologla sl avvlcina a quella che Eubaschkin definisce come caratteristica dei gonociti.

Questa regione corrisponde presse a poco a quella del futuro corpo genitale; al disotto dell' epiteho della splanenopleura (fig. F, sp. pl.), fra questo 6 la parete di un' arteria omfalomesenterica, trovo qualche rara cellula a forma sferica, un poco pii^i voluminosa delle altre, con nucleo

Figura F.

^^ ^

Dalla parete del celoma dell'einT)rione E; foglietto viscerale della parete della cavitä celomatica

fra la splanenopleura sp.iil. e Tarteria omfalomesenterica (nella quäle sono uontenuti dei globuli rossi ein)

si trova una grossa cellula con iiiitocondri (gonocita?). — Ingr. 1800 X •

reniforme e citoplasma piü scuro, la quäle contiene condriosonii netta- mente granulari; un carattere che le differenzia dagli elementi circostanti, sia da quelli dell' epj,telio celomatico che dagli elementi del sangue (fig. F em) contenuti nel lume dell' arteria, i quali tutti contengono nel citoplasma esclusivamente dei condrioconti. Questo reperto e troppo isolato perche esso possa aver valore in favorc della tesi di Eubaschkin. II ritrovare in un solo stadio dello sviluppo delle cellule a condriosomi granulari non ci da il diritto di concludere, che gli elementi del ciclo germinale hanno un carattere citologico specifico.

D'altro canto, anche se si vuol ammettere che ad un determinato

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 509

periodo dello spiluppo i gonociti siano caratterizzati da mitocondri, la portata generale della tesi di Rubaschkin e diminuita dalla circostanza, che questo carattere non e comime ai gonociti di tutti gli animali, come si rilevadalle mie osservazioni sugliAnfibi 1912 a, e che negli stessi Mamrai- feri altri elementi del ciclo germinale, quali gli oogoni, hanno condriosomi filamentosi (mie osservazioni inedite).

Non rientra nel piano della presente memoria lo studio dei condriosomi in periodi piü inoltrati dello sviluppo; ricorderö soltanto, che finche le cellule non acquistano un' impronta citologica specifica, cioe finche esse non si differenziano, il condi'ioma non si modifica affatto.

Figura G.

In : J

V'; C,^--<

tt,

Parete dell' otociste di uq embrione di Vespertilio mur. di 4 mm di lungh. — Ingr. 1800 X •

NegH embrioni piü inoltrati, come nei precoci, troviamo che l'orien- tazione dei condrioconti e in correlazione colla forma della cellula; nelle

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cellule a forma cilindrica, a qualsiasi organo esse appartengano , i condrio- conti sono orientati in maggioranza paralellamente all' asse cellulare e, come di solito, assumono im andamento piü irregolare nelle parti di citoplasma sovrastanti e sottostanti al nucleo. Riproduco quäle esempio im tratto deUa parete dell' otociste di im embrione di VespertiUo murinus di 4 mm di lunghezza, ove la suaccennata disposizione dei condrioconti appare con sufficiente evidenza (fig. G).

VII. ßiassniito.

1°. I condriosomi dell' uovo e dell' embrione sono organuli cellulari morfologicamente ben definiti; il fatto che essi vanno incontro a trasfor- mazioni graduali di forma e da per se solo in contrasto colla supposizione che rappresentino una struttura del protoplasma nel senso di Flemming.

2°. La persistenza dei condriosomi in un nnmero grandissimo di stadi successivi, tanto nelle cellnle in riposo che in quelle in mitosi, ed an che l'analogia nel comportamento dei granuli e rispettivamente dei filamenti, che abbiamo trovato nei vari stadi dello sviluppo, di fronte alle sostanze coloranti, dimostrano in modo indiscutibile la continuitä dei condriosomi dell' uovo ovarico in quelli dei blastomeri e delle cellule deir embrione ; continuitä che le ricerche antecedenti avevano iUustrato soltanto imperfettaniente.

3°. Dopo la fecondazione i mitocondri, i qnali durante il periodo di accrescmiento e di maturazione dell' uovo erano addensati in una stretta zona marginale, si sparpaghano per tutto il citoplasma dell' uovo ed acquistano presto una distribuzione uniforme, frammischiandosi alle sfere di deutoplasma. Contemporaneamente i vacuoli spariscono ed anche il deutoplasma diminuisce. ^

4°. Durante le prime segmentazioni i mitocondri si ri- gonfiano e divengono piü radi; allo stadio a 20— 30 blastomeri molti mitocondri acquistano a poco a poco una forma allungata trasformandosi a poco a poco in filamenti rigidi ed alla fine deUa segmentazione un numero sempre maggiore di condiiosomi ha assunto la forma di filamenti; questi si allungano e si fanno meno rigidi quanto piü la segmentazione progredisce. Eseludo nel modo piü assoluto che la trasformazione dei mitocondri in condrioconti avvenga per seriazione e successiva fusione di granuli distinti.

5°, Non ho mai riscontrato, ne durante la segmentazione, ne durante la formazione del blastocele delle differenze citologiche fra i vari blasto- meri, all' infuori delle ben note diversitä di grandezza.

6°. Dopo la formazione del blastocele gran parte del con-

II comportamento dei condriosomi diu-anto i piü precoci pcriodi dello sviluppo ecc. 51 1

driomae divenuto filamentoso; i condrioconti si fanno piü sottili, piü lunghi e sinuosi; la differenziazione dei condriosomi e piü inoltrata nelle cellule appiattite dello strato avvolgente che in tutti gli altri elementi della blastociste; nia dopochc Tentoderma s'e esteso a tutta la parete della l)lastociste, tutte le cellule di questa assumono una struttura presso- che uniforme.

Col progredne della segmentazione il deutoplasma diminuisce, e puö scomparire alla fine di questa; perö in alcune uova persiste anche dopo la comparsa dei blastocele.

7°. II fatto che la trasforniazione dei mitocondri in condrioconti si inizia giä durante la segmentazione delF novo, basta da per se solo a dinio- strare infondata l'ipotesi di Rubaschkin, che i mitocondri siano un attri- buto delle cellule indifferenziate e che i condi'ioconti caratterizzino invece le cellule differenziate ; e non e neppure esatta l'affermazione di quell' A., che le cellule della parte caudale dell' embrione abbiano un' impronta differente da quelle della parte craniale per la presenza di mitocondri.

In quanto ai gonociti, e possibile che contengano mitocondri durante una fase transitoria dello sviluppo, ma questo non e certamente un carattere specifico di tali cellule ; e tanto meno e specifico per le cellule sessuaU dei Manmiiferi in genere, come vuole Rubaschkin (1912), visto che gli oogoni sono caratterizzati da condrioconti.

8°. Nelle fasi successive dello sviluppo i condrioconti si fanno sempre piü sottili, piü lunghi e piü radi, e sopratutto la loro orientazione si modifica correlativamente ai cam- biamenti di forma della cellula, tendendo in genere a disporsi para- leUamente all' asse maggiore, Perö essi non acquistano, ahneno fin dopo la completa chiusura della doccia midoUare, in nessun organo un' impronta specifica; ne la disposizione, ne la forma dei condrioconti di una cellula cilindrica di un somite mesodermico differisce affatto da quella di una cellula deir epitelio celomatico o della parete dei canale midollare.

9°. In singoli casi ho dimostrata la trasmissione dei mito- condri dello spermatozoo ad una sola delle cellule dello stadio a 2 ed anche dello stadio a 3 blastomeri.

VIII. Cousiderazioui.

A. Sulla forma dei condriosomi. Le ricerche che ho intrapreso da non breve tempo sul condrioma di molti tipi di cellule mi avevano indotto alla supposizione, che la forma dei condrioma comune a tutte le cellule deir organismo a perfetto sviluppo e delF embrione fosse la fila- mentosa; io avevo avuto opportunitä di convincermi, che molte delle

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varietä del condrioma descritte da altri Autori come granulari, in realtä si riconducono, con una tecnica appropriata, alla forma di filamenti di spessore uniforme e lisci, nei quali neppure coi piü potenti mezzi ottici si riesce a scoprire una forma granuläre.

Ig supponevo infine, quando iniziai le ricerche qui riferite, che i granuli e le catene di granuli, i mitocondri ed i condriomiti di Benda, fossero un artefatto dipendente dalla tecnica, che cioe per effetto di fissazioni inade- guate i condrioconti si modificassero artificialmcnte, acquistando i ca- ratteri di mitocondri. Se io esponessi diffusamente i fatti sui quah si fondava questa mia supposizione, sarei condotto a trattare argomenti estranei a quelli che formano oggetto della presente memoria.

II fatto che mi sembrava piü importante in appoggio di questa mia convinzione era l'osservazione di elementi viventi; perche, come ho in parte riferito in altre mie pubblicazioni, in molte cellule ghiandolari di Geotriton, in cellule luteiniche e follicolari di Mammiferi non sottoposte ad alcun trattamento (1913) ho visti dei filamenti con caratteri morfologici simili a quelli apprezzabili nei preparati fissati. Particolarmente convin- centi mi sembrarono le ricerche di Terni (1912), eseguite nei mio istituto, sugli elementi sessuali maschili di Geotriton, e quelle mie (1912 b) sugli oociti della stessa specie; negli uni e negli altri la corrispondenza fra le imagini ottenute sul vivente e quelle nei preparati fissati era perfetta. Inoltre in questi stessi elementi, metodi di fissazione inadeguati determina- vano una modificazione dei condrioconti in minuti granuli seriati od anche isolati.

Non trascurabile mi sembrö inoltre un' altra considerazione in favore della maggiore attendibilita che offrono le imagini di condrioconti di fronte a quelle dei mitocondri; che se da un lato e verosimile, che delle forma- zioni filamentose possano artificialmcnte disgregarsi in granuli, piü difficil- mente si puö imaginäre come avvenga il f enoraeno inverso, che serie di granuli per effetto della fissazione possano acquistare l'apparenza di condrioconti.

D'altro canto le ricerche recenti di autorevoli citologi confortavano questa mia convinzione ; in sempre nuove varietä di cellule si dimostrava, che i bioblasti di Altmann ed i mitocondri ed i condriomiti di Benda non erano in realtä che condrioconti.

Di fronte a queste osservazioni concordanti sulle cellule somatiche, risultava all' incontro dallo studio delle cellule sessuali maschili e femmi- nili, che molte di queste sono caratterizzate da mitocondri. Cosicche incominciö a prevalere fra alcuni citologi il convincimento, che i condrio- conti fossere un attributo delle cellule somatiche, 1 mitocondri di molte ceUule sessuali.

D comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 513

RuBAscHKiN (1912) partendo da questi dati e da altri da lui rilevati, volle dare una portata generale a qiieste differenze fra cellule somatiche e sessuali; egli ritenne, come ho esposto a pag. 502 — 503, che il condrioma granuläre fosse un attributo delle cellule indifferenziate (cellule sessuali ed elementi delF embrione prima della differenziazione) , il condrioma filamentoso quello delle cellule differenziate.

Quando iniziai le ricerche che son qui riferite, io ritenevo anzi tutto poco fondata una distinzione su basi citologiche fra questi due gruppi di cellule, ed in secondo luogo supponevo che con una tecnica adeguata sarebbe stato possibile di ricondurre il condrioma ad un' unitä morfolo- gica; che cioe i condrioconti, e soltanto questi, fossero un' attributo comune a tutte le cellule somatiche e sessuali.

I fatti hanno dimostrato che queste mie supposizioni erano in buona parte esatte.

Le mie ricerche sui gonociti e sugli oociti degh Urodeh, altre ancora inedite sugli oogoni di Mammiferi e sugli oociti di Uccelli e di Rettili mi hanno data la prova dell' esistenza di condrioconti nelle cellule sessuali di molti animali; per non parlare di altri risultati antecedenti (di Benda [1899], di DuESBERG [1910], di Holländer [1902], di Terni [1912] ecc). Inline dalle osservazioni qui riferite si rileva che nelle uova di Mammiferi a segmentazione inoltrata esistono sicuramente condrioconti e che questi prevalgono sempre piü di fronte ai mitocondri quanto piu procede la segmentazione.

Tutto ciö dimostra adunque che la distinzione di Rubaschkin (1910) fra cellule differenziate ed indifferenziate, fondata sul criterio della forma dei condriosomi, non e sostenibile.

La parte della mia supposizione che risultö meno fondata, e quella riguardante l'unitä morfologica dei condrioma. I risultati resi noti di recente, e che riassunsi neU' introduzione, sulla fecondazione e sulla seg- mentazione delle uova di Echinodermi, Vermi e Tunicati, assieme alle mie osservazioni qui riferite sulla maturazione e sulla segmentazione delle uova di Mammiferi, dimostrano che :

a) le cellule sessuali maschili e femminili nel periodo di accrescimento e di maturazione sono in alcuni casi caratte- rizzate da mitocondri, in altri da condrioconti; le osservazioni di Perroncito (1910) dimostrerebbero che negli elementi seminali da lui Studiati (di Paludina) coesistono nella stessa cellula mitocondri e condrio- conti.

b) nelle uova fecondate e durante le prime segmenta- zioni, almeno nei casi finora studiati, furono trovati esclu-

514 Giuseppe Levi

sivamente mitocondri. Kesta a dimostrarsi se il fatto ha una portata generale ; le figure di Eetzius (1910) di uova di Gobius in segmentazione ci farebbero supporre che in quella specie, giä nei primi blastonieri, come del resto neir novo matnro, si trovano condrioconti. Le osservazioni finora esegnite sono infine troppo scarse per permetterci di formulare una legge. Ad ogni modo bastano i pochi esempi che conosciamo di condrioma granuläre in alcune cellule sessuali ed in uova in segmentazione per negare il principio dell' unitä morfologica del condrioma.

B. Natura condriosomica degli organuli studiati. I cri- teri ai quali ci affidiamo per definire la natura condriosomica di deter- minate formazioni possono essere raggruppati, come giustamente rilevö Terni (1914), come segue: criterio tintoriale, chimico, morfologico e biolo- gico ; criteri che hanno un valore puramente empirico, dato lo scarso rigore scientific© che ha il concetto stesso di condrioma.

Nel caso nostro il criterio tintoriale, che io ritengo del resto il meno probativo, resultö positivo: durante tutta l'ontogenesi gli organuli di cui ci siamo occupati, offrirono le identiche affinitä per le sostanze coloranti.

In quanto alla loro natura chimica, e fuor di dubl)io che tanto i mito- condri deir novo, che quelli dell' embrione si alterano per l'azione dell' acido acetico contenuto in molti fissatori, e si conservano soltanto dopo tratta- mento con tetrossido di osmio o con sali di cromo ; ma anche a questo cri- terio, il quäle e fondato suUa supposizione che nella costituzione chimica dei condriosomi entrino delle sostanze di natura lipoidica, io non potrei dare allo stato attuale delle nostre conoscenze che ben scarso valore.

Della loro forma ho detto diffusamente piü sopra; e evidente che, dati i profondi cambiamenti di forma a cui sottostanno i condriosomi durante l'ontogenesi, questo criterio non puö essere invocato nel caso nostro.

Kesta adunque il criterio biologico ; ed e questo che qui, come sempre, da maggiore affidamento ; se veramente, come credo di aver dimostrato, i mitocondri delle cellule provenienti dalle prinie segmentazioni dell' novo, si trasformano nei condrioconti delle cellule dell' embrione, e lecito di affermare, che i condriosomi, nonostante sensibilissimi cam- biamenti di forma, conservano durante tutta l'ontogenesi la loro individualitä. Io son convinto che in questo come in altri casi, ciascun condriosoma deriva da un condriosomo preesistente (Meves [1908],

DUESBERG [1910], EOMEIS [1913]).

E poiche la teoria dei condriosomi e fondata sopratutto sulla trasmis-

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 515

sione loro attraverso alle varie generazioni cellulari e sulla loro persistenza durante la mitosi, noi abbiamo ragione di affermare pienamente giustificata la definizione di condriosomi per gli organuli apprezzabili durante l'onto- genesi dei Manimiferi.

C. II numero dei condriosomi nelle cellule durante l'onto- genesi. La questione e evidenteniente ardua, sopratutto per ragioni tecniche. Le colorazioni di cui ci serviamo per mettere in evidenza i con- driosomi sono tutte estrattive, dimodoche non si ha mai ,1a sicurezza che tutti i condriosomi, specialmente in determinati stadi, nei quali la loro affinitä per le sostanze coloranti e minore, trattengano a sufficienza il colore.

Naturalmente questi confronti furono da nie eseguiti col massimo scrupolo; furono fra loro paragonate sezioni di eguale spessore, colorite con eguale intensitä e sopratutto ho tenuto conto esclusivamente di diffe- renze quantitative rilevanti.

Dopo la fecondazione awiene forse un aumento dei mitocondri, ma se mai esso e assai lieve; e doveroso aggiungere che a questa fase il deuto- plasma diminuisce e si potrebbe forse supporre con Romeis (1913), che il materiale che e ceduto dal deutoplasma in disgregazione sia adoperato per l'accrescimento dei condriosomi. Ma questa supposizione, poco vero- simile per ragioni teoriche, non e ad ogni modo suscettibile di dimostra- zione.

Vediamo di renderci conto di quello che awiene durante la segmen- tazione. E noto che la segmentazione dell' novo si discosta, nei riguardi dei rapporto fra massa protoplasmatica e nucleare, dalle ordinarie divisioni cellulari ; rapporti che furono particolarmente messi in rihevo da R. Hert- wiCt (1903). Neir intercinesi il nucleo di ciascun blastomero riacquista un volume poco inferiore a quello della cellula madre, ma non il citoplasma, che rimane circa della metä piü piccolo ; e cosi, mentre col progredire della segmentazione la massa nucleare complessiva dei germe aumenta, la massa citoplasmatica complessiva rimane quasi invariata; e considerando i singoli blastomeri, in ciascuno di essi il volume dei nucleo si modifica di poco, la massa citoplasmatica va aU' incontro rapidamente decrescendo.

Volendo precisare, nelle prime segmentazioni il volume dei blastomeri non cresce durante l'intercinesi , cosicche corrisponde alla metä e rispettivamente ad 1/3, 1/4 ecc. dei volume deU' novo insegmentato ; anzi nei casi in cui awiene un' eliminazione abbondante di masse protoplasma- tiche e anche inferiore alla metä dei volume iniziale. Nelle segmenta- zioni successive (dallo stadio ad 8 in poi) awiene un lievissimo aumento dei citoplasma durante l'intercinesi, il quäle non riesce direttamente

516 Giuseppe Levi

apprezzabile coUa misurazione, date le molte cause di errore. Che esso avvenga, lo induco dal fatto che la quantitä complessiva di citoplasma dell' novo a segmentazione inoltrata e alquanto maggiore che nelF uovo insegmentato, s'intende non tenendo conto della massa nucleare, la quäle, com' e ovvio, aumenta progressivamente durante la segmentazione i).

La repartizione dei mitocondri avviene in maniera del tutto diversa durante la segmentazione dell' uovo da quanto s'osserva di solito nella divisione cellulare; i singoli mitocondri non si dividono, come fu osservato in varie cellule sessuali (Giglio-Tos e Granata [1908], DuESBERG [1910 b], Terni [1911]) e somatiche (Levi [1913])ma vengono distribuiti in misura eguale nei vari blastomeri; perciö ciascun blastomero contiene approssimativamente un numero di mitocondri, che e la metä e rispettivamente 1/3, 1/4 ecc. di quello dell' uovo insegmentato.

Non facilmente spiegabile e il progressivo diradarsi nel citoplasma dei mitocondri rilevato durante la segmentazione (vedi fig. 5—10 e 21 — 24) ; e quest' e tanto pronunziato, che non mi pare basti a rendercene ragione il lievissimo aumento della massa complessiva di protoplasma che interviene a segmentazione inoltrata. Forse vi contribuisce l'eliminazione di una parte non irrilevante del materiale mitocondriale, contenuto nelle masse protoplasmatiche, le quali vengono emesse dall' uovo e dai blastomeri e si raccolgono nello spazio perivitellino ; si tratta di quel fenomeno che VAN DER Stricht (1909) ha definito erroneamente come deutoplasmolisi (vedi pag. 483 e seg.). II diradarsi dei mitocondri sarebbe anche piü ap- pariscente, se il loro volume contemporaneamente non aumentasse, diven- tando relativamente assai notevole alle stadio a 20—30 blastomeri.

In breve, io credo che alla fine della segmentazione il numero com- plessivo dei condriosomi delF uovo sia approssimativamente eguale, ed ad ogni modo non certo superiore a quello che abbiamo riscontrato all' inizio del processo ; un confronto superficiale fra le figure potrebbe far credere il contrario ; ma e opportuno teuer presente, che l'aspetto filiforme assunto dai condriosomi fa si, che lo spazio che essi occupano in ciascuna sezione ot- tica deUe cellule e maggiore, e si ha Tillusione di un aumento del condrioma.

Io son convinto adunque che alla fine della segmentazione ciascuna caUula del germe contenga condriosomi di forma diversa ed in numero di gran lunga inferiore che nell' uovo; e piü esattamente il numero dei condriosomi contenuti in ciascuna cellula alla fine della seg-

1) L'interessante problema della grandezza dei blastomeri e dei rapporti nucleo- plasmatici nei medesimi fu oggetto di una speciale ricerca che verrä pubblicata fra breve.

II comportaniento dei condriosomi durante i piü precoci periodidello sviluppo ecc. 517

mentazione e una frazione del numero iniziale dei condriosomi deir novo insegmentato, la quäle ha per denominatore un numero corrispondente al numero di cellule nelle quali l'uovo si e suddiviso.

Dopo la formazione del blastocele si ristabiliscono in tutte le cellule del germe i rapporti ordinari nei riguardi del loro volume; esse obbediscono da allora in poi alla legge della grandezza cellulare fissa, prescindendo dagli incrementi che ulteriormente si stabihsco- no in rapporto a particolari dif f erenziazioni ; qui, come sempre, il volume di eiascuma cellula figlia e la metä di quello della cellula maclre, ma durante Fintercinesi ciascuna cellula riacquista il volume eguale a quello della cellula madre. E da questa fase dello sviluppo in poi la repartizione dei condrioconti durante la cinesi segue le leggi consuete; sebbene io non abbia osservato »de visu« che nelle cellule della blastocisti awenga una divisione trasversale dei condrioconti (la condrocinesi e un processo che puö essere sorpreso soltanto quando il materiale e particolarmente favore- vole), induco l'esistenza di una divisione dal fatto, che ciascuna cellula figlia contiene un numero di condrioconti approssimativamente eguale a quello della cellula madre. Da questo momento il numero complessivo dei condi'iosomi del germe, che fino allora era rimasto invariato, aumenta progressivamente e si mantiene proporzionale all' aumento totale dell' em- brione fino al termine dell' accrescimento. Nello stesso tempo la lunghezza dei condrioconti cresce sempre piü.

Concludendo, quando alla regola della progressiva diminuzione della grandezza delle cellule, che e accompagnata da una graduale diminuzione nel numero dei condriosomi, si sostituisce la legge della fissitä nella gran- dezza delle cellule e della correlazione nucleo-plasmatica normale, il numero dei condriosomi incomincia a divenire con una certa approssimazione fisso per ciascuna cellula e per di piü le cellule acquistano un' impronta cito- logica diversa, che e dovuta alla differente forma dei condriosomi.

Pur restando adunque stabilito, che durante un lungo periodo dello sviluppo embrionario l'individualitä dei con- driosomi si conserva, e certo che durante la segmentazione la loro repartizione avviene secondo leggi del tutto diverse da quelle che regolano la repartizione dei cromosomi.

E difficile di definire quello che avviene nei riguardi del numero dei condrioconti durante il periodo organogenetico ; se essi crescano soltanto in lunghezza, oppure se awenga una fusione di filamenti dapprima di- stinti. Ho insistito sulla lunghezza notevole che acquistano nelle cellule cilindriche, nelle quali si orientano paralellamente al maggiore asse.

518 Giuseppe Levi

Del resto i casi nei quali si pote determinare una costanza di numero dei condriosomi sono oltremodo scarsi; condizioni eccezionalmente favore- voli permisero a Terni (1914) di stabilire con molta approssimazione, che negli elementi seminali di Geotriton tale costanza di numero sussiste. In periodi inoltrati dello sviluppo parecchi fattori si oppongono alla dimo- strazione delF individuaütä dei condrioconti.

Osservazioni che non ho qui riferito sulla differenziazione funzionale delle celhde, mi hanno convinto, che in molti elementi ghiandolari (cellule gastriche ed intestinah di Anfi))i, cellule epatiche dei Mammiferi) all' atto della differenziazione, cioe in periodi assai inoltrati dello sviluppo embrio- nario, il numero dei condrioconti aumenta molto: un fatto che mi sembra di non lieve valore contro l'ipotesi di Meves della trasformazione dei condrioconti in prodotti deUa differenziazione cellulare^) e che e pure in disaccordo coUe osservazioni di Romeis (1913) sugli embrioni di Ascaris; quest' Autore riscontrö nelle prime fasi dello sviluppo un aumento dei condriosomi ed una diminuzione progressiva in fasi successive; quest' ul- tima si spiegherebbe, secondo Romeis, in parte con ragioni estrinseche, in parte con una trasformazione di condrioconti nelle fibrille dell' ecto- derma e delF entoderma.

Romeis esprime la convinzione, che lo stadio indifferente dei con- drioma si conserva soltanto nelle prime fasi dello sviluppo e che esso si modifica non appena la cellula si trasforma in una determinata direzione. Le mie ricerche nei Mammiferi hanno invece dmiostrato l'opposto ; durante la formazione dei foglietti i condriosomi hanno caratteri quasi uniformi, tanto che non sussistono differenze fra la regione embrionaria dei germe e quella extraembrionaria; e neppure i fatti osservati durante periodo organogenetico si accordano coi reperti di Romeis.

D. Destino dei condriosomi maschili. Su quest' argomento debbo mantenermi molto riservato, perche i dati che posso riferire sono scarsi. Dai reperti di van der Stricht (1909), Lams (1913) e miei si rileva che in singoli casi i condi'iosomi maschih, i quali formano una guaina al pezzo intermedio deUo spermatozoo, possono essere trasmessi ad uno solo dei blastomeri dell' novo dei Mammiferi; e la mia osservazione sovra un novo a tre blastomeri (vedi pag. 488) dimostra che il pezzo intermedio

1) Eammento a questo proposito che quella parte delle mie ricerche 1911 tendente a dimostrare insussistente l'ipotesi della trasformazione dei mitocondri in neurofibriUe fu confermata recentemente da Cowdry (1914), il quäle perö sembra non conoscere la mia pubbhcazione.

II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 519

puö persistere integro anche in una delle cellule provenienti dalla 2*^ seg- mentazione dell' uovo.

Si tratta dello stesso fatto scoperto da Meves in Pamechinus (1912) (anzi l'osservazione di van der Steicht (1909) e anteriore a queUa di Meves); ma mentre il fatto e tipico in questa specie, van der Stricht dubita deUa sua costanza in Vespertilio miirinus; ed io non posso ne affermarlo ne negarlo, perclie io pure Flio ritrovato soltanto in pochi casi. Non posso negarlo, perclie dopo tutto non e inverosimile, che il pezzo intermedio dello spermatozoo sia visibile nel citoplasma dei blastomeri soltanto in condizioni particolarmente favorevoli di fissazione e di colo- razione.

In quanto al significato di questa persistenza, van der Stricht respinge l'ipotesi che si tratti di uno spermatozoo supplementäre pene- trato nel vitello al momento della segmentazione, perche in Vesperiüio mur. non si ha mai pohspermia. Henneguy nella discussione sollevata al congresso di Bruxelles (1910) sulla comunicazione di Lams, formulö la supposizione, che il blastomero contenente la coda dello spermatozoo si trasformi nella porzione embrionaria dei germe, laltro blastomero nel trofoblasto.

L'interpretazione di Meves per le uova di SphaerecMnus non e molto diversa; la parte delPluteus destinata a regredire deriverebbe dal blasto- mero senza condriosomi maschih, l'abbozzo dei giovane Echino daU' altro blastomero.

Le ipotesi di Henneguy e di Meves non furono finora suffragate da alcun fatto, ed il solo argomento nuovo che io adduco, la possibilitä della persistenza dei pezzo intermedio deUo spermatozoo in uno dei blastomeri provenienti dalla 2* segmentazione, non contribuisce ancora ad iUustrare il significato dei condrioma maschile neUo sviluppo ulteriore.

ArcliiT f. Zellforseimng. Xm. 34

520 Giuseppe Levi

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II comportamento dei condriosomi durante i piü precoci periodi dello sviluppo ecc. 523

Spiegazione delle tavole XXXI — XXXIV.

Le figiire 1 — 20 fiirono disegnate da preparati fissati in liquido di Maximow modi- ficato e coloriti coli' ematossilina ferrica, previa ossidazione deUe sezioni; le figure 21 e 24 riproducono preparati fissati coUa miscela Champy e coloriti col metodo Altmann- Kull; le figiire 22, 23 e 25 — 30 furono disegnate da preparati fissati coUa miscela Maximow modificata e coloriti col metodo Altmann-Kull, sempre previa ossidazione deUe sezioni. I preparati furono riprodotti sempre coU' apparecchio da disegno Abbe e l'ingrandi- mento fu esattamente calcolato all' altezza del tavolo da disegno ; Apocromat. Zeiss 2 mm., Apert. 1,40, Oculari 6,12 (soltanto la fig. 7 a fu riprodotta coli'- Ocul. 18, la fig. 27 coli' Apocromat. 4 mm. ed Ocidare 12).

Tavola XXXI.

Fig. 1. Oocite contenuto in un foUicolo a due piani di cellule di un ovario di Vesper- tiHo murinus. Ingr. 800 x

Fig. 2. Oocite contemito in un follicolo pluristratificato senza antro di un ovario di VespcrtiUo mur. Nucleo eccentrico, condriosomi periferici, nel centro vacuoli; corpo vitelUno presso il nucleo. Ingr. 800 x.

Fig. 3. Oocite contenuto in un follicolo vescicoloso con cumulo proHgero di un ovario di Vespertilio mur.; nucleo eccentrico, mitocondri addensati in un sottile alone periferico; la piü gran parte deU' uovo contiene piccoli vacuoli e grosse sfere adipose. Ingi-. 800 X.

Fig. 4. Oocite in un follicolo atresico di un ovo.jo di Cavia cdbaja con fuso di matu- razione. Ingr. 1200 x.

Fig. 5. Sezione del polo vegetativo paraUela aU' equatore di im uovo tubarico di Vespertilio mur. aUa fase del 2° fuso di maturazione; mitocondri addensati alla periferia: grosse sfere adipose e piccolissimi vacuoli nel rimanente dell' uovo. Ingr, 1800 x .

Fig. 6. Uovo tubarico di Vespertilio mur. A aUa fase di due pronuclei. Ingr. 800 X.

Fig. 7. Uovo tubarico di Vespertilio murinus V segmentato in 2 blastomeri; il blastomero di destra contiene il pezzo intermedio dello spermatozoo. Ingr. 800x.

Fig. 7a. Porzione perinucleare del blastomero contenente il pezzo intermedio deUo spermatozoo s in sezione trasversa dell' uovo tubarico V riprodotto nella figura precedente. Ingr. 3000 x circa.

Fig. 8. Uovo tubarico a 3 blastomeri di Vespertilio mur. G; due piccole masse protopJasmaticbe nello spazio perivitellino, in uno dei blastomeri si distingue il pezzo ntermedio deUo spermatozoo. Ingr. 1800 x ,

Tavola XXXII.

Fig. 9. Uovo uterino a 25 blastomeri circa (sezione di un polo dell' uovo) di Vesper' iilio Blasii E. Accanto ai grossi mitocondri si distinguono brevi e sottili condrioconti. Ingr. 1300X.

Fig. 10. Una metä di un uovo uterino F a circa 80 blastomeri. Ingr. 1800 x .

Fig. 11. Blastociste A di Vespertilio Blasii (non ancora fissata aUa parete uterina). Ingr. 800 X.

524 G. Levi, II comportamento clei condriosoini durante i piü precoci periodi ecc.

Fig. 12. Sezione tangenziale del polo embrionario della parete della blastociste di Vesp. Blasii A, ec. ectoderma embrionario, ent. entoderma. Ingr. 1800x.

Fig. 13. Porzione extraembrionaria della parete di una blastociste di Vespeiiilio mur. [A] fissata alla parete; ec. ectoderma, ent. entoderma. Ingr. 1800 x .

Fig. 14. Da una blastociste di Miniopterus B al limite fra area embrionaria ed extraembrionaria; la blastociste e giä fissata alla parete uterina; non si e ancora formata la cavitä amniotica; ec. p. ectoderma primitive, ec. ectoderma. Ingr. SOOx .

Fig. 15. Da un blastoderma di VespertiUo mur. G. ; pl. ni. placca midollare, m. mesoderma, pl. c. placca cordale, ent. entoderma. Ingr. 800 x .

Fig. 16. Strato superficiale della placca midoUore del blastoderma riprodotto neUa fig. 16. Ingr. 1800x .

Tavola XXXIII.

Fig. 17. Metä della parete deUa doccia midollare di im embrione di VespertiUo mur. F. (dalla porzione caudale dell' embrione). c. d. m. c&vith della doccia midollare, e. c. ecto- derma, er. g. cresta gangliare. Ingr. 800 x.

Fig. 18. Dalla parete deUa doccia midollare dell' embrione riprodotto neUa figura precedente. c. d. m. ca^'/itä doccia midollare, e. c. ectoderma. Ingr. 1800 x .

. Fig. 19. Parete di un somite dell' embrione riprodotto nelle due figure precedenti. Ingr. 1800 X.

Fig. 20. Parte dorsale del canal midollare di un embrione di VespertiUo mur. (E). Ingr. 800 X.

Fig. 21. Uovo uterino di Rhinolophus euriale E ad 11 blastomeri; due grosse masse protoplasmatiche neUo spazio peri\'itellino prive di mitocondri. Ingr. 1000 x .

Fig. 22. Uovo uterino a 14 blastomeri di Rhinolophus (D). Ingi-. 800 x „

Fig. 23. Un micromero deU' uovo riprodotto neUa figura precedente. Ingi'. 1800 x .

Fig. 24. Uovo uterino di Rhinolophus H a circa 100 blastomeri ; la membrana peUucida non e conservata. Ingr. 1800 x .

Fig. 25. Sezione tangenziale di una blastiila di Rhinolophus eur. cc. Ingr. SOOx .

Tavola XXXIV.

Fig. 26. Bottone embrionario deUa stessa blastula di Rhinolophus riprodotta neUa figura precedente ; kmglii condrioconti nelle due celiiüe in mitosi dello strato awolgente. Ingr. 1800 x.

Fig. 27. Blastociste di Rinolophus eur. ß. Ingr. 600x.

Fig. 28. Metä del bottone embrionario della blastociste di Rhinolophus riprodotta nella fig. precedente coli' epitelio uterino ep.u. in contatto coUa peUucida, p. . . . ent., entoderma, str. avv. strato av\'olgente (ectodenna primitivo), ec. ectoderma definitivo.

Fig. 29. Cellida deUo strato av^'olgente al polo inferiore della blastociste come sopra in mitosi, in sezione paralella aUa superficie. Ingr. 1800 x .

Fig. 30. Blastociste di Rhinolophus eur. fissata aUa parete uterina, c. a. cavitä amniotica, ec. ectoderma difinitivo, ent. entoderma, ec. pl. ectoderma placentare (plas- modiblasto), cU. citoblasto.

Beitrag zur Kenntnis der Centrosomenbildung bei Thysanozoon Brocchii.

Von

Dr. Kaltenbach.

Mit 6 Textfiguren.

Die Entstehung des Teilungszentmms im Kern ist bei Metazoen im Gegensatz zu den Protozoen bisher nur selten beobachtet worden; auch ist der Vorgang in den wenigen bisher bekannt gewordenen Fällen bei Metazoen durchaus nicht so gleichmäßig wie bei den Proto- zoen.

So tritt nach Brauer im Kern der jungen Spermatocyten von Äscaris megalocephaU univalens ein kleines kugelförmiges Gebilde auf, aus dem durch Zweiteilung die Centriole hervorgehen; dasselbe beobachtete Markus bei Ascaris canis. Bei Gordius montenegrinus entstehen die Centralkörperchen dagegen gleichzeitig an den beiden Enden des »großen Nukleolus«, aus dem sich auch die Zentralspindel bildet; der »große Nukleolus« stellt nämlich die kugelförmig zusammengeballten Tetraden dar; der kleine Nukleolus geht vor der Ausbildung der Spindel zu Grunde. '

Vor 13 Jahren entdeckte nun R. Schokaert im Kern der Ovo- cyten von Thysanozoon Brocchii, einem marinen Polycladen, ein neues stäbchenförmiges Gebilde mit zugespitzten Enden, das sich nach Zwei- teilung und Durchtritt durch die Kemmembran zum Centrosom ab- runden soll.

Die Herkunft des Organes konnte er nicht feststellen.

Zwei Möghchkeiten bestehen. Entweder wird es aus den Ovogonien übertragen, indem es am Ende der Teilung in den Kern einbezogen wird, oder es bildet sich neu aus dunklen halbmondförmigen Bändern am

526

KaJtenbach

Rande des Nukleolus. Ersteres wurde nie beobachtet^); gegen letzteres schien Schokaert die gleichzeitige Existenz eines «filament lisse« und ein, zwei oder sogar drei Nukleoluskappen zu sprechen. Trotzdem hält er die zweite Entstehungsmöghchkeit für die wahrscheinlichere.

Das zweite filament lisse entsteht nach Schokaert aus dem ersten durch Abschnürung. Die Einschnürung kann seiner Meinung nach nicht durch Abschneiden eines Stücks des filament lisse entstanden sein, da sie

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Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

unter der Schnittebene liegt. Er sagt aber selbst: »Nous devons pourtant reconnaitre, que nous n'avons observ6 cette division que daus des ovocytes oü le protoplasme renferme dejä des boules vitellines, et non pas dans des ovocytes qui ne possedent encore que des granules chromatophiles, et qui n^amnoins presentent assez souvent dejä deux filaments hsses dans le

1) Es spricht auch der häufige Nachweis eines Zentriols im Plasma der Bukett- stadien dagegen, das die Orientierimg der Chromosomen in diesem bedingt, die auch bei Thysanozoon sehr deutlich ist (Buchnek, 1909).

Beitrag zur Kenntnis der Centrosomenbildung bei Thysanozoon Brocchii. 527

noyau.« Die Teilung würde dann also auf verschiedenen Reifestadien ein- treten können.

Die Teilung kann im Kern stattfinden, oder erst nach dem Durchtritt durch die Kernmembran. Ersteres erklärt das Auftreten der Centrosomen an weit auseinander gelegenen Punkten des Kerns, letzteres die Entstehung zweier dicht nebeneinander liegender Centrosomen.

Ich habe die in der Literatur so vereinzelt dastehenden Angaben ScHOKAERTS nachgeprüft und kann sie in der Hauptsache be- stätigen.

Das »filament lisse« färbt (Fig. 1) sich nur mit HEiDENHAiNschem Hämatoxyün. Mit Delafield, Safranin, Hämalaun, Triacid, Jodgrün konnte ich keine distinkten Färbungen erzielen.

Dagegen fand ich Bilder, die seine Abstammung vom prhnären Nu- kleolus der Ovocyten höchst wahrscheinlich machen (Fig. 2, 3).

528

Kaltenbach

Das gleichzeitige Vorkommen von Nukleolenkappen scheint mir nicht gegen diesen Ursprung« zu sprechen, da sie sich in ihrem Aussehen, Form und Färbungsintensität, zienüich deutüch von dem «filament lisse« unterscheiden. Während die gewöhnUchen Nukleolenkappen im Nukleolus liegen und sich unscharf von ihm abheben, lösen sich die »filaments hsses« mit ihren Enden vom Nukleolus los und grenzen sich mit ihrer dunklen Farbe scharf vom verblassenden Nukleolus ab (Fig. 2, 3).

Eine Zweiteilung des frei im Kern liegenden «filament lisse«, wie ScHOKAERT sic beschreibt, sah ich nie, ohne ihr Vorkommen damit gänz- lich in Abrede stellen zu wollen.

Fig. 5.

Die beiden »filaments lisses« entstehen also meiner Ansicht nach wohl meist gleichzeitig aus dem Nukleolus der Ovocyten.

Im Verlauf der Eireif ung rückt das »filament lisse (c an den Rand des Kerns und wandelt sich in ein plumpes gebogenes Stäbchen um (Fig. 4, 5), das in seiner Form zu den Anfangsstadien der Centrosomen überleitet, die ursprünglich dieselbe Form haben, wie das austretende «filament lisse« und sich erst später abrunden (Fig. 6).

Sonst fand ich in den diesem entsprechenden oder vielmehr unmittel- bar vorangehenden Reifestadien nur ein »filament hsse « der Kernperipherie anhegend. Da nun sicherhch das Centrosom aus dem umgewandelten »filament lisse « entsteht, muß man mit Schokaert annehmen, daß dieses

Beitrag zur Kenntnis der Centrosomeubildung bei Thysonazoon Brocchii. 529

sich nach seinem Austritt aus dem Kern in die zwei auseinander ri Centrosomen teilt.

rückenden

^7 ^..r-^^-yr"=^§^>-

Fig. 6.

Wenn diese Beobachtungen auch im wesentHchen nur eine Bestätigung von ScHOKAERTs Befunden darstellen, schienen sie mir doch angesichts der Merkwürdigkeit dieser Erscheinung mitteilenswert.

Literaturangabe.

Brauer, Zur Kenntnis der Spermatogenese bei Ascaris megaJocephala. Archiv für

mikroskopische Anatomie. Bd. 42. Markus, Ei- imd Samenreife bei Ascaris canis. Archiv für mikroskop. Anatomie und

Entwicklmigsgeschichte. Bd. 68. 1906. R. ScHOCKAERT, L'ovogenese chez le Thysanozoon Brocchii. La cellule. Bd. 18. Vejdovsky, Zum Problem der Vererbungsträger. Prag 1911/1912.

Su Torigine e la costituzione dei materiali deutoplasmici nelPoocite in accrescimento dei Mammiferi.

Kicerche

dei

Dott. Bruno Monterosso.

(Istituto di Anatomia e Fisiologia coruparate della R. Universitä di Catania.)

Colle figure a e b nel testo e tavole XXXV— XXXVI.

Introduzione.

Due teorie sono state emesse dagli Istologi moderni per spiegare rorigine dei materiali deutoplasmici che si vedono apparire in un momento determinato dello sviluppo dell' oocite nei mammiferi. Di queste teorie perö una ha ottemito il maggior numero di prove, ed e stata suffragata e svolta in una quantita, ormai rilevante, di lavori. L'altra invece pare che non abbia suffieientemente attirato l'attenzione degli osservatori, dei quali solo alcuni, e che io sappia, mai di proposito, l'han trattata, in modo da opporla completamente alla prima. Secondo i sostenitori di questa il vitello avrebbe origine, per cosi dire, intraovulare, costituendosi a spese d'una sostanza che si organizza generalmente intorno a un punto centrale costituito dal Corpo di Balbiani. A vero dire, per i seguaci di questo modo di vedere, e oscura l'origine prima di tale sostanza; perche non basta dire che essa apparisca, ma bisogna mettere in luce d'onde provenga, altrimenti il problema della vitellogenesi e spostato, e rimane fatalmente incompiuto. Nessuno piü dubita che tale sostanza, ritenuta universalmente di natura mitocondriale, esista negH elementi germinali prünitivi, da cui deriva all' ovo; perö il modo di sua moltipiicazione non e suffieientemente spiegato, per mancanza di prove specifiche di fatto, dal noto aforisma dei Duesberg ))Omne mitochondi'io e mitochonchio «,

Ne le vedute espresse ancora recentemente dal Retzius (1910) specie

Sil l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 53 1

per quanto riguarda l'ovo dei Vertebrati sono State abbastanza svolte e provate al cimento della critica, perche vi si possa fondare una sicura teoria. Secondo l'Istologo svedese il vitello nelle ova si formerebbe a spese dei paramitoma, mentre i microsomii) non avrebbero in questo- processo parte alciina.

L'altra teoria assegna al deutoplasma un' origine estraovulare, in quanto ammette che esso sia preparato da peculiari cellule, che possiam chiamare sussidiarie, le quali elaborerebbero sostanze particolari che ulte- riormente passerebbero, non senza subire speciali mutamenti, nelF ovo- plasma. Questa teoria possianio dire fondata dal Russo, il quäle, segnende nn indirizzo fino aUora da nessun altro tentato, Fha potuto suffragare con ricerche speriinentali. Egli perö non l'lia messo in relazione con l'altra teoria cennata sopra; ne poteva perche nel suo materiale (coniglia) la formazione endooplasmica (nucleo viteUino) e rappresentata da un semphce corpicciolo, il quäle ben presto sparisce, mentre manca in ogni caso l'ammasso mitocondriale primitivo intorno ad esso. Altri pochi autori hanno intravisto nei Manmiiferi la possibilitä di una vitellogenesi d'origine estraovulare, cioe dovuta alla elaborazione delle ceUule folli- colari.

Un posto a parte merita la teoria sostenuta dalla scuola deU' Hert- wiG, della provenienza dei materiale (Chromidialapparat) dal nucleo. Essa fino ad ora, almeno per l'argomento che ci occupa, ha ricevuto appena qualche accenno, e dei resto si dimostra, come vedremo, insufficiente,

Omero van der Stricht, che e il vero fondatore deUa teoria del- l'örigine endoovulare dei deutolecite nei Mammiferi, ha dato anche il niag- gior contributo ad essa. Del resto egh segui la teoria istituita primamente dal suo maestro E. van Bambeke nel «Pholcus phalangoides«. La sua scuola (Lams, Doorme, d'Hollander) l'ha svolto ulteriormente ed ha avuto seguito numeroso di altri osservatori, tra i quali Rene van der Stricht. I risultati di tali ricerche hanno messo in evidenza un materiale di natura mitocondriale, che si ammassa in un polo dell' oocite, attorno al nucleo viteUino, costituendo la cosldetta »couche vitellogene« o »zone palleale«, la quäle ulteriormente si disgrega, dando luogo a numerosi granuh (mitocondri), che ammassandosi in gruppi ( »boyaux vitellogenes «) dänno origine, in seguito a speciale trasformazione, ai granuli ed aUe gocciole di vitello, di natura hpoidea. Questa scuola perö non presta, in

1) t, noto come il Ketzius rigetti la teoria mitocondriale ma non di fatto i^erche i suoi microsomi sono almeno in jiarte mitocondrii. Del resto egli fa solo questione di nome: Alle diese neuen Namen sind also ganz überflüssig und verwirren meiner Ansicht nach nur die Darstellungen.

532 Bruno Monterosso

geilere, alciina seria importanza alla elaborazione di materiali da parte delle cellule follicolari per quaiito rammetta.

Uli graii niimero di osservatori perö ha posto in evidenza una attivitä secretrice in tali cellule. Basta citare Regaud, Policard, Russo; nia in base a tali fatti una vera teoria vitellogenica non e stata fondata.

Le due principali ipotesi, akneno apparentemente antitetiche, hanno bisogno ancora di un maggior contributo di osservazioni : sopratutto e necessario stabilLre se i due processi di deutoplasmagenesi si escludano a vicenda e se coesistano, quali siano i loro rapporti, quäle Timportanza di ciascuno in questo complicato e fondamentale fenomeno della vita del- roocite.

Precedenti ricerclie mi incitavano ad annettere al prodotto delle cel- lule follicolari una notevole importanza; ond'e che continuando lo studio intrapreso da qualque tempo sulF ovaia dei Mammiferi, credo di portare un tenue contributo al rischiaramento di questo problema.

Materiale e Metodi.

II materiale adoperato per queste ricerche fu fornito da cagne adulte normali, che, appena sacrificate, venivano aperte ventralmente e private delle ovaie. Da queste, dopo una rapidissima ispezione, venivano con un affilato rasoio tolti dei lembi sottihssüni di tessuto corticale che si immer- gevano subito nei liquidi fissatori. Le miscele usate allo scopo furono diversissiine : sublimato con alcool e acido acetico, liquido di Rabl, di MiNGAZziNi, di Tellyesnickzy, di Regaud, Müller, Gilson, Maximow; liquido Ciaccio (secondo tutti e tre i metodi), liquido Hermann, Flem- MiNG, Benda. Quanto a questi ulthni, cioe alle miscele osmiche in generale, ho esperimentato che, eccezioii fatta per il Maximow, non dänno quei buoni risultati che in altro materiale io stesso ho ottenuto facilmente. Esse fissano bene il nucleo, il nucleolo dell' oocite, nonche le cellule della granulosa, mentre dissolvono e conservano piuttosto male l'ooplasma. Che sia il materiale che non si presti si puö megho comprendere ove si consideri che mi sono servito di queste miscele tentando composizioni decünali differentissmie e tempi d'immersione diversi, senza perciö riuscire a risultati piü notevoli. Un metodo che per certi riguardi si puö dire buono, fu il seguente : sottiUssimi lembi di tessuto corticale dell' ovaia venivano posti nell' interno di un tubo a bocca larga, il quäle era introdotto in un vaso ben chiuso, nel cui fondo si metteva una certa quantitä di Hquido Flemming forte, in modo perö che esso non raggiungesse Fmiboccatura dei tubo contenente i pezzi. Cosi questi si fissavano con i soli vapori dei

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 533

liquido, indi rapidamente lavati in acqiia, venivano induriti e imparaffinati. L'ovoplasma con tale metodo diventa piuttosto brimo, i granuli di lipoide, neri. E notevole che il numero di questi e sempre maggiore di quello visibile nei preparati ottenuti con il solito metodo d'immersione nella miscela, sieche tale procedimento poteva essere adoperato come controUo per calcolare la quantitä di lipoide esistente nelle cellule ovariche.

Tutti i pezzi, con qualunque metodo, sezionati in paraffina, venivano sottoposti ai piü svariati processi di colorazione. Tra questi, preziosi risidtati diedero il metodo Ciaccio e quello all' EmatossiKna Ferrica di Heidenhain.

Follicolo primordiale.

II Protoplasma dell' oocite nella forma piü giovane che si incontra neir ovaia adulta^) e poco colorabile, omogeneo e sfornito di vacuoli. Nel suo interno esiste un grosso nucleo centrale, rotondeggiante, chiaro, con poca sostanza cromatica e un nucleolo grande, di forma sferica, forte- mente tinto dalla Ematossilina Ferrica. Presso al nucleolo c'e un corpo anche rotondeggiante molto simile a questo, ma generalmente piü piccolo.

Dato il volume rilevante dei nucleo, l'ooplasma e ridotto ad una sottile zona che contiene pecuhari corpi i quali son messi in evidenza diversa- mente, a seconda dei fissativo adoperato.

II hquido Ciaccio, con conseguente colorazione al Sudan III, mostra costantemente neU' oocite che attraversa questo stadio, un certo numero di granuh, simili a quelli visti dal Ciaccio in altro materiale (1910), tinti in orange carico dal Sudan, e posti quasi sempre sul prolungamento di una linea che congiunga i due nucleoli (tav. XXXVI fig. 12). La reazione di fronte al liquido Ciaccio ci indica molto probabile l'ipotesi che si tratti di lipoidi, la cui origine bisognerebbe forse cercare neUe ovaie embrionali o d'individui molto giovani. Difatti essi sono costantemente presenti nella forma follicolare or ora descritta, che e la meno avanzata neUo sviluppo, riguardo a tutte le altre che si rinvengono nelle ovaie adulte. Essi occupano una posizione caratteristica, perche si trovano nel polo ove si costituisce queUa speciale formazione che descriveremo sotto e che rappresenta la fönte principale dei deutolecite. Sono generahnente sferici, ma possono essere

1) Ho voluto seguire l'antica e poco precisa distinzione dei follicoli, dividendoli in primordiali, giovani ecc, perche i fenomeni e le struttiire che audrö descrivendo non avvengono rigorosamente in modo determinato rispetto all' evoluzione dell' oocellula, guardata nei suoi organi. Usare quindi le denominazioni piü moderne, che si rappor- tano alle figure cromatiche, avrebbe intralciato , piü che facihtato 1' esposizione dei fatti osservati.

534 Bruno Monterosso

irregolari e qualche volta a forma di una vü-gola. Non di rado se ne trova uno solo, il cui volume e qiianto gli altri messi insieme. Quando invece sono piü numerosi (8—10) allora sono anche piü niinuti, perfettamente rotondeggianti e molto vicini fra loro.

E interessante notare come in questo momento l'ooplasma, col nietodo CiACCio resti quasi incoloroi).

Esso e privo, in tutta la sua estensione, di altri corpi, e, solo eccezio- nalmente, oltre al gruppetto di granuli lipoidei giä accennato, ne presenta altri in punti diversi. Quando ciö awiene, i granuli sono piccoli e per lo piü riuniti a gruppi. II nucleolo ed il nucleo sono sempre sforniti di corpi sudanofili, i quali del resto si trovano in essi solo quando l'oocellula e in processo degenerativo.

Certo, non abbiamo alcun criterio per stabilii-e la durata di questo stadio ; ma deve potere esser la piü lunga, in quanto mancano nell' ovaia adulta stadii anterior!, mentre anclie in cagne poco avanzate d'etä si trovano oociti in questa fase. E ciö salvo che non si ammetta una con- tinua neoformazione, nell' ovaia post-embrionale, di oociti: cosa tutt' al- tro che accettata dalla grande maggioranza dei moderni istologi !

Gh stadii ulteriori, osservati in sezioni fissate e colorite coi metodi di CiAccio, mostrano dei fenomeni interessanti : i granuli di grasso gon- fiano e si allontanano uno dall' altro, spargendosi per l'ooplasma, che attorno ad essi viene a colorarsi in rosa sempre piü carico. In una fase piü avanzata (granulosa costituita da grossi elementi quasi cubici) l'oo- plasma e pressoche in tutta la sua estensione colorato in rosa tendente al ranciato, mentre i granuli di lipoide descritti sopra vengono a trasformarsi in gocciole trasparenti. Ulteriormente le gocciole scompaiono o se ne trova qualcuna soltanto, forse anch'essa destinata a scomparire: l'ooplasma e rosso arancio.

Gli stessi stadii, osservati in sezioni di pezzi trattati con miscele osmiche, mostrano presso a poco i medesimi caratteri, salvo una quantitä maggiore di granuh, tinti in nero, dentro l'ooplasma.

Esaminando invece le ovaie dopo fissazione con Mquido Maximow o altri liquidi e colorazione con Ematossilina Ferrica, previa mordenzatura con allume ferrico, e agevole scorgere formazioni del piü grande Interesse, rappresentate, nello stadio di sviluppo meno avanzato deUo oocite, da fiH posti generahnente in vicinanza deUa vescicola germinativa. Tali fila-

1) Allo scopo di evitare ogni possibile discioglimento o inascheramento dei lipoidi, 1 ho montato nella gomma-sciroppo di Apäthy le sezioni, dopo averle colorate col Sudan III, escludendo ogni altra tinta.

Sil l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 535

menti sono nella maggior parte dei casi abbastanza lunghi (fig. 1), e lianiio per tutto il loro percorso im diametro sensibilmente uguale. Non sono ramificati e conservano im' andatiira piü o meno curvilinea: ma ve ne hanno di addirittura retti. Pare che essi circondino il nucleo in tutto o in parte. II loro numero va crescendo col volume dell' oocite, e quindi col progressivo sviliippo della formazione foUicolare. Insomma, invece di imo, due fili allungati e quasi rettilinei, come si presentano neUe ova piü piccole, se ne rinviene un fascio, un bouquet, un gomitolo (fig. 2 e 3). Allora essi sono piegati ad ansa e la loro posizione corrisponde perfetta- mente al griippo di granuli grassi rilevati nei preparati col metodo Ciaccio. In questo stadio assumono un aspetto a ferro di cavallo, e circondano il nucleo in un polo. Ciö fa si che in certe sezioni l'oocite si presenti con nucleo quasi centrale ai due poh opposti dei quäle dentro il citoplasnia deU' oocite si nota un gomitolo. (Vedere le fig. a e b a pag. 540).

Quanto al vario aspetto di queste curiose fomiazioni, ho potuto deter- minare, proseguendone lo studio su molte sezioni in serie, che la loro forma non e sempre la stessa, variando da un oocite all' altro. Ciö dipende anche dal modo come e caduto il tagho. Del resto l'ispezione accurata delle Serie di sezioni fa nascere la convinzione che si tratti di alcuni fila- menti ad anse, variamente orientati.

Riassumendo, vale la regola che questi filamenti appaiono negli ele- menti piü giovani ove sono sparsi senza posizione determinata, in tutto Fooplasma. Ma in seguito vanno concentrandosi verso un polo dell'oocite, dove finiscono per ammassarsi. Sembra talvolta che irradiino da un punto che puö essere ideale o rappresentato veramente da un corpicciuolo a struttura omogenea, fornito deUe stesse proprietä coloranti dei nucleolo oocitario. Dico subito che nessun carattere mi fa identificare questo corpuscolo con un vero nucleo di Balbiani. Difatti la sua presenza e addu'ittura eccezionale, e non presenta mai i centrioli che fino adesso si possono considerare come il carattere piü distintivo dei nucleo viteUino. Del resto, un vero corpo di Balbiani pare non sia stato visto da von Wini- WARTER e Sainmont ucUa Gatta. Da 0. van der Stricht fu invece riscontrato (1905) nella Donna, ma solo nel 1° e 2° stadio ed eccezional- mente nel 3° e 4*^, ove perö l'A. ritiene che possa essere mascherato dallo Strato vitellogeno. La maggior parte degli Autori che hanno studiato questa formazione nei Mammiferi, lo riscontrano solo nei primi stadi. AI contrario Rene van der Stricht (1911) sebbene avesse avuto sott' occhio lo stesso materiale (Gatta), adoperato da 0. van der Stricht, lo trova durante tutta l'evoluzione oocitaria.

Quanto aUa natura di questi filamenti, le osservazioni microscopiche

Archiv f. Zellforschung. XIII. 35

536 Bruno Monterosso

non possono avere la pretesa di dare indicazioni assoliitamente precise. II comportamento ulteriore ci mostrerä come essi costituiscano proto- plasma secondario, destinato a subire numerose c specifiche trasforniazioni, fino a mutarsi in materiale di nutrizione, che sarä adibito dall' oocite stesso. Ma ci mancano veri caratteri di classificazione, e ciö per difetto degli stessi nietodi di investigazione, ancor poco perfetti,

Tre criteii bensi possiamo seguire nella identificazione di tali corpi. II primo vien fornito dal loro coniportamento di fronte ai reagenti niicro- tecnici. Dico subito che il metodo che Li mette meglio in evidenza e quello del Maximow, ma essi si scorgono anche, quantunque molto meno bene, dopo fissazione con sublimato alcoolico-acetico e con la miscela del Ee- GAUD. II liquido Benda conserva male tutto il parenchima ovarico nella cagna mentre riesce benissimo nella conigha, nella cavia, nel maiale ecc. Ond' e che sui risnltati di quest' ultimo procedimento non si puö basare alcuna sicura illazione. Perö il fatto che si colorano col Maximow e col Regaud, usati largamente da diversi autori per mettere in evidenza il condrioma, potrebbe indicarci come probabile la loro natura mitocondriale. E vero che tali metodi non sono specifici ma dobbiamo teuer presente che uessun metodo, nemmeno il Benda, e speeifico. A questo proposito rico- nosciamo legittimo il dubbio che Duesberg (1912) avanza a riguardo dei pseudocromosomi del van der Stricht. Egli dice difatti: Die plasto- chondriale Natur der Pseudochromosomen ... ist nach meiner Meinung sehr zweifelhaft; . . . andrerseits sind die Farbreak- tionen der Pseudochromosomen eher ein Argument gegen ihre plastochondriale Natur, denn sie nehmen mit großer Inten- sität die Kernfärbemittel, wie Safranin, auf, was sicherlich für echte Piastosomen ganz exzeptionell ist.

Ma si potrebbe opporre che fino a quando ci mancherä un metodo speeifico di colorazione dei mitocondrii, il fatto che dati corpi si mettano in evidenza con altri liquidi, oltre a quelli preconizzati come buoni fissatori del condrioma (e tali son ritenuti il Maximow e il Regaud) non puö esclu- dere la loro natura mitoconcWale, come a rigore non l'afferma il fatto che date formazioni si colorano con i cosidetti processi mitocondriaü. Ben a ragione certo il Benda (1902) non volle pronunziarsi suUa natura dei pseudocromosomi visti in preparati del van der Stricht, ma in seguito (1904) fini col considerarli come mitocondriali, tanto che propose il nome di »Chondriorabden«. Nel 1905 il van der Stricht stesso confermava l'ipotesi che i pseudocromosomi da lui trovati neU' oocite deUa donna, fossero di natura mitocondriale.

II criterio microchimico non basta nemmeno per indicarci se i corpi

Su Porig, e la costit. dei mat. deutoplasmici nell'oocite in'accrescim. dei Mammiferi. 537

filiformi da me trovati nella cagna si possano rapportare a quelle strutture specifiche che furoiio considerate da P. e M. Bouix (1898), come ergasto- plasma, e che furoiio anche recentemente descritte da Pacaut e Vigier (1905), daHovExi) (1912), da Loewenthal (1908), daKEGAUD e da altri in elementi diversi. Potrebbe nascere l'idea, che si tratti di apparato reti- colare dei Golgi. Ma il comportamento ulteriore di essi lo fa subito escludere, nonostante la rassomighanza che talvolta i filamenti citoplasmici in parola presentino con un reticolo dei Golgi, e nonostante che io stesso sia riuscito qualche volta a colorarne una parte col metodo dell' impregnazione argentica. Del resto, il condrioma da qualche autore (Pensa^) [1912] — LuNA [1913]) e stato colorato col metodo Golgi, nientre qualche altro ha colorato il reticolo dei Golgi (Comes [1909]) con metodo Benda.

Un altro criterio, nella determinazione di questi corpi, viene apprestato dal loro aspetto morf ologico : Essi rassomighano molto da vicino a talune di queUe formazioni che il van der Stricht trova nelF oocite di Vesperugo, speciahnente a quelle raffigurate nella Tav. I che accompagna la memoria dei 1905, Anche la figura 6 dei lavoro di Heidenhaix (1910) rappresen- tante i pseudocromosomi di una cellula cartilaginea di larva di salamandra e vicina aUa mia fig. 1. Ma la rassomigüanza e quasi nulla con i centro- formi dei Ballowitz (1900), con le »spicules« dei von Winiwarter (1900) fers' anche con i corpi figurati dal d'Hollander(1902) neU' oocita degh Uccelli, dair Holmgren (1900) e dal Sjöwall (1906) in altro materiale^).

Kesta il criterio fisiologico, per cosi dire. Esso verte suUa funzione dei pseudocromosomi e sul rapporto che essi contraggono con altre forma- zioni. Difatti vedi'emo come i filamenti osservati nell' oocite di cagna diano

1) E noto dei resto come Hoven affermi essere l'ergastoplasma non altro se non condrioma mal fissato. Altri autori, fra cui Prenant e van der Stricht (1905) iden- tiJQcano il condrioma assolutamente con l'ergastoplasma di Bouin e Garnier.

2) Nonostante l'affermazione dei Pensa stesso (1913) a me sembra che 11 suo metodo non sia che ima modificazione dei procedimento di Golgi.

3) Io sono d'accordo col Perroncito (1910) e col Terni (1914) in questo, che molte formazioni dette »pseudocromosomi « non abbiano niüla a che vedere con i mito- condrii dei Benda-Mewes. Ma, speciahnente a proposito deU' idtimo lavoro dei Terni, edito quando il presente era giä quasi finito, mi sia lecito dire, che, pur ammirando lo sforzo deir A. diretto a mettere un po' d'ordine nel mare magno delle idee regnanti siüle formazioni intracitoplasmiche, non posso non riconoscervi il valore di un mero tentativo e per giunta forse anche immaturo. Non sembrami, che si possa decidere tanto facil- mente suUa natura mitocondriale o no delle cosidette formazioni periidiozomatiche, che, se ben ho capito, l'A. di\nde in mitocondriaU e dittosomiche. Forse e da accettare, appunto per la sua indeterminatezza il vocabolo »periidiozomatiche «, ma l'altro (ditto- somiche) mi sembra azzardato, e solo adatto ad ingenerare ancor piü confusione in questo argomento giä fin troppo ingarbugUato.

35*

538 Bruno Monterosso

origine alla cosidetta )'Couche vitellogene « , la quäle e stata universalmente considerata di natura mitocondriale. Quindi i pseudocromosomi, se daimo origine a questa formazione, senza che il loro comportamento cambi di fronte ai reagenti, come vedremo, e solo subiscono il fenomeno,direi quasi, fisico dello spezzettarsi in granuli, non e dubbio che siano mitocondiiah.

Ancora, questo concetto e rafforzato dalla somighanza che, quanto alla funzione, essi mostrano con numerosi corpi filiformi descritti come mitocondrii (condrioconti) da non pochi autori, per i quali siffatte forma- zioni dan luogo, trasformandosi, a strutture specifiche delle cellule.

II Levi stesso (1913) in un lavoro recentissimo accenna all' esistenza, in Gogonii e in giovani oociti a nucleo deutobroeo, nei cordoni corticali di Bos taunis e Sus scr. embrionah, »nel citoplasma, di condrioconti assai sottili e sinuosi«.

Detto criterio per di piü ci da buoni argomenti per decidere ulterior- mente suUa natura dei filamenti in parola.

Abbiamo visto come essi non assumono veri e costanti rapporti con il nucleo vitellino, il quäle e probabilmente mancante. In ogni caso, essi si son trovati senza precisa orientazione, sparsi per tutto l'ooplasma. Cade quindi ogni possibile omologia con i pseudocromosomi delF Holmgrex, con i centroformi del Ballowitz, coUe centrallvapseln dello Heidenhain". La mancanza poi di permanenza fa escludere ogni rassomiglianza con l'apparato del Golgi e della sua scuola.

Un altro punto ci resta a rischiarare. Abbiamo accennato avanti all' esistenza di granuli colorati dal Sudan nell' oocite giovanissimo, e posti nel polo stesso in cui vanno ad orientarsi prevalentemente i fili descritti. Sarebbe opportuno conoscere quäle rapporto interceda tra queste due specifiche formazioni. Ora, esse, pare che siano indipendenti l'una dal- l'altra, per quanto si possano trovare nello stesso polo. Nessun aspetto ci autorizza a crederle derivate una dall' altra. La loro origine va certamente cercata nelle ovaie embrionali; e, quantunque manchi di speciali osser- vazioni al riguardo, non sarei alieno, data la posizione e la forma di esse, dair avanzare l'ipotesi che possa trattarsi di materiali derivati dalla de- generazione del nucleo di Balbiani.

II nucleolo deve essere preso in considerazione fm da questo stadio. Esso difatti mostra una cromaticita rilevante dopo colorazione con Ema- tossilina Ferrica, o altri coloranti basici, su pezzi fissati con Bexda, Ma- xiMOW, Tellyesnickzy ecc. Col metodo Ciaccio e incoloro; aUa sua periferia esterna si trova spesso attaccato qualche granulo rotondeggiante, piuttosto piccolo, colorato uniformemente come il nucleolo stesso. Altri

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici iiell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 539

granuli di natura identica si trovano sparsi nell' interao dei nucleo, e solo raramente qualcuno nel citoplasma, specie nel polo contenente il fila- mento di natura mitocondriale. Infine talvolta il nucleolo e piii chiaro, ma contiene nell' interne uno o due corpuscoli sferici, distinti daUa piü energica reazione di fronte alle tinte nucleari.

Follicolo giovane.

Dico subito, una volta per sempre, che l'evoluzione dei condrioma e dei niateriali deutoplasmici esistenti neU' oocite non segne rigorosamente le diverse fasi dello sviluppo degli altri elementi di questo. Ond' e che gli accenni all' etä dei follicolo come anch'anno fatti, dovranno essere sempre presi in senso generale e relativo.

L'apparato filare dell' oocite diventa sempre piü ricco di elementi, col crescere deU' oocite, fino ad arrivare a un gomitolo di notevole grandezza. Contemporaneamente a questo maggiore sviluppo, fra le anse dei gomi- tolo si assiste all' accumularsi d'un prodotto omogeneo, quasi un liquido coagulato dai reagenti, la cui quantitä va man mano aumentando e la cui origine dev'essere dovuta al filamento dei gomitolo. La granulosa fino a questo momento, come risulta da uno studio precedente (1914), non e ancora entrata in funzione. Essa e costituita da uno strato di cellule basse, a protoplasma omogeneo.

Intanto le anse dei gomitolo diventano meno evidenti, affondate come sono nelmateriale omogeneo sopra descritto. ]N'on tardano perö a spezzettarsi (tav. XXXV fig. 4) mentre la loro struttura intima diventa piü chiaramente microsomica. Abbiamo visto difatti come, dei filamenti primitivamente esistenti nell' oocita, alcuni sono perfettamente lisci, omogenei, altri invece si presentano come costituiti da un cihndro di sostanza, dentro cui esistano granuli rotondeggianti, piccoli, piü fortemente colorati. Ora, sembra che in un momento determinato, mentre la sostanza fundamentale dei fila- mento si discioghe, dando probabilmente origine al liquido di cui e stata parola, i gramüi si mettano in Hbertä. E certo che ulterioimente si trova, in un polo dell' oocite un annnasso, che guardato a fortissimo ingrandi- mento si risolve in una sostanza omogenea dentro cui si trovano brevi fila- menti granulari, e vicino a questi, corpuscoli sferici speciali, di colorito e forma simili a queUi osservati dentro il filamento. Talvolta il diametro della sostanza fondamentale e minore dei diametro dei granuli da essa contenuti, cosicche appaiono dei fili con rigonfiamenti piuttosto simili a quelli descritti col nome di »Anschwellungen« daUo Schultze (1911) e da altri nei condrioconti delle cellule secernenti. Le fasi di tal processo,

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come si vede, si possono rapportare a quelle studiate dal Regaud (1909) iielle cellule renali.

Intanto, siccome i filamenti si sono quasi completamente riuniti in Uli polo dell' oocite, e a questo punto che comiiicia la formazione di un ammasso granuläre, che, come vedremo, e l'omologo di quello descritto dalla scuola belga col nome di »couche vitellogene «.

Prima di andare avanti nella descrizione delle trasformazioni subite dal gomitolo mitocondriale, ci pare opportuno fare alcune osservazioni a proposito della forma del foUicolo negli stadii descritti. Essa e caratteriz- zata dalla presenza di uno strato piuttosto compatto di cellule, che circon- dano l'oocite (granulosa) ed hanno forma quasi cilindrica: giä i nuclei di alcune di esse cominciano a spostarsi in guisa da situarsi poi su due hnee concentriche, come descrissi nel precedente lavoro (1914). La sezione del follicolo non e piü circolare, ma spiccatamente ovale e piuttosto eUissoidale. Nemmeno l'oocite e sferico, ma ovale, per quanto leggermente. II nucleo non e mai nel centro. E vero che talvolta si trovano follicoli rotondeggianti, ma la loro forma si spiega ammettendo che il taglio sia caduto normalmente aU' asse piü lungo del folücolo, il quäle non sarebbe reahnente sferico. Difatti ho notato che in genere, nei follicoli di questa forma il niateriale rappresentato dal gomitolo mitocondriale, ancora intatto o in principio di trasformazione granuläre, e disposto su due poli. Del resto megho d'ogni altra spiegazione valgono le schematiche seguenti in cui x—x, x'—x', (Fig. a), rappresentano le direzioni del tagho, che danno luego aUa Fig. b.

Fig. a.

Fig. b.

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi, 541

Ora, sembrami legittimo affermare che la forma dei follicolo e in rela- zione coU' attivita elaboratrice dei materiali deutoplasmici, e nello stesso tempo, che tutta la formazione follicolare presenta una certa elasticita. E perche noii dovessmio ritornare piü sulla descrizione della forma folli- colare, dico che la figiira circolare (val qiianto dire sferica) riapparirä nel folhcolo quasi maturo. Che la forma dei follicolo si possa considerare come una funzione delF attivita dei deutoplasma, risulta chiaro dalle seguenti osservazioni:

1) nel follicolo primordiale (sferico o quasi) il materiale intraooplas- mico (tav. XXXV fig. 1, 2 e 3) e sparso irregolarmente, raa uniformemente in riguardo all' estensione della cellula. Del resto detto materiale puö considerarsi ancora allo stato quiescente.

2) nel folhcolo giovane, man mano che il materiale si accumula in un polo, il nucleo viene spinto nel polo opposto, l'ovo si allunga secondo questa direzione, e con esso anche il follicolo (tav. XXXV fig. 4).

3) nel follicolo che attraversa gli stadi posteriori, il materiale, come vedremo meglio, si distribuisce ordinatamente in tutto l'ooplasma e cir- conda il nucleo uguahnente da tutte le parti ; quindi, mentre questo si ri- porta al centro dell' oocite, il folhcolo ridiventa sferico (tav. XXXV fig. 6).

Abbiamo visto come il gomitolo mitocondriale, prima di dissolversi in granuli acquisti una spiccata tendenza ad accumularsi in un polo. Tale caratteristica perö non e costante; ma e sempre reale il fatto della sua persistenza in una zona perinucleare piü o raeno estesa, la quäle perö va aUargandosi, quanto piü inoltrato e il fenomeno deUo spezzettamento in microsomi rotondeggianti. Fra lo stadio filamentoso dei condrioma poi, e lo stato granuläre, si trovano facilmente tutte le figure di transizione.

Cosi viene a costituirsi un ammasso di corpuscoli sferici, che per diverse ragioni possiamo ritenere analoge alla cosidetta couche vitellogene dei VAN DER Stricht; la sua origine, la sua forma e l'ulteriore sviluppo ce lo indicano chiaramente.

Quanto alla natura di esso, noi non dubitiamo di considerarla come mitocondriale.

Anzi tutto il criterio dell' omologia: il van der Stricht (1905) e riuscito a colorare con il metodo Benda i microsomi specifici che costi- tuiscono detta »couche « nel giovane oocite di donna ; inoltre la sua colora- zione con i metodi di JVIaxeviow e di Eegaud, infine l'accordo unanime degli autori, compreso il Benda, che hanno avuto occasione di occiiparsi di tale formazione, Unica voce discordante possiamo chiamare queUa dei Levi e della sua scuola. II Prof. Levi (1912) descrive nelle ova di Geotnton fuscus numerosi filamenti, che interpreta di natura mitocondriale.

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Essi si accumulano prevaleiitemente in im polo dell'oocite, costituendo perö im semplice ammasso senza quasi individualitä, nemmeno morfo- logica. L'Autore esclude assolutamente il loro spezzettarsi in gramili, ed afferma che riiuangano allo stato bacillare per tutta la vita delP oocite. lo non posso entrare nel merito della questione. E certo che nella Cagna non av^äene cosi. In preparazioni riuscite si vedono contemporaneamente granuli e filamenti, quindi e impossibile sostenere col Levi che i granuli siano di formazione artificiale dovuta alle manipolazioni tecniche. Inoltre nella stessa sezione si riscontrano oociti con soll filamenti e oociti con soli granuli, corrispondenti tanto i filamenti che i granuli a stadi ben definiti dello sviluppo folücolare ed ovarico^).

Lo studio aecurato del condiioma in questo animale potrebbe poi dare a vedere come tali granuli esistono in una certa fase, nell"' interno del filamento che ho descritto nei prüui stadi dell' oocite, cosicche, mentre nel materiale adoperato dal van der Stricht, dal Lams (1910—1914) e da altri^) il condrioma e fin dai primi momenti granuläre, nel mio mate- riale esso mostra una evoluzione caratteristica, tutto un processo ben in- dividualizzato e ben definito, che si svolge regolarmente nelle diverse fasi che attraversa l'oocite in crescita. Le modifieazioni cui va incontro il materiale descritto non si fermano qui. Non appena esso si e costituito va estendendosi rapidamente intorno al nucleo (tav. XXXV fig. 5), in modo da avvilupparlo completamente a guisa di mantello (tav. XXXV fig. 6). In questo momento il nucleo assume una posizione centrale nell' oocite. Le granulazioni mitocondriaU man mano acquistano un volume maggiore e cominciano in mezzo ad esse ad apparire dei granuli osmiofih, che hanno una grandezza uguale alla grandezza dei piü grossi granuU specific! del mantello. II processo di trasforniazione, meglio che in altri preparati si segue in quelli ottenuti con metodo Benda-van der Stricht. In questi, ad un certo momento si scorgono, fra i granuU circumnucleari, primitivamente iso- diametrici, alcuni ammassi compatti che non tardano ad assumere forma sferica e si colorano fortemente in nero lucido con TEmatossilina Ferrica secondo il metodo Heidenhain. Ulteriormente perdono tale affinitä cromatica e vanno assumendo un colorito grigio tendente al giaUiccio, finche non si tingono che in giaUastro. Lasciando le sezioni decolorate,

1) Non mi sembra inopportuno far qui presente il dubbio che il metodo Maximow talvolta non metta in evidenza tutto il condrioma; parmi difatti che i mitocondri ^^sibili in materiale fissato con tal metodo siano quantitativamente minori di quelli \äsibili con altri metodi. Cid potrebbe forse spiegare la assenza di granuli in certi preparati.

2) Lo stesso Levi (1913) accenna alla »forma prevalentemente graniüare« del- l'apparato mitocondriale »quando l'oocite e circondato da un epiteho f ollicolare «.

Su l'orig. e la costit. dei mat. deiitoplasmici nell'oocite in accrescim. dei Mammiferi. 543

cioe montandole immediatamente dopo averle sparaffinate, tali corpuscoli, nello stadio piü avanzato sono neri per l'acido osmico. Sparaffinando dette sezioni di materiale fissato in Benda, montandole immediatamente in gomma-sciroppo Apathy si puö talvolta vedere come il processo di trasformazione lipoide cominci dalla periferia dei granulo, per procedere in tiitto il granulo. Difatti, in un primo stadio, il granulo e incoloro, ma mostra un cerchietto periferico nero, che estendendosi sempre piü occupa tutto il granulo. Cosi viene a costituirsi il vero e definitivo deutoplasma, il quäle deriva dagli elementi dei condrioma, giusto Fidea sostenuta dal VAN DER Stricht, per il quäle i corpuscoli costituenti la »couche vitello- gene« delFova dei Mammiferi darebbero origine a specifici ammassi mito- condriali (boyaux vitellogenes) i quali si trasformerebbero in deutolecite. Anche il Lams (1906-1907), Lams e Doorme (1908), il Eubaskixx (1905), il LuNA (1912—1913) il Cotronei (1912) appoggiano con varie osserv^a- zioni questa ipotesi, la quäle trova un forte oppositore in Levi (1911—1912). Quest' Autore argumenta la non partecipazione dei condrioma alla forma- zione dei deutolecite, nell' ovaia dei Rettili, anzitutto dalla persistenza dei condrioma, secondariamente dalla sua immutabilitä di struttura. Quanto a quest' ultima osservazione, ho detto avanti quello che si deve pensare a proposito delle ova di cagna, mentre vedremo piü tardi il valore della prima, ahneno nel mio materiale. Che dei resto il condi'ioma possa dare origine a strutture specifiche e stato sostenuto da numerosi autori, pos- siamo anzi dire da quasi tutti quelli che si sono occupati di questa forma- zionei). Sembrandomi inutile rifare la storia delle osservazioni in pro- posito, esposta criticamente e con abbondanza di particolari dal Duesberg in un recente lavoro riassuntivo (1912), accenno solo ai lavori, giä citati dei VAN der Stricht, dei Regaud, Regaud e Mawas. II Russo (1912) poi ha potuto seguire anche le modificazioni di ordine microcliimico che subiscono i granuli mitocondriah dell' oocite di Conigha nel passare a corpuscoli di deutoplasma. Essi difatti, mentre in un primo momento si colorano elettivamente in violetto col metodo Benda, ulteriormente ed in modo graduale vanno perdendo questa caratteristica, e si tingono in rosa.

Mentre nell' interno dell' oocite si avverano i fenomeni descritti, le cellule follicolari cominciano ad esplicare la loro attivitä secretrice secondo

1) AUa tesi dei Levi pare si awicini üMislawsky (1911) cjie, osservando il com- portamento dei condrioma, dice di non avere alcuna prova per ammettere che esso si muti in gramdi di secreto »obgleich« aggiiinge »ich sie dennoch nicht vollständig ausschließen kann«.

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i Processi giä studiati in im precedente lavoro (1914), e che non credo dover rammentare qui.

II loro prodotto e costituito da granuli minutissimi, i quali dalla loro base, impiantata sulla membrana ovulare, passano nell' ooplasma (tav. XXXVI fig. 8) raggiungendo il materiale derivato dalla couclie vitellogene, con cui in parte si mescolano. Ciö spiegherebbe il fenomeno giä notato da altri, pel quäle a questo moniento le granulazioni mitocondriali aumentano di nuniero (van dek Stricht, 1911). Molto spesso, in questo e negli stadi seguenti si vede netto e ben distinto lo strato di granuli originati dalla couche e quello derivato dalle cellule follicolari. Quando l'uovo raggiunge uno sviluppo piü avanzato le due qualitä di materiale non si possono piü distinguere l'una dalF altra.

Durante queste fasi la emissione di granuli dal nucleolo diviene oltre- modo evidente ed assume proporzioni ben rilevanti. Anche la loro origine nucleolare e facibnente dimostrabile. Difatti, con alcuni metodi, special- mente col metodo di Maximow e col metodo Ciaccio, con colorazione al- l'Em. Ferrica, e agevole scorgerli prima dentro al nucleolo (tav. XXXVI fig. 9 e 10), ove si manifestano come sferule di colorito ben piü forte del resto della sostanza nucleolare i), e poi si vedono venir fuori, lasciando spesso al loro posto dei vacuoli, che si obliterano subito. In certe sezioni si nota qualcheduno di questi granuH metä ancora dentro il nucleolo e metä giä fuori, in modo che dänno l'idea di una gemmazione. Non altrettanto chiaro e il processo col quäle essi escono fuori dal nucleo per spargersi nell' ooplasma. Solo di rado ho incontrato di tah sferule poste parte dentro, parte fuori il nucleo, come attraversando la membrana nucleare meccanicamente. II colorito, la forma, la posizione nel citoplasma ovulare non ci lasciano perö dubbio alcuno suU' origine di questi corpi e sulla loro provenienza dal nucleo.

Pare che l'uscita dal nucleo si avveri particolarmente dal lato piü vicino alla massa mitocondriale (couche vitellogene). Appena entrato neir ooplasma, il granulo mantiene i caratteri che lo distinguono nel nucleo: compattezza, uniformitä di colorito, forte affinitä perle sostanze ba- siche, forma perfettamente sferica. Man mano perö che si interna nel- l'ooplasma, specialmente se attraversa la massa mitocondi'iale, diventa piü irregolare di volume, spesso piü piccolo, meno colorato, talvolta anche con uno 0 piü vacuoli (tav. XXXVI fig. 11). II processo di dissoluzione che l'at- tacca, incomincia sopratutto quando la sferula si trova verso il limite della

1) Ne questi ne altri corpi dentro il nucleolo si colorano con l'acido osmico o col Sudan III, salvo che l'ovo non sia degenerato.

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 545

»couche«, cioe nella regione in cui i materiali di questa si confondono con quelli derivati dalle cellule follicolari. Mentre oltrepassa questa zona, giä la »couche« ed i materiali d'origine estra-ovulare finiscono di mescolarsi. El in questo momento sopratutto che i corpuscoH d'origine nucleolare vanno incontro al processo vero e proprio di disfacimento, riducendosi in granuli piü piccoli, che a loro volta si disfanno in seno all' ooplasma. Che dei corpi d'origine nucleolare emigrano nel citoplasma, speciahnente negli elementi sessuali (cellule ovariche e spermatiche) e stato giä notato da molti autori, fra i quali, per ricordare solo queUi le cui ricerche hanno maggior attinenza con le presenti, notasi Balbiani (1883), Eoule (1883), Fol (1883), Will (1884), Wielowicyski (1885), Leydig (1888), Scharff (1888), Haecker (1892), Henneguy (1893), Todaro (1893), v. Bambeke (1895-1898), Crety (1895), Hertens (1893), Henschen (1903), Chubb (1906), Comes (1906-1908), Goldschmidt e Popoff (1907), Popoff

(1907), COTRONEI (1912)1).

Di essi, alcuni ritengono che i corpi d'origine nucleolare sianp desti- nati alla costituzione dei corpo di Balbiani propriamente detto, altri alla massa vitellogena, altri alla diretta costituzione, previa chimica tra- sfomiazione, di sferule vitelUne ; inline qualche altro (per es. Balbiani), alla costituzione dei nucleo delle cellule folhcolari. E da teuer presente perö che quasi tutti studiano siffatte trasformazioni in elementi molto giovani.

Senza addentrarmi in un riassunto critico, mi basta accennare qui, in riguardo al mio materiale di studio, che i corpi nucleolari, nella cagna, sono ben evidenti e numerosi nel citoplasma degli oociti giä avanzati nello sviluppo: quindi il loro ufficio non e o non si puö restringere aUa sola formazione dei corpo vitelHno. D'altra parte, presentandosi il materiale eccezionahnente favorevole per seguirne tutte le modificazioni, posso escludere che tali granulazioni d'origine nucleolare siano destinate a tras- formarsi direttamente in globuli vitellini. Esse, per la forma e pel com- portamento si differenziano in ogni momento da tutti gU elementi che, come vedremo subito, dänno origine ai corpuscoH di vitello.

E anche incontestabile la non partecipazione, almeno diretta, dei cromosomi all' edificazione di tali corpi, perche essi prendono origine uni- camente dal nucleolo, contrariamente a quanto e stato quasi concorde- mente affermato dagli autori precitati, pei quah il nucleolo non avrebbe

1) A riguardo di qiiest' ultimo Autore, bisogna notare come egli non ammetta la fuoruscita di corpi figurati dal nucleo, ma il passaggio, per processo osmotico di una sostanza che integrerebbe la »fascia \atellogena« nell- oocite di Antedon.

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mal parte aleuna all' edificazione dei materiali destinati a passare nel cito- plasma. Qiial'e rufficio di questi granuli nell' novo? Mancano gli ele- menti di fatto per avanzare una qualimque teoria. Solo si potrebbe, in vista dei fenomeni descritti, e specialmente della coincidenza di loro forma- zione con il processo deutoplasmagenetico, credere che essi intervengano, sebbene indirettamente, nel processo della vitellogenesi. Cosi possianio dare una affennazione concreta alla supposizione di E. van der Stricht (1911) pel quäle l'ufficio, ipotetico d'altronde, dei nucleo, si ridurrebbe ad esercitare »une influence de voisinage, de nutrition, sur la zone endoplas- mique «.

Non sarei alieno dal paragonare tale azione al processo della catalisi, 0 forse meglio a quello esplicato da certi fermenti figurati, Non avrebbero cioe i granuli nucleolari influenza sulla trasformazione dei materiali con- tenuti neir oocitepi)

Nella niaggior parte degli oociti la zona mitocondriale originatasi a spese della » couche vitellogene « si diff onde ben tosto in tutto il protoplasma (tav. XXXV fig. 6), assumendo in seguito una forma generale reticolata piü 0 meno evidente, cui si potrebbe dare il nome di rete mitocondriale primaria, onde distinguerla dalF altracheneU' ulteriore sviluppo saräcosti- tuitaper attivitä delle cellule follicolari, a cui va il titolo di secundaria. Or avviene che tutta la sostanza derivata dalla ))Couche« nonch^ i pochi granuli originatisi per attivitä deUe cellule follicolari si trasformano rapida- mente in gocciole di natura lipoide. Tale trasformazione fa si che i granuli di sostanza mitocondriale vengano d'un tratto a subire una profonda diminuzione di quantitä, anzi si puö dire che addirittura spariscono. In tal modo si intercala, nel periodo di accrescimento delF oocite, una fase in cui quasi non c'e condi'ioma, essendo sostituito da materiah deutoplasmici (tav. XXXV fig. 7).

Questa fase, di grande interesse per il lato citologico e per la storia ed il valore dei condrioma, fu giä vista dal Eusso (1910) nei suoi studii sul- l'oocite di Coniglia. Questo Autore, a proposito dell'osservazione a lui fatta dal Giglio-Tos (1908) per il quäle i mutamenti subiti dal condrioma non si potrebbero mettere in rapporto con l'ipotesi della sua partecipazione alla formazione dei caratteri ereditarii, cosi si esprimeva (pag. 179): »Del resto, e ovvio ricordare che la cellula non e un campo chiuso, per credere che i mitocondrii siano intangibili, nia che essa

1) A questa stessa supposizione, appoggiandosi perö a ricerche sperimentali giunge anche Comes (1908).

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim, dei Mammiferi. 547

nelle sue molteplici manifestazioni vitali, risente tutte le influenze dell' ambiente, anche le minime che noi, con i nostri mezzi di osservazione, spessissirao non possiamo rilevare«!). Ancor una volta il fenomeno della scomparsa quasi completa dei condrioma sarebbe ima prova per dimostrare che il condrioma non e un' entitä cito- logica assolutamente costante e persistente, ma va incontro a mutamenti che sono in dipendenza delle condizioni e dei momento fisiologico che relemento in cui esso si trova, attraversa. Anche il Luna (1913) nel corso delle sue interessant! ricerche trova che »nelP embrione di pollo i plastosomi dell' epitelio pigmentato (della retina) sono dappriraa niolto abbondanti, ma in seguito si riducono sempre piü di numero . . . fino a che scompaiono dei tutto (8° giorno di incu- bazione) . . . al 17° giorno riappare il condrioma in forma di granuli prima e poi di brevi bastoncini ed anelli«. Del resto il Regaud (1910) aveva giä notato nelle cellule renali il rapporto inverso che esiste tra la quantitä dei plastosomi e la quantitä dei prodotti di secre- zione esistenti nella cellula a seconda della fase d'attivitä elaboratrice che essa percorre. Lo stesso risultato si puö ricavare fra altro, dalle ricerche dei DuBREiL (1911), HovEN (1911). Quest' ultimo A. in un altro lavoro (1912) investigando Fufficio dei condrioma nell' elal)orazione della cellula pancreatica, dimostra (pag. 564) come »au Stade d'accumulation maximum du produit de secretion, iln'existe plus que quelques filaments et bätonnets mitochondriaux« e li considera come »r^serve mitochondriale, qui servira ulterieurement ä re- constituer le chondriome de la cellule glandulaire«.

Ho potuto osservare che il condrioma delF oocite di cagna, esauritosi nel dar origine al deutolecite, si ricostituisce subito dopo, a spese del- l'attivitä elaboratrice delle cellule follicolari 2).

Difatti, non appena cominciano ad apparire i globuli di grasso, gli elementi della granulosa ovulare accentuano straordinariamente l'attivitä

1) Anche il Cotronei (1912) in Antedon rosacea vede scomparire completamente i »granuli basofiü« (che egii omologa ai mitocondrii) dui'ante la formazione dei deuto- plasma.

2) Giä qualcuno aveva accennato (Bouin, Russo, Comes), a una probabile na- tura glanduläre dell' oocite. Senibrami che i fatti che descrivo qui, siano una prova decisiva di questa ipotesi. II parallele che si puö stabilire con le cellule secernenti in molte fasi dell' attivitä elaboratrice dell' oocite, l'intervento dei nucleo, e per esso dei nucleolo, la ricostituzione dei materiale ecc, sono argomenti degni della massima considerazione per chi vuol approfondire il paragone tra i due generi di elementi (oocite e cellula glanduläre).

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secretrice. Le loro basi affilate si infarciscono talniente di sostanza, che non e possibile risolverla nenimeno coi piü forti ingrandimenti, poichö essa e costituita da im ammasso compatto, stipato di materiale fortemente attaccato dai liquidi coloranti, specie dall' Ematossilina Ferrica. Tale materiale passando nella zona pellucida, che intanto s'e costituita, fa si che questa si mostri sotto Faspetto di im anello fortemente colorato. In seguito. dalla zona pellucida, esse penetra nelF ooplasma in cui, dapprima si dispone perifericamente, restando a contatto con la zona stessa, poi si sparge per rooplasma sotto forma di minuti granuli che si distribuiscono in modo da costituire una retei) d'aspetto identico a quello descritto dal Russo nella Conigha, con la differenza che mentre nella Conigha tale rete esiste fin dai primi istanti dello sviluppo, nella cagna appare dopo la formazione del prinio materiale deutoplasmico.

Alcuni autori fra i quali van der Stricht (1905—1911) hanno notato come, dopo la formazione di bolle grasse, si deterniini una zona di sostanza mitocondriale alla periferia delF oocite. Ma tali A. non hanno pensato alla elaborazione delle cellule follicolari. Del resto la fotogr. a pag. 61 Tav. XIII del citato lavoro (1911) del van der Stricht, nonche altre, ci confermano l'esistenza di un rapporto tra la presenza di questi granuli, attaccati quasi alla zona pellucida, internamente, con un materiale esistente nella pellucida stessa, del quäle l'A. non pare che tenga il debito conto. Solo a pag. 419 dice: «L'apparition de la couche corticale mito- chondriale denote une genese de ces parties Constituantes du vitellus, plus actives du cöte de la surface, en rapport imme- diat avec les prolongements des cellules le plus voisines«.

Sulla natura mitoconch-iale di questa rete di granuli, mi sembra inutile insistere, anzitutto perche la figura che essa assume nelF oocite si puö senz'altro omologare a quella vista da non pochi autori (basta per tutti accennare ai lavori di Russo^)) nelle ova di diversi Mammiferi, e da loro

1) Tale rete sarebbe (vedi avanti) la Rete mitocondriale secundaria.

2) A questo proposito non posso trattenermi dal notare come il lodevole risveglio che da qualche anno si accenna in Italia nello studio dei puri argomenti di citoiogia, coli' intervenire direttamente nelle questioni che si agitano sulla natura e i fenomeni del condrioma, prenda le mosse dalle geniali ricerche del mio illustre ]\Iaestro, prof. Achille Russo che per il primo in Italia intraprese lo studio di tali formazioni e ne determinö l'essenza intima con processi sperimentali, emettendo l'ipotesi di una natura lipoidea di tali microsomi. Questa ipotesi ora viene dimostrata in modo irrefragabile da recenti ricerche microchimiche! Mentre adempio, non senza orgogho, ad im dovere di discepolo nel ricordare il posto speciale che ben meritano neUa storiografia del Condrioma le osser- vazioni di Lui, sebbene gli Autori, anche itahani, lo abbiano troppo facihnente dimen-

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considerata come mitocondriale. Del resto la derivazione delle cellule follicolari, in cui dallo stesso Benda (1901) (Topo) e stata dimostrata l'esistenza di un condrioma, le colorazioni specifiche che essa assume, la tendenza a disporsi in fili o catenette di granuli, allontanano qualsiasi dubbio. Quanto alla sua funzione, ho riscontrato in essa tiitti i caratteri e le formazioni descritte avanti nella Rete mitocondriale primaria, cioe la costituzione a sue spese di granuli piü grossi e la comparsa in seno ad essa di gocciole lipoidi.

Cosi, durante la fase di accrescimento dell' oocite, vediamo esplicarsi una continua attivitä formatrice di sempre nuovo ed abbondante materiale destinato alla nutrizione dell' oocite, e di cui una parte passa alle cellule delle prime forme embrionali, mentre un' altra viene presumibiLmente adibita alla trasmissione dei caratteri ereditarii. Ne deve meravighare questa notevole, se pur tardiva, formazione di deutoplasma, quando si pensi che »chez les Mammiferes, les transformations vitellines ne se limitent pas ä la croissance ovulaire et ne sont pas ache- vees vers l'epoque de la rupture folliculaire; elles continuent pendant toute la periode de la migration de l'ovule ä travers Foviducte, par consequent pendant la maturation lafeconda- tion et le debut de la segmentation« (Eexe van der Stricht, 1911, pag. 365). Anche Lams et Doorme (1908) trovano materiali deutoplasma-

ticato, anzi si siano mostrati talvolta troppo com\n a criticarne le teorie, credo opportuiio prevenire il dubbio che in altri poträ sorgere siiHa natura mitocondriale dei prodotto da me visto, neU' oocite di cagna, derivare daUe ceUide follicolari, bastandomi per cid mettere in rilievo la perfetta somiglianza con l'apparato scoperto dal Russo stesso negli oociti di Coniglia. E vero che la natura mitocondriale di tale apparato fu al Russo contestata dal Giglio-Tos, dal Perroxcito e da altri, compreso il Levi, il quäle perö in ulteriori ricerche (Arch. d'An. e d'Embr. 1911) dovette convenire col Russo sulla natura di detto apparato. Del resto alcuni insigni istologi haimo espresso chiarameute parere favorevole alle vedute di questo Autore : proprio recentemente 0. van der Stricht, in una lettera (Monitore Zool. Ital. XXII. No. 7) parlando delle granidazioni scoperte neir oocite di Coniglia da Russo e la cui natura mitocondriale era stata negata dal Per- RONciTO, dice: »Elles correspondent incontestablement ä de veritables mitocondries«. A. Prenant . inoltre, riferendo neU' ultimo volume deU' »Amiee Biologique « (1913) su un lavoro dei Russo riguardante la polemica col Perroncito ebbe a dire che la figura disegnata dal Russo (Anat. Anz. XXXVII. 1910) »ne laisse aucun doute sur la nature mitocondriale du reseau decrit par R. et ne permet guere de le regarder comme deutoplasmique«. Dello stesso parere e il Dues- berg, che neUa particolareggiata rivista critica edita or e appena un anno, difende stre- nuamente tale veduta, cosi scrivendo, fra altro: Mit Recht bekämpft er (Russo) die übrigens ganz unhaltbare Meinung von Levi (1907) und Perroncito (1910), welche glauben, daß Russo weiter nichts als Dotterkörner gesehen hätte.

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tici e mitocondriali in ova al 2° fuso di maturazione (ova ovariche) sebbene in qnantitä minore di quelli esistenti nello stadio di primo fuso. Nello stadio a due pronuclei (ovo tubarico) perö le boUe grasse aumentano con- siderevolmente, mentre ancora i materiali mitocondriali sono presenti. Omero van der Stricht (1909) nell' ovo di V. noctula nota come al 2° fuso di maturazione »le nombre des boules graisseuses augmente notablement dans le deutoplasme« e nell' ovo tubarico di cagna, ai primi stadii di segmentazione »la graisse augmente encore en abondance«, Sobotta (1895) nell' ovo di Topo perö non trova in questa fase granuU osmiofili, i quali del resto sono in tale animale sempre scarsissimi. Tali fenomeni riescono di ovvia interpretazione quando si pensi che le cellule foUicolari persistono nelle ova estraovariche, come ebbero a notare diversi autori (van der Stricht [1908], Sobotta e Burkard (1910], EUBASKIN [1905]).

Quantunque diverse volte abbiamo dovuto accennare al modo con cui presentansi gli oociti in crescita, nelle ovaie fissate e colorate col metodo CiAccio al Sudan III, tuttavia ci sembra opportuno fermarci ancor breve- mente su di esse, per meglio farne risaltare il valore.

Si e giä notata la presenza, nei follicoli primordiali, di un gruppo esiguo e ben determinato di granuli, messi in evidenza da questa preparazione, in un polo delF oocite (tav. XXXVI fig. 12). In uno stadio piü avanzato dello sviluppo siffatto gruppo viene a scomparire, mentre l'ooplasma acquista una colorazione rosso-rosea piü o meno accentuata, la quäle, come il CiAccio stesso (1910) in altro materiale ha notato e dimostrato, rappresenta del grasso allo stato di soluzione e di diffusione neU' ooplasma. Ulterior- mente, questa colorazione tende a scomparire, persistendo quasi solamente in un polo, ove forma una zona semilunare, costituita da un ammasso di struttura finamente granuläre.

A poco a poco questo ammasso si estende sempre piü intorno al nucleo, mostrandosi in tutto «corrispondente alla couche vitellogene, la cui esi- stenza abbiamo dimostrato giä con altri metodi^).

Durante tutto questo periodo manca assolutamente o quasi, nel- Foocite, ogni gocciola o granulo di lipoide. — In seguito, a misura che r oocite cresce e questa specie di mantello perinucleare si dissolve, l'ooplasma si infarcisce sempre piü di sostanza sudanofila. Poco dopo compaiono dei

1) II reperto, che questo materiale di natura mitocondriale si colora col metodo CiAccio, viene in appoggio della tesi sostenuta dal Russo (1912) dal Faure-Fremiet (1909), dal Regaud (1908), per i quali nell' intima struttura del mitocondrio prende parte un materiale lipoide.

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici dell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 551

granuli tinti fortemente in giallo arancio, i qiiali, dapprima sottilissinii (tav. XXXVI fig. 13), non tardano ad ingrossarsi, come se gonfiassero, e ad assumere l'aspetto di gocciole omogenee. (tav. XXXVI fig. 14).

Queste formazioni non restano sempre cosi: difatti negli stadii piü avanzati deUo sviluppo oocitario, esse perdono il loro caratteristico colorito arancio carico e diventano piü pallide. Ulteriormente si ridueono a cer- chietti costituiti da uno strato periferico sottile, tinto ancora fortemente, e d'un contenuto trasparente, di leggero color roseo. Quindi, il cerchietto finisee anch' esso col perdere la tendenza a colorarsi col Sudan, di guisa che la gocciola primitiva si riduce ad una formazione, simile ad un grosso vacuolo, la quale sembra costituita da una gocciola di liquido omogeneo e trasparentissimo. Ad interpretazione delle descritte figure, credo poter inferirne una trasformazione graduale dei materiale di natura lipoide, dovuta a procedimenti cliimici che sf uggono ai nostri niezzi di osservazione ; e ciö indubbiamente a beneficio dell' atti\dtä nutritizia dell' oocite in crescita.

Conclusioni.

Iniziando le presenti ricerche non mi sono preoccupato che di schiarire alcuni punti controversi deUa viteUogenesi nell' oocite dei Mammiferi. Si e visto cosi come l'oocite primordiale contenga una prima, piccola prov- vista di grasso, rappresentato da alcuni granuU sudanofih posti nel polo ove si inizierä il vero processo di deutoplasmagenesi, e di alcuni granuli osmiofih, sparsi per l'ambito di tutto l'ooplasma. Tali elementi lipoidi suUa cui origine, per mancanza di ogni dato di fatto, nuUa possiamo affer- mare, verrebbero a poco a poco assorbiti dal protoplasma ovulare, il quale se ne gioverebbe come materiale di nutrizione. Esaurita questa prima prowista, i condrioconti, presenti giä fin dagli stadii piü giovani degli oociti esistenti nell' ovaia adulta, si spezzettano in tanti granuh, i quah, insieme con una piccola porzione di materiale derivato dalle ceUule folH- colari, costituiscono la seconda prowista che viene in parte trasformata, in parte rimane integra o quasi, a costituire delle speciali sostanze di riserva per l'oocite i). Dopo questo stadio, il materiale che penetra dal di fuori, elaborato daUe ceUule foUicolari, diventa assai rilevante e da luogo a nuova produzione di condrioma, che a sua volta si trasforma in lipoide.

1) Dico materiale di riserva in mancanza di osservazioni personali che si rapportino all' ovo embrionato. Ma niimerosi osservatori, dal Mewes (1910) al Duesberg (1908), aU' HovEN (1910) al Faure-Fremiet (1910), hanno dimostrato iiTevocabilmente l'ereditä dei condrioma dalle cellule madri alle figlie, daU- ovo ai blastomeri e agli elementi dei foglietti primitivi,

Archiv f. Zellforschung. XIII. ,36

552 Bruno Monterosso

Uno sguardo complessivo alle figiu'e che accompagnano il presente lavoro poträ certo giovare a fissarne bene le idee principali, che sono andato svolgendo e a riassumere chiaramente la storia dell' evoluzione oocitaria nella eagna.

Difatti, i condiioconti deUa fig. 1, 2 e 3, tav. XXXV, costituita la fascia mitocondriale visibile nella fig. 4, tav. XXXV, allargandosi nello spazio ooplasmico (tav. XXXV fig. 5) , inconiinciano ad estendersi per tutto l'ambito dell' oocite (tav. XXXV fig. 6) , costituendo anche dei gnippetti 6 dei granuli piü grossi, che nello stadio immediatamente suc- cessivo e con metodi adeguati (tav. XXXVI fig. 13) si vedono formare dei corpuscoh grassi, che in numero esiguo dappmna (tav. XXXVI fig. 15) vanno sempre piü accrescendosi in quantitä (tav. XXXVI fig. 15—16 e 17), e infarciscono l'ovocite sotto forma di granuli tinti in nero dal tetrossido d'osmio, Tah corpuscoh nelle sezioni di pezzi fissati con subh- mato 0 miscela di Maximow appaiono come \ acuoh (tav. XXXV fig. 7), In uno stadio successivo (foUicolo con antro bene sviluppato) assmnono l'aspetto di gocciole sferiche, speciahnente se trattate con metodo Ciaccio (tav. XXXVI fig. 14). Intanto , non appena f ormatosi il deutoplasma derivato da elaborazione deUa fascia vitellogena, apparisce un condrioma nuovo, dovuto aU' attivitä delle cellule foUicolari, il quäle si infiltra fra i granuh hpoidi ond'e che megho si vede con i metodi che pur disciogli- endo questi granuh, mettono tuttavia bene in evidenza i mitocondrii (tav. XXXVI fig. 8). Tra la formazione dei prmio e quella dei secondo condrioma, puö, ma probabilmente non sempre cosl nettamente, inter- calarsi uno stadio privo di condrioma (tav. XXXV fig. 7).

Giä il VAN DER Stricht (1905) seguendo il van Bambeke (1898) divideva il processo \'iteUogenico in quattro fasi principah che si possono riassumere cosi:

1°) stadio della »couche viteUogene« a ))croissant « ,

2°) stadio deUa disgregazione della «couche«,

3°) formazione dei »travees viteUogenes« di natm^a mitocondriale,

4°) disgregazione dei »travees« e formazione dei globuh di deuto- lecite.

Secondo le ricerche che finisco di descrivere, queste fasi andrebbero modificate nel modo seguente:

1°) elaborazione ed assorbmiento d'un materiale hpoide, di scarsa quantitä e la cui origine vuol ricercarsi neU' ovaia embrionale.

2°) preparazione e costituzione deU' apparato viteUogenico , consi- stente in condrioconti lunghi, tortuosi, primitivamente hsci, costituenti

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici iiell'oocite in accrescim. dei Mammiferi. 553

spesso im gomitolo irregolare, posto generalmente in un polo delF oocite; secondariamente in condriosomi granulari (condriomiti).

3°) disgregazione delF apparato e sua trasformazione in materiale grasso.

4°) scomparsa conipleta o quasi dei condrioma ; in ogni caso attenua- zione notevole di esso, e sostituzione con granuli di natura deutoplasmica.

5°) Eicomparsa dei condrioma sotto forma di rete granuläre, con dis- posizione periferica, nia con gittate interne; la sua origine e dovuta al- l'attivitä delle cellule folKcolari che circondano l'oocite.

6°) graduale trasformazione dei nuovo prodotto in elementi deute- le citici.

Appendice.

Durante la redazione dei presente lavoro, sono state pubblicate due memorie il cui argomento si avvicina di molto a quello che io finisco di trattare. Mi sembra quindi opportune dire su di esse qualche parola.

DoNATO Cattaneo ucl Vol. XII, fasc. l'' deir Archivio Italiano di Anatomia e di Embriologia pubbhca alcune sue »Ricerche sulla struttura deir Ovario dei Mammiferi«. Non e mia intenzione ne qui sarebbe il luogo di fare una critica minuta dei reperti ottenuti da questo Autore; dei resto e a sperare che egli vogha con ulteriori studi approfondire e completare gh argomenti sfiorati in questo, argomenti di estrema importanza e deli- catezza, la cui discussione non si puö imprendere senza la massima circo- spezione e il piü perfetto rigore di anahsi.

Cosi egli interviene neUa vecchia questione dei »ponti protoplasma- tici« tra le cellule deUa granulosa e Tooplasma »benche« egli stessonota »SU questo argomento siasi giä scritto molto, e d'altra parte io me ne occupai solo di sfuggita«. Certo, dopo i lavori di Retzius, Paladino, Kolossow, Dubreil e Regaud, Russo ed altrii), la contro- versia non puö risolversi «di sfuggita«. Neil Cattaneo la risolve; anzi possiamo ehre che la sua fig. 32 se pur non e teorica, sia poco adatta a rappresentare la struttura in parola.

Passo subito aUa parte piü originale dei lavoro in esame: il reperto di un apparato reticolare neUa cellula ovo dei Mammiferi. Or, io non posso contestare questo reperto in se stesso; perö il modo come l'A. ne dimostra l'esistenza, e le conclusioni a cui perviene, speciahnente quelle che si riferiscono al condrioma, non sembra che poggino su soÜda base.

1) Vedere il mio lavoro: Ulteriori ricerche siiUa granulosa dei foUicolo ovarico nei Mammiferi (cagna), in questo Archivio Bd. XII, 2. Heft, 1914.

36*

554 Bruno Monterosso

Di fatti TA. nei giovanissüni ovociti di Vesperugo trova e disegna (tav. II fig. 16, 17) presso gl nucleo im reticolo che viene messo in evidenza con il metodo Fananas al nitrato d'iiranio, ma riesce identico a quello che egü stesso rinviene fissaiido lo stesso materiale in liquido Fleieviing e colorando con Ematossilina Ferrica (vedi tav. I, fig. 11 del suo lavoro). Chi ha pratica di questi metodii) conosce quanto sia difficile, anzi direi quasi impossibile decidere in siniih casi suUa natura di tah formazioni: si tratta cioe di apparato reticolare nel senso di Golgi o di condrioma nel senso diBENDA? Lo stesso Cattaneo (pag. 3 deUa sua memoria) afferma: ». , .1 metodi all' impregnazione metallica non mettono in evi- denza esclusivamente l'apparato reticolare diGoLGi: allo stesso modo che i metodi classici dei mitocondri colorano ora i mito- condri, ora formazioni che indubbiamente si devono riferire all' apparato reticolare, ora strutture che non hanno a che fare ne con quelli, ne con questo, cosi i metodi dell' argento ridotto dimostrano negli stessi elementi cellulari oltre l'ap- parato reticolare, spesso formazioni mitocondriali, qualche volta l'uno e le altre contemporaneamente.«

Orbene, le formazioni messe in evidenza neU' oocite giovanissüno, dal Cattaneo, furono scoperte dal van der Stricht neUo stesso materiale e da lui denominate «pseudocromosomi« nel senso stabiüto da Heiden-

HAIN.

VAN der Stricht e Benda stesso h interpretano come di natura mito- condriale. Eppure il Cattaneo, dopo aver fatto atto di fede suUa faUacia dei metodi, afferma (pag. 14): «A mio avviso l'identificazione dei pseudocromosomi coli' apparato reticolare di Golgi nell' ovo- cito dei mammiferi, si deve ammettere senz' altro. Si tratta della medesima formazione posta in evidenza con metodi diversi . . .« Ora io dico: se i metodi microchimici sono insufficienti, se la struttura morfologica delle formazioni e simile a se stessa, coi due

1) A tal proposito Duesberg (1913) dice: II n'est nullement demontre que les formations decrites sous ce nom [Apparato reticolare] representent im organe deter- mine de la celhüe: je pense qu'elles correspondent ä rirapregnation argeutique d'ele- ments de valeur differente. En effet: 1°) il ne faut pas croire que la methode de Golgi soit specifique: eile est susceptible de mettre en evidence des choses toutes differentes; 2°) la preuve que les formations decrites sous le nom d'appareU reticulaire soient homo- logues, n'a jamais ete fournie, ni meme tentee: or parmi les elements decrits sous ce nom, il en est . . . qui ne presentent aucune analogie avec l'appareil reticiüaire tj'pique . . . 3°) Ce qui est decrit comme appareü ret. correspond dans certains cas ä des formations bien connues et de valem' differente ... Su tali omologie si veda anche il lavoro del- l'HlRSCHLER (1913).

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 555

generi di processi, perche asserire, come fa l'A. a pag. 15: »L'avere io identificato i pseudocromosomi coli' apparato reticolare interno mi costringe a rifiutare l'interpretazione di vax der Stricht e di Bexda sul significato dei pseudocromosomi nel- Fovocito dei mammiferi«?

Potrei aggiungere che il comportamento ulteriore dell' apparato reti- colare, quäle lo descrive il Cattaneo uon si discosta molto da quello dei condrioma, come risulta dalle ricerche della Scuola belga e dalle mie prece- denti ossen^azioni. Si e visto come i mitocondrii da un polo dell' oocite, ove si erano confinati, si estendono a poco a poco, fino ad occupare tutto l'ooplasma. In seguito si trovano alla periferia delFoocite, spintivi dalla f onnazione dei deutoplasma, come sostiene il van der Stricht, neoformati dair attivitä delle cellule follicolari, come ho cercato di dimostrare in questo lavoro. Ebbene, il Cattaneo dice (pag. 12): »A mano a mano che l'ovocito aumenta in volume, l'apparato reticolare subisce importanti modificazioni. Esso tende a diffondersi nel vitello ed assume un aspetto piü grossolano poiche i filamenti di cui e costituito appaiono interrottamente molto ispessiti. E difficile ottenere un reticolo unico e continuo, ma in generale si osservano delle interruzioni lungo il decorso dei filamenti . . In seguito a misura che l'ovocito si accresce l'apparato di GoLGi tende a portarsi alla superficie dell' uovo, finche da ultimo nei grossi ovociti con foUicolo a completo sviluppo si trova situato alla periferia appena separato dalla zona pellucida da un tenue strato di citoplasma. venendo cosi ad assumere l'aspetto come di un involucro larganiente fene- strato che circonda la maggior parte dei vitello, ma situato perö ancora nel vitello stesso.«

Or si noti: 1°) che il van der Stricht e la sua scuola hanno spesso osservato come i pseudocromosomi, spezzaudosi, si ingrossano; 2°) che il Cattaneo, come dice, non trova (vedi fig. 18, 20, tav. II dei suo lavoro) che filamenti e solo suppone che questi facciano parte d'un reticolo unico ; 3°) che l'aspetto di fili puö essere do\^ito a un deposito di metaUo tra elementi granulari (mitocondri). Difatti egh disegna (figg. 22 e 27) due ovociti entrambi indicati come »Ovocito grosso con folHcolo niaturo(?)« di Conigha. Tutte e due presentano gü stessi corpi intracitoplasmici, con identica disposizione ; sono addirittura so\Tapponibili: perö uno (fig. 22) al metodo Fananas mostra questi corpi sotto l'aspetto di fila- menti, l'altro (fig. 27) al metodo Eegaud - Ematossihna ferrica Heiden- hain, mostra questi stessi corpi sotto forma di granuh.

556 Bruno Monterosso,

Mi sembra inutile prolungare la disamina, eriticando le illazioni del- l'A. sul rapporto tra i mitocondri ed il vitello. Ma non posso trattenermi dal segnalare il modo con cui egli spiega la mancanza di apparato reticolare nell' intenio delle uova niature ))L'assenza della sostanza a rea- zione specifica nell' interno delle uova mature non si deVe riferire alla scomparsa totale, bensi si deve ritenere come espressione di una suddivisione estremamente fine«!

L'altro lavoro e del van Durme, deU' Universitä di Gand (ArcMves de Biologie, T. XXIX fasc. I). Basterä qui mettere in luce i punti di contatto tra i reperti del vax Durme e quelli che finisco di descrivere. Nonostante la grande differenza nel materiale usato del van Durme (Uccelli) e da me (Mammiferi), noi siamo venuti in qualche argomento agli stessi risultati. Cosi, egli trova e interpreta come mitocondriali, dei sottili filamenti che descrive nell' interno della zona palleale e che chiama indifferentemente pseudocromosomi e condrioconti. Anch' egli nota, intorno agü aramassi dei condrioconti »une zone claire, impregnee d'un liquide abondant, qui nous porte ä croire que ces amas sont le siege d'une elaboration tres active, ayant pour resultat la genese du liquiden question«.

Inoltre, suU' argomento che credo piü originale nel mio lavoro, cioe sulla presenza di due formazioni mitocondriah distinte, anch' egli porta un contributo, dimostrando che ad un certo momento nella vita dello Gocite di Uccello, ci sono due regioni di moltiplicazione della massa mito- condriale: una centrale e perinucleare, l'altra corticale: FA. fa chiara- mente vedere come crede quest' ultima d'origine estraovulare. Difatti, a proposito della cellula foUicolare, egli dice: »eile semble avoir une influence capitale sur l'apparition de la zone mitochondriale corticale«.

Ora, io credo appunto di aver dimostrato la presenza di un apparato microsomico originatosi per atti\'itä delle cellule foUicolari, nella cagna.

Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite in accrescim. dei Mammiferi. 557

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Spiegazione delle tavole XXXV — XXXVI,

Tavola XXXV.

Fig. 1, 2, 3. FolUcoli primordiali diCagna adulta; i »pseudocromosomi« , sparsi quasi uniformemente in fig. 1, sono specialmente concentrati in un polo, neUe fig. 2 e 3. La struttura di essi in generale e microsomica. Fissazione in liquide Maximow, colorazione con Ematossilina Ferrica. Microscopio Koristka: oc. 4: ob- biettivo semiapocrom. immers. omogeneal : 15, tubo evaginato. Proiezione a livello dei tavolino dei microscopio.

Fig. 4. Follicolo in uno stadio di svilnppo piü avanzato dei precendenti. II gomi- tolo di »pseudocromosomi« ridotto in un polo, comincia a spezzettarsi; appariscono i primi granuli mitocondriaU. Preparazione e ingrandimento come sopra.

Fig. 5. Follicolo giovane con nuclei della granulosa disposti su due linee. H gomitolo di »pseudocromosomi« ha dato luogo a un ammasso di fini granuli disposto a un polo. Prep, e ingr. c. s.

Fig. 6. Follicolo giovane. II condrioma si trova sparso in una zona perinucleare. Prep, e ingr. c, s.

Fig. 7. Sezione di un follicolo piü avanzato nello sviluppo. II Condrioma manca, sostituito dai vacuoli. Nel protoplasma, corpuscoli d'origine nucleolare. Prep, e ingr. c. s.

562 Bruno Monterosso, Su l'orig. e la costit. dei mat. deutoplasmici nell' oocite ecc.

Tavola XXXVI.

Fig. 8. Sezione di un ovocite appartenente ad un follicolo con antro bene svilup- pato. II Condrioma riappare perifericamente, sotto forma di una rete a struttura granu- läre. Prep. 6 ingr. come sopra.

Fig. 9. Nucleoli ovocitarii, nell' intemo dei quali si notano delle sfere, dei granuli, dei corpi irregolari. Prep, e ingr. c. s.

Fig. 10. Nucleo d'un ovocito con nuclei della granulosa disposti su tre linee. II nucleolo contiene deUe sferule. NeUo interno dei nucleo si trovano sferide siniili. Prep, e ingr. c. s.

Fig. 11. Corpuscoli nucleolari in dissoluzione neU- ooplasma. Prep, e ingr. c. s.

Fig. 12. FoUicolo primordiale per mostrare il cumulo di granuli grassi, posto in un polo. Fissaz. e colorazione con metodo Ciaccio al Sudan III. Ingrand. come sopra.

Fig. 13. Follicolo un po' meno sviluppato di queUo rappresentato neUa fig. 7. I granuli grassi sono apparsi neU' ooplasma. Metodo Ciaccio. Ingr. c. s.

Fig. 14. Sezione di ovocito appartenente ad im foUicolo con antro bene sviluppato, e corrispondente allo stadio disegnato neUa fig. 8. I granuli grassi si sono mutati in gocciole, che infarciscono l'ooplasma, e che col metodo Maximow (fig. 8) sono visibili sotto forma di vacuoli. Metodo Ciaccio. Ingr. c. s.

Fig. 15. FoUicolo ovarico giovane per mostrare la quantitä di granuli lipoidi osmio- fili. Fissazione con metodo Benda, non seguito da ulteriore colorazione. [La formula Benda adottata e stata modificata col privarla dell' acido acetico]. Ocul. 4: obbiett. 6*. Tubo invaginato. Proiezione a livello dei tavolino dei microscopio.

Fig. 16. Follicolo in mio stadio piü avanzato dei precedente. I granuli osmiofili sono piü nvunerosi. Fissazione e ingrandimento come sopra.

Fig. 17. Follicolo piü s\aluppato dei precedenti. Granuli osmiofili numerosissimi, che infarciscono l'ooplasma. Prep, e coloraz. come sopra.

Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto alla sua funzione eleidoche-

ratinica.

Nota III. Lo Strato lucido e la prodnzioue eleidiiiica ^).

Per il

Dott. Leonardo Martinotti, aiuto e libero docente.

(Clinica dermatologica della E. Universitä di Modena. Dirett. Prof. P. Colombini.)

Con tavola XXXVII.

Passato lo strato granuloso ci si presenta una porzione della cute nella quäle, per quanto accurati e numerosi siano stati gli studi, piü in- certe rimaiicjono ancora la nostre conoscenze.

^o^

La maggioranza degli autori descrive al di sopra del granuloso uno Strato, veduto per la prima volta dal Gauthier, che lo chiamö me mbrana lucida superficiale, e poi descritto dall' Oehl che gh assegnö il nome di Stratum lucidum, e infine dello Schrön il quäle emise l'ipotesi che fosse un prodotto di secrezioue delle glandole sudoripare.

DuTRocHET lo avcva considerato come faceiite parte del corneo e Unna gli assegnö il nome di corneo basale.

Si descrive questo strato come una listerella sottile, d'aspetto chiaro, lucente (donde il nome), a bordi paralleli, piü o meno stretta a seconda delle regioni costituita di elementi allungati pohgonali, compressi l'uno contro l'altro.

ScHRöx e Oehl hanno studiato i nuclei delle cellule di questo strato. Essi avrebbero trovato che sono sempre piü o meno rigonfi e posseggono talora dei nucleoli. Dopo adeguata macerazione (in gUcerina ed acido

1) Vedi memorie antecedenti in questo stesso Archivio : I. U corpo malpighiano e la funzione fibrillare dell' epidermide (XII, p. 457) ; IL Lo strato granuloso e la funzione cheratoialinica (ibid., XIII, p. 446).

564 Leonardo Martinotti

acetico) potrebbero osservarsi nel corpo cellulare striatiire irregolari, ri- tenuti di natura coniea o, da altri, considerati come prodotti artificiali.

Secondo Ehr^hann, Fick, Darier il nucleo non e piü visibile e appare solo in Processi patologici.

MiBELLi ritiene di consistenza fluida la sostanza che inipregna le cellule del lucido e ne descrive un nucleo ridotto.

Branca descrive le cellule dello strato lucido come elementi il cui nucleo, contrariamente a quanto si crede d'ordinario, non e scom- parso, ma e semplicemente in via di atrofia; il corpo cellulare e rivestito di uno strato cheratinizzato ; non possiede piü Tapparecchio filamentoso ; le fibriUe sono semplicemente compresse alla periferia deUe cellule. L'elei- dina in grani e scomparsa per dar posto all' eleidina diffusa, che esce in forma di grosse gocce daUe cellule aperte col rasoio. Questa eleidina, in piccola quantitä esiste alla pahna della mano e alle plante dei piedi nel corneo degh operai.

Unna e Eabl hanno potuto constatare la persistenza di fibrille nel lucido nonche negli strati superiori.

La maggior parte degli autori poco si e occupata di questa zona, mentre altri, di cui alcuni poco recenti, hanno potuto distinguere in essa particolaritä speciali. Per primo lo Schrön descrisse nelle regioni dove la cute e piü spessa uno strato posto fra il lucido e il corneo che chiamö Strato inferiore dell' epidermide cornea, ritenendolo una zona di elementi piü giovani.

Piü tardi Eanvier ed Unna notarono che al di sopra del granuloso possono trovarsi altri strati^), che alla maggior parte degh studiosi sono passati in seguito inosservati.

Ranvier nel 1888 tra il granuloso e il lucido descrisse uno strato intermedio che oggi e accettato dalla maggior parte degh autori francesi, particolarmente da Branca e da Darier. Esso avrebbe la forma di una sottile listereUa, fatta da 1 a 3 ordini di elementi, il cui limite inferiore e frastaghato, quello superiore rettihneo o quasi; resiste parziahnente alla digestione, ossia e incompletamente cheratinizzato. Le sue reazioni ricor- dano quelle del lucido, ma ess3 se ne differenzia speciahnente perche dopo l'azione deU' acido osmico e del picrocarminio, si colora in rosso vivo, mentre il lucido non si colora. Entrambi non riducono l'acido osmico (quindi, secondo Ranvier, non contengono grasso). Lo strato intermedio per di piü in pezzi fissati in alcool non si colora coUa tionina, e in quelli

1) Naturalmente, come per la maggior parte degli studi istologici di indole generale essi sono stati fatti con cute deUe regioni palmare e plantare.

Ricerche sulla fine struttura delF epidermide umana normale in rapporto ecc. 565

fissati in Fleädiing e refrattario alla purpurina che colora in rosa tutto il rimanente.

Sarebbe a livello di esso che comincerebbe il fenomeno di cheratiniz- zazione della membrana pericellulare, nonche la formazione del grasso epidermico e della cheratina in genere (Daeier).

Unna nel 1889 incorporö il lucido allo Strato corneo, del quäle distinse i seguenti strati:

1° Uno Strato corneo superficiale o dehinitante.

2? Uno Strato corneo medio.

3° Uno Strato superbasale.

4° Uno Strato basale, suddiviso a sua volta in due sottostrati:

a) Strato basale pr. detto.

b) Strato infrabasale.

Tale classifica si fonda sopratutto suU' azione del picrocanninio e deir acido osmico che e ridotto a livello del superbasale, mentre l'infra- basale e chiaro.

Kanvier combatte dapprinia la divisione di unna specialmente perche fatta in base alla riduzione deU' acido osmico, che, secondo Kanvier, e in rapporto piü che altro, collo spessore del corneo e colla poca penetrabihtä del reattivo. Unna dal canto suo rimproverö a Ranvier di aver erronea- mente confuso il suo strato infrabasale col lucido di Oehl, e al Mibelli di aver confuso e preso complessivamente il basale col soprabasale.

In realtä il Eanvier nel distinguere la strato int er medium dal lucidum, veniva ad isolare lo strato corrispondente a quello infrabasale di UnnaI); e d'altra parte poi i caratteri che I'Unna ha dato di tali zone sono stati sempre piuttosto incerti e mal definiti. Difatti, la dove la cute e piü spessa, le zone distinte da Ranvier e da Unna esistono, ma su di esse coloro che se ne sono occupati, hanno avuto idee molto disparate.

E se si confrontano tali strati con quelli che mediante nuovi metodi di colorazione io ho potuto dimostrare ed ho giä descritto nelle mie com- municazioni preventive appare evidente che le zone descritte da Oehl, Ranvier, da Unna, e da me osservate, si corrispondono. Piü precisa- mente :

a) lo Strato intermedio di Ranvier o strato infrabasale di Unna, corrisponde a quello da me descritto col nome di eleidinogeno 0 preeleidinico.

b) lo strato basale di Unna corrisponde all' eleidinico.

c) lo strato inferiore dell' epidermide Cornea di Oehl o strato super-

^) E Ränvier stesso piü tardi (1899) riconobbe tale identitä.

566 Leonardo Martinotti

basale di Unna corrisponde al cheratiuogeno o precherati- nico, 0 posteleidinico.

Non starö a discutere sulla nomenclatura: farö solo rilevare che io li ho cosi denominati perche esse rappresentano zone di transizione situate fra il granuloso e il lucido e fra questo e il corneo, quindi le denominazioni rispettive di strati eleidinogeno e cheratiuogeno, o risp. preelei- dinico e precheratinico corrispondono alla loro fimzione e alla loro sede, e sono piü atte a evitare confusioni ed errori di interpretazione.

Come ho giä detto, accettando le idee di Unna, io riservo la denomina- zione di eleidina alla sostanza propria dello strato lucido.

Anche Weidenreich ha descritto nel corneo numerose zone, ma la classificazione e la nomenclatura da lui proposte non sembrano del tutto giustificate. Avendo osservato nel corneo particolari formazioni che vedremo a proposito delle topografia della eleidina e della cheratina (e che altro non sono se non zone di eleidina che si possono trovare in seno al corneo) si e basato su di esse per f are diversi strati. Difatti egli distingue :

a) Una pars arcuata (corrispondente agh archi che separano i solchi interpapillari),

b) una pars implicita (corrispondente ai solchi interpapillari). Per ciascuno di qnesti archi egh distingue:

a) Uno Stratum lucidum (Oehl) = strato basale (Unna) = Stratum tensum profundum (Weidenreich).

b) Uno Stratum relaxatum (corrispondente allo strato medium di Unna) (che manca secondo W. nella pars implicita).

c) Uno Stratum tensum (pr. detto o tensum superficiale),

d) Uno Stratum disiunctum (Ranvier) o strato superficiale (Unna).

Ora basta guardare la figura annessa al lavoro di Weidenreich (fig. 9) per convincersi che nel suo strato lucido non fa distinzione fra strato infrabasale o eleidinogeno e, basale o eleidinico, e superbasale o chera- tiuogeno. Omesse queste parti (che veramente sono microchimicamente differenti e costanti, e su cui si fermö l'attenzione di Unna) distingue un doppio str. tensum, che in realtä e dato sempre da sostanza eleidinica e uno str, relaxatum e uno str. disiunctum, che sono tutti e due fatti di cheratina.

Di quäle origine sia l'eleidina e quäle relazione generica essa abbia colla evoluzione ulteriore deUa cheratojahna e poco noto e molto discusso.

Rabl ammette che per confluenza e fusione delle gocce di cheratoia- lina abbia luogo la costituzione di oho grasso (che egli chiama cherato-

Ricerche sidla fine struttura eleu' epidermide uraana normale in rapporto ecc, 567

eleidina) che riempie completamente il corpo cellulare e diventa forte- mente lucente e va cosi a costituire la strato lucido.

Ranvier pure fa provenire la eleidina diffusa del lucido da fluidifica- zione delle gocce di eleidina (coie clieratojalina) del granuloso.

Buzzi esprime un concetto analogo e fa per di piü rilevare come fra eleidina e clieratojalina vi siano al tempo stesso affinitä e differenze tin- toriali. Egli avrebbe veduto che le variazioni quantitative di una delle due, vanno di pari passo coi mutamenti dell' altra.

Dreysel e Oppler, pur riconoscendo un rapporto genetico reciproco tra le due sostanze trovano in taluni casi variazioni indipendenti dell' una 0 dell' altra.

Jarisch ritiene dubbia un' origine dell' eleidina dalla cheratojalina.

Unna considera la cheratojahna come un prodotto concomitante accessorio, e erede non si possano stabilire decisamente rapporti genetici tra essa e la eleidina. Egli fa notare come lo strato corneo presenti caratteri assolutamente simili tanto in processi patologici (come il liehen) dove l'eleidina abbonda, quanto in altri (ad es. paracheratosi) dove essa manca.

Per lo studio dell' eleidina Dreysel e Oppler fissano in alcool; Buzzi riscontra l'eleidina anche in pezzi che hanno soggiornato per anni in alcool; Frickenhaus si mostra scettico sulla supposta azione deleteria dell' alcool temuta da Ranvier (in base al concetto che l'eleidina fosse di natura grassa). Ciliano avendo in base alle sue ricerche stabilita unna natura albuminosa dell' eleidina e determinata la sua solubilitä in acqua, pone in guardia contro l'azione prolungata dei fissativi acquosi, e attri- buisce l'azione deleteria dell' alcool non all' alcool stesso ma al contenuto in acqua del liquido piü o meno idroalcoolico.

Buzzi raccomanda come mezzi di colorazione sopratutto il rosso Congo, l'indofenolo, l'orceina, l'Orseilleextract, e la tint. di Alkanna.

Grosse provö diversi liquidi fissativi e trovö che il liquido di MtJLLER altera l'eleidina, il subhmato e la formalina ne producono una diminuzione. Notö che esistevano differenze tra la cheratojahna che puö osservarsi su sezioni fresche e quella che si mette in evidenza coi vari reattivi.

Ranvier raccomando il picrocarminio, Frickenhaus preconizzö il wasserblau, l'alkahblau; Dreysel e Oppler una particolare formola di picrocarminio ; Weidenreich trovö ottüni speciahnente il Wasserblau e il rosso Congo, giä raccomandato da Buzzi.

Archiv f. Zellforschnng. XIII. 37

568 Leonardo Martinotti

Secondo i risiiltati delle mie ricerclie il miglior metodo di studio per questa parte dell' organo epidermico e quello di fissare in formolo, sezionare al congelatore, colorare le sezioni libere.

Molti degli altri fissativi non sono adatti. I liquidi di Helly. Zenker, V. Gehuckten, Mingazzini, e quelli che contengono sublimato in genere, il fissativo di Perenyi, sono poco idonei a tali studi. I liquidi che con- tengono acido osmico, per la stessa tendenza di questa sostanza a ridursi in presenza di particolari elementi contenuti nel lucido servono solo per speciali indagini, sulle quali mi tratterrö piü avanti.

Immagini discrete si ottengono col liquido di Orth, con quelli di BouiN, diMAxiMow, coli' alcool a 80" col liquido di Mann, con il bicro- mato acetico.

Nessuno di tutti questi fissativi equivale perö al formolo.

Le sezioni appiccicate al vetro servono male: per i fenomeni di distensione e successiva retrazione che si verificano con tale mani- polazione, lo strato lucido, piü delicato delle altre parti dell' epidermide, non resiste e i suoi elementi si retraggono, si staccano, si allontanano gli uni dagh altri, lasciando spazi vuoti che dimostrano chiaramente come esso si retragga molte volte fino della metä dello spazio primi- tivo.

II miglior metodo quindi e finora dato dalle sezioni liljere di pezzi fissati in formolo, sezionati al congelatore o dopo inclusione mediante il benzolo in paraffina. Sopra queste sezioni facendo agire un numero rilevante di colori ho potuto constatare alcune affinitä tintoriali che ho giä enunciato nella mia prima memoria, e che in l)reve rias- sumo.

1° Esistono sostanze coloranti che non hanno nessuna affinitä per lo Strato che vien dopo a quello granuloso, cioe per il lucido e specialmente per la sua parte mediana. Con esse si vede interrompersi bruscamente la colorazione dell' epidermide a livello delle cellule cheratojahniche piü esterne; ad un esame super- ficiale sembra quasi che qui cessi ogni struttura organica e non esista piü alcun elemento. Se le sostanze usate hanno affinitä per il corneo si vede, passato lo strato suddetto, riapparire la struttura dell' epi- dermide.

Eicorderö fra queste sostanze: il Verde Giano, il Bleu Giano, il Rosso Giano, l'Indoina, la Tropaolin I, il Ponceau 2R, la Brillantcrocein 3BX, la Brillantcrocein 00, il Naphtahnsäureschwarz, il Wollschwarz, il Diami- nogenschwarz, il Rosso Congo, la Benzopurpurin, il Diaminviolett, il Dia- minrot 4 B, il Diaminechtrot, il Diaminbrillantblau G, l'Oxydiaminschwarz,

Eicerche sulla fine struttiu-a dell' epidermide uinana normale in rapporto ecc. 569

l'Azoviolett, il Brillantcongo R, la Deltapurpurin, l'Azoblau, il Diaminblau 2 R, il Dianilblau (marclie B, G, 2 R), il Verde Malachite, i violetti di rosa- nilina in gencre (quindi il metilvioletto, il cristalvioletto, l'etilvioletto, la Dahlia, i violetti acidi, ecc. ecc), le .fenilrosaniline (ossia l'azzurro di anilina solubile in acqua e in alcool, il bleu di metile, il wasserblau ecc. ecc), il Nachtblau, la Coerulein S, finalmente le tiazine, le osazine, le azine in genere, nonche il nero di anilina, la tintura di Alkanna.

2°) Vi sono sostanze che colorano elettivamente il lucido. Tra queste alcune hanno affinitä non solo elettiva nia esclusiva per modo che nessun'altra parte della cute rimane colorata. Vi appartengono FEhantina (Metilorange, Goldorange), il Ceratinorange, la Crisoidina, il Bruno di Vesuvina, 1' Orange G, il Ponceau 2 G, il Ponceau 3 R, la Cocci- nina, il Kristallponceau, la Neucoccin, lo Zinnoberscharlach, il Chromo- trop 2 R , il Victoriaviolett , la Croceinscharlach , TEchtscharlach , il Blauschwarz B, la Benzoazzurrina, il Benzoechtscharlach, la Naphta- zurina, 1' Alizarin S, Naphtolrot, il Verde di metile, la Fucsina acida, le ftaleine in genere (eosina, fluoresceina, crisolina ecc), le succineine in genere (specialmente la Rhodamin B), il bleu di fenilene, il Neutral- blau, il Toluilenblau, l'Alizarincyanin, FAhzarinbordeaux, FErika, il giallo Clayton, la Rosindulin. Fra tutti questi colori i piü importanti sono: Galleina 1) Lucido violette.

Azokarmin Lucido rosso.

Victoriaviolett Lucido violetto

Rhodamin B^) Lucido rosso ciliegio

Phenylenblau^) Lucido bleu violaceo

Indigocarminio*) Lucido azzurro

Azofuchsin Lucido rosso vivo

Chromotrop 2 R Lucido rosso vivo

Naphtylaminrot Lucido rosso roseo

Rosso Rutenio^) Lucido rosso roseo.

3°) Alcune sostanze coloranti mostrano la tendenza a dare una metacromasia piü o meno spiccata delF eleidina; ad es., il

1) In soluzione acquosa satvira di carbonato di litio.

2) La Rhodamin B e fra tutte le rodamine quella che meglio si presta alla coloraz. del lucido.

3) Si decolora con facilitä.

*) Si puö aumentarne l'intensitä colorante aggimigendo una traccia di acido acetico.

6) Si colora coUa soluzione diluitissima per 24 ore.

37*

570 Leonardo Martiuotti

Blaiischwarz B^) (clieratojalina bruna, eleidina rossiccia, str. spinoso azzuiTo), il Benzoechtscharlacli (giallo paglia), la Purpurina (gialla), la Galleina acquosa semplice (rossiccio), la Muresside (giaUo), la Nitroali- zarina (rosso), il ^^oletto ametista (violetto), il Palatinschwarz B (corneo azzuro. eleidina gialla), la Rosanilinbase acetonica (differenziando con acido picrico: violetta), la Resorufin (azzuiTo; rimanente bruno), il Saure- braun (giallastro, clieratojalina e corneo bruno); l'Echtneutralviolett (rosso).

Tali reazioni metacroniatiche sono perö oltremodo iuconstanti e variabili.

4°) Fra le sostanze che mostrano affinitä per lo strato lucido ve ne sono di quelle che sembrano avere una speciale predilezione per uno strato fatto di uno o al massimo due file di elementi che sono posti fra il cheratojalinico e la parte centrale del lucido, nonche per tre o quattro file di cellule che sono situate fra questa e il corneo propriamente detto.

Ho chiamato queste due zone strati limitanti del lucido e pre- cisamente il primo strato preeleidinico o eleidinogeno e il secondo posteleidinico o precheratinico o cheratinogeno.

Appartengono a questa categoria molte delle sostanze che hanno affinitä per il corneo (ad esempio Rosso Congo, Dianilblau, Croceiuschar- lach), 0 per il lucido (ad esempio, Ponceau, Crisoidina, Eosina, Pironina ecc.) e inoltre lo Tropecohn 000, l'Echtrot, il Ponceau 2 R, la Crocein 3BX, la Brillantcrocein, la Croceinscharlach, il Biebricher Patentschwarz 4NA' e BO, il Wollsch^Yarz, il Diaminogenschwarz, il Rosso Congo, la Benzo- azzurin, il Congocorinth G, il Brillantcongo R, il Diaminblau 2B, il Diaminreinblau , il Dianilblau (marche B, G, 2R), il Bleu di AHzarina, la Primulin, il Verde Malachite, le fenih'osanihne in genere (azzurri di anihna), le pironine, le ftaleine (sopratutto le eosine), le azine, (Rosso neutro, Violetto neutro, Fenosafranina, Tolusafranina, Girofle, Fuchsia, Indazina ecc. ecc).

Per lo studio di questi due strati che sono ancora assai poco noti servono precipuamente bene: le Eosine, l'Echtrot, la Monofenilrosanihna, l'Antracenchromschwarz, il Victoriablau B, l'Orseillextract ecc. Va notato a questo punto il fatto che quasi tutte le sostanze che sono reattivi impor- tanti del lucido, possono in determinate condizioni tingere solamente gli strati limitanti di esso: la Rhodamin B ad es., in soluzione acquosa colora tutto il lucido e i Hnitanti, in soluzione alcoohca, tinge solo questi

■■) Un accenno si ha anche col Brillantschwarz.

Ricerche sulla fine struttiira dell' epidermide umana normale in rapporto ecc, 571

Ultimi 1). Niimerose colorazioni combinate che veclremo, soiio special- mente adatte all' uopo.

5°) Esistono sostanze che tingono in raaniera molto in- tensa lo strato cheratojalinico, lasciano incoloro il lucido e tingono jDoi il cheratinogeno nella stessa maniera del gra- nulös o.

Tali sono il Diaminreinblau (azziirro) , il Diamin))lau 2B (bleu cupo), il Thiazinrot (rosso), il Trypanrot (rosso), l'Orseille extract alcoohco saturo (rosso), la Coccinina (rosso), il Wollschwarz specialmente in soluzione alcoohca (bruno), il Brillantschwarz (bleu bruniccio), il Naphtolschwarz (azzurro), l'Orseilhn BB, rAnthracenchromschwarz ecc.

Fra questo gruppo e il precedente e difficile stabiUre una cUfferenzia- zione netta: in linea generale i colori elettivi dei hmitanti del lucido sono prevalentemente acidi (prototipo eosina), quelli del cheratinogeno e deUa cheratojahna, prevalentemente basici e che per di piü hanno una certa affinitä per le fibrille epidermiehe e le fibre elastiche.

In realtä perö la cheratojahna puö esser tinta anche da colori pre- valentemente acidi e d'altra parte le sostanze del 5° gruppo molte volte tingono la sostanza eleidinogena, e quelh del 4° dal canto loro possono colorare anche la cheratojahna. I due gruppi quindi possono fondersi assieme. Questa relativa incostanza di risultati (che e poi molto spiccata nel gruppo 6°), e in rapporto col pezzo, coli' alcahnitä o la basicitä del fissativo, molte volte col diverso campione deha stessa sostanza colorante. Come ho giä detto poi i colori elettivi del lucido possono in taluni casi cUventare elettivi dei limitanti^).

6°) Vi e un piccolissimo gruppo di sostanze che ha la pro- prietä di dare reazioni metacromatiche spesso incostanti ma molto elegant! per cui la cheratojalina, l'eleidina e le sostanze eleidinogene e cheratinogeno sono differentemente colorate. Esse sono utiU per stuchare l'ulteriore evoluzione della cheratojahna. in eleidina, in cheratina; nella tabella seguente ho riunito le piü impor- tanti:

1) Con ciö si spieghino le apparenti contraddizioni per cui uno stesso colore risulta appartenere a diverse categorie e sembra avere affinitä quasi opposte.

2) Per non citare che un esempio, oltre la Rhodamin B che come ho detto, colora il lucido se in soluzione acquosa, i iimitanti se alcoohca, il Saureahzarinschwarz S. E. SU sezioni fatte al congelatore colora la cheratojahna in verde, l'eleidina in rossiccio, i Iimitanti in violetto; su quelle ottenute da pezzi inclusi la cheratojahna § rossiccia, l'eleidina violetta, i hmitanti azzurri.

572

Leonardo Martinotti

Sostanze coloranti	Cheratojalina Eleidina 1	Str. limitanti	Cheratina
Palatinchromblau	azzurro viola- ceo	rossiccio	azzurro	azzurro o inco- loro
Biebricber Patent-	brnno	azzurro chiaro	azurro cupo	rosso brunic-
schwarz AN				cio
Biebi-icher Patent-	azzurro cupo	azzurro brunic-	azurro	azzurro
schwarz BO		cio
Diamantschwarz	bruno	rossiccio	rosso bruno	bruno
Sanrealizarin-	verde	rossiccio	bleu violaceo	azzurro
schwarz B
Benzoechtscharlach	rosse ciliegia	giallo	aranciato	aranciato

Combinando in varie maniere le diverse sostanze coloranti, si otten- gono nietodi (che possono moltiplicarsi quasi all' infinito) i quali permet- tono di fare uno studio accurato dello strato lucido complessivamente e delle varie porzioni che lo costituiscono.

Per tale scopo, come ho detto, e necessario servirsi di sezioni hbere fatte al congelatore su pezzi fissati in formolo. L'inclusione puö tutt' al piü farsi in paraffina mediante il benzolo o il cloroformio. Non e possibile servirsi di sezioni appiccicate al vetro perche le affinitä di molte sostanze coloranti si perdono e d'altra parte le retrazioni che subisce la sezione impediscono un accurato studio della parte.

A. Metodi per lo studio del lucido complessivamente.

I. Metodo al Victoriaviolett o aU'Indioocarminio.

1. Colorazione dei nuclei in litiocarminio 3'— 5'.

2. Differenziamento in alcool cloridrico.

3. Acqua distillata.

4. Colorazione del lucido con soluzione acquosa di Victoriaviolett 1% per 3'— 5' oppure, con soluzione acquosa satura (1 : 60—70) di Indigocarminio 5'— 10'.

5. Lavaggio in acqua distiUata.

6. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

I nuclei sono rossi; il lucido e azzurro (indigocarminio) o violetto (Victoriaviolett); col Victoriaviolett la cheratojaÜna e tinta in azzurro cupo. IL Metodo alla Rhodamin B, o all'Azofuchsin ecc.

1. Colorazione dei nuclei con ematossilina ferrica 2'— 3'.

2. Differenziamento in alcool cloridrico, previo lavaggio in acqua.

3. Acqua di fönte.

Ricerche siüla fine struttura dell' epidermide iimana normale in rapporto ecc. 573

4. Colorazione del lucido con soluzione acquosa all' 1% di Rlioda- min B, (3'— 5'), oppure di Azofuchsin (5'— 10'), o di Neucoccin (5'-10') 0 di Naphtylaminrot (5'-10'), o di Chromo- trop 2' -K (5'-10').

5. Lavaggio in acqua.

6. AIcool assoliito — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

I nuclei sono tinti in violetto brunastro; il lucido e rosso ciliegia (Rodamin B) o rosso vivo (Azofuchsin, Chromotrop 2 E, Naphtylaminrot), o rosso (Neucoccin).

Metodi di questo genere se ne possono dare finche si vuole, basta pensare al numero non indifferente di sostanze che ho ricordato e che hanno affinitä per lo strato lucido.

Anche con alcuni dei metodi precedentemente dati per la studio delle fibrille e della cheratojahna si hanno ottime di- mostrazioni del lucido ; come pure coi prodotti di ossidazione che si ottengono trattando colori basici di aniüna con percloruro ferrico e resorcina, secondo le indicazioni di Weigert: da in tal caso ottimi risultati il Victoriablau B. III. Metodo al Palatinchromblau.

1. Soluzione di Palatinchrombrau in acqua distillatal%l— 24ore.

2. Acqua distillata.

3. Soluzione di Bicromato di potassio al 10% 1'— 2' (non di piü).

4. AIcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

I tessuti in genere sono azzurri: Feleidina e rosso aranciato, la cheratina bruna. Si colorano anche le fibre elastiche. II me- todo puö assurgere al significato di una reazione microchimica, in quantoche, non chiudendo i preparati in balsamo, ma osser- vandoli in sciroppo di levulosio, si vedono colorati quasi tutti i grassi della cute, dimostrando cosi l'analogia che corre fra l'elei- dina e i grassi. IV. Metodo alla Fenilendiamina.

1. Soluzione acquosa di Bicromato di K al 10%; 5'— 10'.

2. Breve lavaggio in acqua.

3. Soluzione acquosa satura di fresco preparata di cloridrato di fenilendiamina 3'— 5'.

4. Acqua distillata.

5. AIcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

L'eleidina e i prodotti eleidinici sono elettivamente colorati in aranciato cupo col derivato orto, in giallo bruno con quello meta, e in violetto grigiastro con quello para.

574 Leonardo Martinotti

V. Metodo al Solfoalizarinato sodico.

Una importaiite reazione si ha col Solfoalizariuato sodico. Questa sostanza si colora in rosso porpora cogli alcali e con il carbonato di litio poi da un precipitato di aspetto mucilaginoso dello stesso colore. Colorando prima con una soluzione acquosa all' 1*^0 di Solfoalizarinato sodico per 5'— 10', lavando brevemente in acqua, passando per qualclie minuto in soluzione acquosa satura di carbonato di litio, e dopo nn brevissimo lavaggio, in alcool, benzolo, balsamo si ha una ottima immagine dell' eleidina colorata in rosso niattone.

Ricorderö da ultimo ie seguenti reazioni. VI. Coerulein S; H2O; soluzione acquosa satura di carbonato di litio; HgO, alcool ecc.

Lucido brnno grigiastro. VII. Ematossihna ferrica; alcool cloridiico; H2O; Hessisch purpur alcooHca satura ; H2O ; alcool ecc. Lucido verdastro. VIII. Ematossilina ferrica ; tint. officinale di percloruro di ferro ; H2O, ecc. Lucido brunastro. IX. Violetto ametista; H2O; EHantina; H2O, ecc.

Lucido violetto. X. Ematossihna ferrica; alcool cloridr. ; HgO; Pararot, HgO, ecc.

Eleidina rossa. XL Verde diazina 0 indoina ; H2O ; Xeucoccin ; H2O ; alcool ecc.

Lucido rosso. XII. a nitroso — ß naftolo ; H2O ; nitrato di Cobalto. Lucido (e cheratojahna) giallo bruno intenso.

B. Metodi per lo studio delle varie porzioni del lucido.

Questi metodi risultano naturahiiente daUa coml3inazione dei colori elettivi del lucido con quelh elettivi dei limitanti: teoricamente si dovreb- bero potere fare mimerosissime combinazioni, in pratica esse si riducono di molto, 0 per incompatibihtä 0 per azione decolorante reciproca mo- strata dalle varie sostanze, per cui non si riesce spesse volte sia a fare le miscele adatte, sia a fare agire successivamente diversi colori. Esempi di tali inipossibilitä noi possiamo averü con: Victoriaviolett + Tiazinrot, oppure Trypamot, oppure Echtrot. Chromotrop 2R + Diaminblau 2B, oppure Diaminreinblau. Azokarmin + Diaminblau 2B, oppure Diaminreinblau.

ecc. ecc.

Ricerche suUa fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto ecc. 575

Per queste ragioni io mi limito a riferire i nietodi che mi hanno dato i migliori risultati.

I. Metodo Eosso d'Acridina — Cianina — Picrato NH4.

1. Colorazione con soluzione di Eosso di acridina in acqua distil- lata aU' 1% 5'.

2. Breve lavaggio in acqua.

3. Colorazione con soluzione di Cianina (Bleu di chinolina) all' 1% in alcool a 95°, 5'.

4. Acqua distillata.

5. Soluzione acquosa satura di picrato di ammonio 30"— 60".

6. Lavaggio in acqua.

7. Alcool assoluto (all' incirca finclie non si perdono piü nube- cole di colore).

8. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

Str., Eleidinico rosso, liinitanti azzurri. Le cellule eleidiniclie lianno il corpo cellulare rosso e le niembrane azzurre. I.''^ II metodo puö anclie eseguirsi cosi:

1. Acridinrot 5'.

2. Lavaggio in acqua.

3. Controcolorazione per 1'— 2' in Bleu di Chinolina 1% e Aura- niina alcoolica 1% ana.

4. Lavaggio in acqua.

5. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

La differenziazione perö allora e meno netta. IL Metodo Indazina — Echtrot.

1. Colorazione con soluzione acquosa di Indazina all' 1% per 5'— 10'.

2. Lavaggio in acqua.

3. Colorazione con soluzione Echtrot in alcool a 95%, all' 1%, 1'— 3'.

4. Lavaggio in acqua.

5. Alcool assoluto (differenziamento sotto controllo).

6. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

Lucido azzurro ; limitanti rossi. III. Metodo Ehodamin B — Viktoriablau.

1. Colorazione con soluzione acquosa di Ehodamin B 1% 5'— 10'.

2. Acqua distillata.

3. Color. con soluz. in alcool a 95 °di Victoriablau B 0 4E 1% 1'— 2'.

4. Acqua distillata.

5. Alcool assoluto — Benzolo — Balsamo.

Eleidina rossa; sostanze eleidinogena e cheratinogena azzurre.

576 Leonardo Martinotti

IV. Metodo Monofenilrosanilina — Rhodamin B,

1. Colorazione per 1'— 2' con soluzione satura (0,5—1,0%) in alcool a 95° di monofenilrosanilina (Schuchaedt).

2. Lavaggio in acqua.

3. Differenziamento in alcool cloridrico.

4. Lavaggio in acqua.

5. Colorazione per 2'— 5' con soluzione acquosa al 0,5—1% di Rhodamin B.

6. Lavaggio in acqua distillata.

7. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

Limitanti azzurro cupo; eleidinico rosso.

V. Metodo Eosina — Galleina.

1. Colorazione con soluzione acquosa di eosina (eosina w. lösl. ; metileosina, safrosina) 1%, 5'— 10'.

2. Breve lavaggio in acqua.

3. Controcolorazione con soluzione di Galleina all' 1% in acqua satura di carbonato di litio per 2'— 3' (controllare la decolo- razione che contemporaneamente awiene dell' eosina per effetto deir alcali).

4. Breve lavaggio in acqua.

5. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

Lueido violetto, limitanti rossi.

VL Metodo Victoriaviolett — Safrosina.

1. Colorazione con soluzione di Victoriaviolett all' 1% in acqua distillata per 5'.

2. Lavaggio in acqua. *

3. Controcolorazione con soluzione di Safrosina aU' 1% in alcool a 95° per 3'-5'.

4. Acqua distillata.

5. Alcool assoluto — Benzolo — Xilolo — Balsamo.

Strato eleidinico azzurro ; zone eleidinogena e cheratinogena rosso vivo.

Si puö far precedere la colorazione coUa safrosina. Quando questa e eccessiva si puö differenziare in una base (soluz. acquosa satura di picrato di NH4, di auramina in alcool di carbonato di litio, di alcool con 1% di NH3, ecc). AUa Safrosin puö sostituirsi la Methyleosin, 0, meno acconciamente, la Eosin w. 1. nelle sue varie marche.

Come colorante dei limitanti puö usarsi invece di un' eosina il Diamant- schwarz 0 meglio rOrseiUeextract, entrambi acquosi 1—2%.

Ricerche siüla fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto ecc. 577

Di tutti i metocli i migliori sono quelli al Victoriaviolett -Saf rosin; alla Ehodamin B— Victoriablau; alla Monoplienylrosaniliii - Ehodamin B, poi vengono i metodi all' eosina-Galleina, all' Indazina-Echtrot, all' Acridinrot-Cyanin. Qucsto ultimo da talora immagini elegantissirae ma e di uso un po' piii difficile. Ottimi a ancora sono i metodi all' Eosina- Aurantia-Indulina, e all' Eosina-Orange G-Anilinblau u. 1. che indicherö a proposito della funzione cheratinica, come metodi generali di orienta- mento.

Colorazioni nucleari con tutti questi metodi sono poco consigliabili: si puö volendo usare il litiocarminio, o il carmallume o l'ematossilina ferrica.

Accennerö da ultimo ai seguenti metodi molto meno importanti ma coi quali si possono talora avere risultati discreti. Essi si adoprano tutti facendo agire i vari colori successivamente, come nei mm. ante- cedenti.

VIL Coerulein S, H2O. — Tannin- Orange — Cheratojalina, strati eleidinogeno e clieratinogeno bruno verdastro.

VIII. Ematossilina ferrica; alcool cloridrico; Violetto ametista; H2O; Echtrot alcoolico —Cheratojalina rosso vio- letta, limitanti rossi, eleidina violetta, nuclei bleu violetti.

IX. Hessischpurpur alcoolica sat. ; H2O; Chrysolin alcoolica sat. ; H2O — Limitanti rosso aranciato.

X. Brillantalizarinblau G. alcoolico 3—6 orc; H2O ; Xeu- coccin acquosa; H2O; — Limitanti violetti; eleidina rossa.

XL Coerulein S; H^O; Tartrazin; HgO —limitanti neri, eleidinico giallo.

XII. Prodotto di ossidazione deUa Mauvein ottenuto portandone la soluzioue acquosa (1%) all' ebullizione con vanadato di XH4 (0,5%); HgO; Eliantina acquosa (oppure Dinitronaftolo alco- oUco); H2O. — Limitanti violetti.

XIIL Azofuchsin opp. Xeucoccin, 0 Xaphtylaminrot, acquosa, H2O ; A n t r a c e n c h r 0 m s c h w a r z ; H2O ; — Eleidina rossa ; cherato- jalina e limitanti azzurri; se in luogo delF Anthracenchrom- schwarz si usano il Dianilblau 2R opp. il Diaminreinblau , si hanno all' incirca gli stessi risultati ; per di piü si colorano molti elementi del corneo.

578 Leonardo Martinotti

Coi procedimenti indicati si puö seguire la evoliizione a cui la cellula epiteliale va incontro in corrispondenza del lucido; ad essi bisogna perö aggiungere anche il sussidio portato dai metodi precedentemente descritti per le fibrille, la clieratojalina, le membrane cellulari e via dicendo.

Se si esaminano preparati colorati con quelle sostanze che tingono elettivamente la cheratojalina e lo strato cheratinogeno , si trova che giunti al limite piü esterno del granulöse . si interrompe la colorazione degli strati cellurari che riappaiono poi dopo aver lasciata una piccola zona incolora. Si ha l'impressione di una brusca sospensione della funzione normale cheratinica. Coi colori che dänno le metacromasie ricordate, si vede invece che ad un tratto le cellule cheratojaliniche cambiano fisiono- mia; si trasformano in masse aniorfe allungate dove piü nulla e rilevabile della struttura della cellula epidermica. Si passa cosi rapidamente dalla zona cheratojalinica a quella assai stretta eleidinogena, a quella piü ampia eleidinica, da questa con zone di transizione assai piü manifeste allo Strato cheratinogeno e infine a quello cheratinico vero e proprio.

Ma se adopriamo i metodi or ora estesamente descritti possiamo Studiare le trasformazioni a cui vanno incontro il nucleo, la membrana cellulare, il contenuto citoplasmatico.

Quanto al nucleo, se esso ha preso parte alla costituzione della cherato- jalina naturalmente non e piü rilevabile.

Se esso e rimasto piü o meno integro per tutto o per parte del tempo in cui si e avuta la produzione cheratojahnica stessa, allora subisce delle trasformazioni regressive le quali o si verificano giä in parte nelle porzioni piü alte del granuloso e si compiono poi a livello dello strato eleidinogeno, oppure si efettuano in maniera molto brusca in corrispondenza di que- st' ultimo.

Esse sono sopratutto ben visibili su preparati colorati con azzurro di indamina. Per lo piü il nucleo diventa piü voluminoso, il contenuto perde a poco a poco la sua sostanza cromatica e si riduce cosi ad un vacuolo rotondo od ovale, vuoto. Altre volte si raggrinza, si trasforma in un corpiciattolo di forma irregolarmente stellata, contenuto in una areola chiara che mantiene la sua forma regolarmente rotonda. Altre volte ancora si fa picnotico, oppure lascia fuoriuscire il suo contenuto per una specie di deiscenza, e la membrana in seguito si arrotola su se stessa.

In qualunque maniera si verifichi il disfacimento nucleare, gii ultimi suoi avanzi subiscono la stessa sorte dei granuli di cheratojalina, che ve- dremo ha poco.

Per riguardo a quest' ultima si puö seguire bene le trasformazioni da essa subite specialmente su preparati colorati con Tanninehotropo —

Ricerche sulla fine struttiira dell' epidermide umana normale in rapporto ecc. 579

ac. picrico oppure con litiocarminio, Indazina, aciclo picrico; indamina e rosso d'acridinai).

Si vede allora che i granuli di cheratojalina si fondono, formano am- massi di niole sempre maggiore e confluiscono a formare la massa endo- cellulare eleidinica; oppure essa si condensa in blocchi di vario volume che si attaccano alla membrana del nucleo vacuohzzato ; si forma cosi un anello grande che all' interne e ablastanza regolarmente circolare all' esterno mostra blocchi o granulazioni di cheratojalina il cui voliime va degradando verso la periferia.

Col metodo al litiocarminio — indazina — ac. picrico si puö vedere che quando la cellula dellp strato granuloso e piena zeppa di cheratojalina, improvvisamente il nucleo, che dapprima si colorava col litiocarminio, si fa picnotico e assume l'indazina e contemporaneamente il corpo cellulare si colora intensamente e diffusamente colla medesima sostanza, per l'av- venuta fusione clelle goccie cheratojaliniche, e l'elemento cosl trasformato va a costituire la cellula eleidinogena.

Colorando con indamina e poi con rosso d'acridina, col quäle metodo si ha una colorazione rossa dello strato eleidinico, si vede come lo strato eleidinogeno sia costituito di elementi provveduti di membrana, in cui il nucleo, che ha assunto un aspetto globoso omogeneo, non si colora piü con l'indazina ma col rosso di acridina, che in tale metodo costituisce il reattivo dell' eleidina. Quindi lo strato eleidinogeno e a questo punto caratterizzato dalla colÜquazione sia della cheratojalina sia della croma- tina nucleare, la quäle per di piü si e modificata ed ha cambiato affinitä colorante; le sue cellule sono ancora nucleate ma i nuclei noil si colorano coi soliti colori basici della cromatina, bensi coi reattivi propri dell' eleidina, ossia hanno subito la trasformazione eleidinica al pari della cheratojahna.

In un secondo tempo questa eleidina nucleare si fonde colla eleidina del Protoplasma (in massima parte di origine cheratojalinica), forse per un fenomeno di osmosi o forse anche per la rottura di qualche involucro, e allora si verifica un mutamento improvviso nelF affinitä colorante, che si potrebbe paragonare a un fenomeno di saturazione. Le gradazioni di questo passaggio non sempre si possono afferrare ; esse sono rappresentate da scarsi elementi che hanno assunto una forma allungata, lanceolata, anfofUi, ma che si colorano di preferenza colle tinte acide (eosina). In esse si distingue (ma non sempre) uno spazio chiaro corrispondente al nucleo.

1) Bleu di indamina acquoso all' 1%, 1' — 2'; acqua distillata; rosso d'acridina acquoso 1%, 2' — 5'; acqua distillata; alcool assoluto, benzolo, balsamo; l'eleidina § rosso vivo, cosi pure i nuclei in via di evoluzione eleidinica. I nuclei comuni sono azzurri.

580 Leonardo Martinotti

Subito al disopra si passa in uno altro strato assai piü ampio, che corrisponde alla porzione mediana del lucido, allo strato eleidinico vero.

In questo notiamo degli elementi allungati nel senso della superficie della cute, coi contorni piuttosto irregolari, addossati e compressi gii uni contro gli altri, che negli avvallamenti corrispondenti agli zaffi interpapillari mostrano figure piü tozze, irregolarmente poligonali a margini rientranti. Queste celhile appaiono regolarmente costituite da due porzioni: una centrale che forma la massa principale di aspetto omogeneo, che si colora bene col victoriaviolett, coli' indazina, coli' acridinrot ed e circondata da un' altra zona che ha maggiore affinitä coli' auramina, col picrato di NH4, come pure colla cianina, colla eosina e via dicendo.

La prima zona corrisponde al corpo cellulare, la seconda ad un vero e proprio involucro membranoso; a quello stesso che abbiamo veduto formarsi stabihnente nel cheratojalinico, e che sarä poi evidentissimo nel corneo.

Questa membrana si colora in aranciato col metodo al rosso di acridina + eritrosina + cianina; in azzurro con quello al rosso d'acriclina + cia- nina; si tinge in rosso con una soluzione alcoolica di Ehodamin B e assume in genere tutti i reattivi che tingono la membrana nel granulöse (porpora di Hessisch ecc).

In questo strato molto raramente e possibile riscontrarvi un' areola chiara che corrisponde al nucleo; quando esiste compare piü facihnente neUe cellule che si trovano in corrispondenza delle infossature dei solchi interpapillari.

Da tutto questo complesso si riceve l'impressione che si tratti di elementi fortemente compressi l'uno contro l'altro ; e dove la compressione e minore si scorge l'area chiara centrale corrispondente aUa zona giä occu- pata dal nucleo. Si puö ammettere che siano cellule in particolare condi- zione chimica (stato coUoidale?); si deve peraltro ritenere accertato che si. tratta di elementi in cui tutti i componenti citoplasmatici si dono fusi in una massa amorfa e semiliquida che occupa per intero il corpo cellulare.

Passata la parte centrale de! lucido, cioe lo strato eleidinico vero, si giunge ad un' altra zona di transizione che presenta gli stessi caratteri microchimici di quella postafra lo strato cheratojalinico e quello eleidinico, e in cui le cellule subiscono quasi un processo inverso. Si tratta degli stessi elementi che si colorano coli' eosina 0 colla cianina, di cellule dap- prima allungate che perö a poco a poco si ingrossano, diventano poligonali, losangiche, romboidali. Si direbbe che, cessata l'azione che le teneva cosi compresse si rigonfino e riprendano la loro forma primitiva. Ricompare l'areola chiara centrale, mentre il corpo ceUulare perde a poco a poco la

Ricerche suUa fine struttura delP epidermide umana normale in rapporto ecc. 581

sua affinitä verso le tinte prevalentemente acide per assiimerne altre che caratterizzano la cellula cheratinica.

Si tratta anche qui di una zona di passaggio perfettamente analoga e si piiö dire inversa a quella esistente tra il granuloso e l'eleidinico, colla sola differenza che invece di essere strettissima e piü larga e va decrescendo verso la zona cheratinica; difatti al posto di una o due file di elementi si puö in certi punti vederne anche sette od otto.

Nel passaggio tra lo strato cheratojalinico e quello eleidinico noi abbiamo una cellula vivente che rapidamente si trasforma in una massa amorfa, forse in istato colloidale che puö dal punto di vista funzionale considerarsi come una trasformazione in Mo delF elemento cherato- jalinico in una zolla amorfa eleidinica, nella stessa guisa di un elemento glandolare olocrino. Da questo abbiamo in maniera piü lenta il ritorno deir elemento colloidale amorfo in cellula cheratinogena, con un' area chiara centrale in cui non e possibile coi metodi usuali dimostrare il nucleo. Non si puö escludere che con nuovi metodi un giorno possano mettersi in evidenza dei residui di esso; non e possibile invece che si riesca a dimo- strare un nucleo completo, perche come abbiamo visto, esso si fonde coi grani di cheratojahna e va a far parte deU' eleidina. Perö contro l'ipotesi che tale area sia vuota e non piuttosto piena di una sostanza acromatica fondamentale sta il reperto che si osserva nel corneo di spazi veramente vuoti e rifrangenti che corrispondono agli antichi nuclei.

La persistenza di fibrille in questa zona costituisce un fatto raro e variabile specialmente coi tipo di cheratinizzazione: in linea generale si deve ritenere che quando nell' elemento eleidinico si puö con reattivi adatti dimostrare l'eleidina, non si possono vedere le fibrille; invece con altri reattivi e precisamente con quelli che servono a mettere in evidenza sia i filamenti, sia la membrana (porpora di Hessisch ad es.) si possono spessissimo osservare fibrille in maggiore o minore quantitä. Ho giä detto come in certi preparati di pelle di polpastrello di dita della mano vicino all'unghia si possano vedere cellule che attraversano coi loro apparato fibrillare intatto tutto il lucido e passano tali e quali al cheratinico. Si tratta di elementi che hanno subito una evoluzione cheratinica precoce senza il passaggio attraverso lo stato eleidinico, o si sono precocemente liberati dalF eleidina che contenevano.

Altre volte attraverso al lucido passano elementi non gia pro vveduti di fi- brille, ma che hanno subito quella forma speciale di cheratinizzazione che ve- dremo in seguito effettuarsi e che ho denominato parenchimatosa e vedremo allora come tale cheratinizzazione si produca direttamente dalle cellule cheratojaliniche, come un fenomeno perfettamente analogo al precedente.

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Se si considera che lo strato eleidinogeno e quello cheratinogeno assumono quelle sostanze coloranti che nello strato eleidinico (eosina, cianma) ed anche altrove (porpora di Hessisch) tingono l'involucro, si potrebbe sospettare che fosse appunto questo che iiei due strati viene colorato e dedurre che gh strati stessi siano ne piü ne meno che una par- venza. Ma tale ipotesi non si puö accoghere perche noii e ammissibile che coi metodi di dimostrazione tanto del contenuto delle cellule che della membrana, non si possa almeno in qualche elemento sezionato a niezzo mettere in evidenza il primo; e poi ciö potrebbe tutt' al piii prendersi in considerazione per l'eleidinogeno, fatto di due o tre file di clementi, raa non mai per il cheratinogeno assai piü ampio e piü costantemente rilevabile.

Si deve invece a parer mio ritenere che rappresentino zone di transi- zione e rispettivamente di produzione (eleidinogeno) e di trasformazione e di ehminazione (cheratinogeno) della eleidina che si e accumulata in seno al corpo cellulare.

La quantitä delF eleidina varia, come e naturale, col variare delle regioni; non bisogna perö credere che si possa giungere ad una mancanza assoluta come a tutta prima potrebbe sembrare. lo debbo qui ripetere quanto ho detto a proposito della cheratojahna: e rarissima (di gran lunga ancor piü rara di quest' ultima) la mancanza completa di eleidina; puö osservarsi ma in ogni modo tale mancanza e hmitata a zone molto strette. Air opposto e veramente degna di nota la grande frequenza e regolaritä colla quäle essa appare ovunque.

Nella massima parte dell' anibito cutaneo si manifesta in forma di una strettissima zona, per lo piü fatta di una sola o di due linee di elementi in cui si vede nettissima la membrana cellulare, e molte volte si puö vedere ancora la traccia di un nucleo (paraeleidosi normale i)). Spessissimo perö si vede quest' ultimo farsi piccolo, atrofico, rotondo come una sfera, e im- prowisamente assumere i reattivi dell' eleidina, subire cioe l'involuzione descritta.

L'eleidinogeno e il cheratinogeno sono sempre rilevabiü con difficoltä.

E' possibile talora vedere il lucido fatto di una o due file di elementi: non in immediato contatto col cheratojalinico, ma distanziato mediante un ordine o due di cellule che perö non dänno le reazioni dell' eleidinogeno, ma sono vuote. E' rarissimo poi vedere una zona cheratinogena.

Nelle pseudomucose e nelle mucose la funzione eleidinica manca od e scarsissima.

Un particolare modo di formazione del lucido si osserva quasi costante-

') Vedi piü avaiiti.

Ricerche suUa fine struttura dell' epidennide umana normale in rapporto ecc. 583

mente in vicinanza dell' ungliia , particolarmente in corrispondenza del- Fiponichio e nelle parti limitrofe. Le cellule del Malpighiano dopo aver prodotto 0 meno della cheratojalina in debole quantitä subiscono la evo- luzione eleidinica solita ma colla differenza che conservano il loro niicleo piü 0 meno intatto o picnotico, o schiacciato e allungato a biscotto, o vacuolare.

Questi nuclei scompaiono poi nel formarsi della cheratina; essi sono fortemente basofili e si dimostrano coi comnni colori basici: si colorano particolarmente bene col Phenylenblau, coli' Indidinscharlach, od anche col Neutralviolett, colle Pironine, ecc.

Volendo differenziarli dagli altri nuclei si puö adoprare il metodo seguente :

1) Indulinscharlacli 1%, 5' -10'; 2) HgO; 3) Indaminblau 1 %, 2' -3' (meno bene indazina); 4) H2O; 5) Alcool assoluto, benzolo, ecc. I nuclei normali sono azzurri, quelli del lucido rossi.

lo chiamo questo fenomeno paraeleidosi normale. A proposito dello studio dell' unghia e del pelo vedremo come in questi due organi la produzione dell' eleidina si effettui sempre con fatti che per quanto siano di natura tutta particolare, tuttavia debbono considerarsi come veri e propri fenomeni di paraeleidosi.

*

Non mi tratterrö a far rilevare l'importanza di questi reperti che con- tribuiscono almeno in parte a spiegare il fenomeno assai complesso della eleidinizzazione della cute umana, e non discuterö quindi le deduzioni che dal confronto dei miei risultati con quelli degli altri autori possono farsi.

Mi sia lecito perö fermare l'attenzione sulla descrizione che dell' elei- dina stessa danno alcuni autori.

CiLiANO descrive l'eleidina in forma di gocce, di lacune, di listereile, che dänno complessivamente l'impressione che si tratti di una massa fluida. All' interno delle gocce possono talora vedersi dei vacuoli rotondi, nettamente delimitati. Questi vacuoh sono evidentemente l'avanzo dei nuclei.

Su sezioni di pezzi fissati in alcool e non inclusi, colorate con soluzione acquosa di nigrosina, egli vide l'eleidina occupare specialmente lo strato basale, e in taluni punti disporsi secondo due strisce parallele tra loro e seguenti le ondulazioni della cute. Attribui questo fatto a un ripiegamento del pezzo nel sezionarlo. [E' probabile invece che le strisce parallele corri- spondano invece ai due strati eleidinogeno e cheratinogeno.]

WiLE proseguendo e completando le ricerche di Ciliano, studio il modo di comportarsi dell' eleidina di fronte alle varie sostanze colorauti,

Archiv f. Zellforschung. Xm. 38

584 Leonardo Martinotti

le differenze tintoriali tra l'eleidina e il corneo basale, la distribuzione dell' eleidina.

Nella tavola riferita a pag. 249 dettagliatamente riporta i risultati ottenuti, che sono cosi riassunti nelle conclusioni:

1°) Mediante determinati metodi di colorazione puö essere messa in evidenza nel corneo superbasale una sostanza identica per eonsistenza e affinitä coloranti all' eleidina.

2°) I migliori mezzi di colorazione dell' eleidina e della sostanza ana- loga del corneo superbasale sono gli azoderivati: Rosso Congo, Resorcin- blau, Benzoscharlacli puro, HalbwoUcyanin, Diamingrün, Nigrosin, Alkali- blau, Wasserblau, Pikrokarmin. Un' aggiunta di acido picrico, rende le colorazioni piü intensive.

3°) Da ultimo termina facendo rilevare che lo strato basale non si tinge completamente coi colori dell' eleidina.

Credo inutile l'osservare che l'autore ha veduto esattamente come stanno le cose, ma le ha interpretate, a parer mio, non giustamente : coi reattivi che egli ha adoprati e su sezioni di pezzi fissati in alcool egli non ha colorato lo strato eleidinico vero (o parte centrale del lucido o strato basale propriaraente detto di Unna) quello cioe che contiene la eleidina caratteristica, ma gli strati limitanti di esso, cioe l'eleidinogeno o il chera- tinogeno, e con maggiore probabilitä quest' ultimo (corrispondente al superbasale di Unna) assai piü rilevante e piü facile a riscontrare.

WiLE vide che le cellule dello strato superbasale di Unna racchiudono attorno alle cavitä nucleari delle forme anulari che sono identiche al- r eleidina diffusa dello strato basale, anzi tendono a colorarsi alquanto piü intensamente di quest' ultima. Egli quindi concluse che l'eleidina deUe strato superbasale fosse circondata da un mantello di sostanza che ha af- finitä coloranti opposte a quelle dell' eleidina stessa. Questa descrizione perö, poco chiara non lascia comprendere che cosa reahnente egli abbia veduto.

Da questo lavoro di Wile parrebbe dimostrato che, all' infuori di poche eccezioni, i colori basici tingono lo strato basale e non l'eleidina, mentre quelli acidi (azoderivati) colorano in massima parte l'eleidina, e quasi nessuno il corneo basale, ossia l'eleidina si comporta come una base, il corneo basale come un acido.

Prendendo le mosse da questo lavoro, nonche da quelli di Unna e GoLODETZ, Gavazzeni csegui dapprima delle ricerche sulla tricojahna, poi sull' eleidina. Confermö le differenze notevoli che esistono fra l'eleidina e il corneo basale, e concluse che gli involucri delle cellule del corneo basale hanno reazione acida, mentre l'eleidina albuminosa in essi contenuta ha reazione basica.

Eicerche sulla fine struttiira dell' epidermide imiana normale in rapporto ecc. 585

Queste brevi osservazioni ho voluto fare col solo scopo di far rilevare come si sia molte volte confusa releidina vora della parte centrale del lucido colle sostanze eleidinogena e clieratinogena.

Terminerö ricordando che anche il Buzzr, che pure ha fatto studi note- voli suir argomento, commette necessariamente lo stesso errore quando per la dimostrazione dell' eleidina racconianda l'estratto di Orseille, il Eosso Congo, la Nigrosina, -la tint. d' Alkanna.

Per concludere credo di poter cosi riassumere brevemente i reperti da me ottenuti.

Dove e piü sviluppato lo strato lucido comprende tre sottostrati:

1) Uno inferiore in rapporto diretto col granuloso, fatto di pochissinii elementi che io chiamo strato preeleidinico o eleidinogeno, corri- spondente allo strato intermedio di Kanviee, a quello infrabasale di Unna.

In esso awengono particolari e brusche modificazioni del nucleo e della cheratojalina: il prirao puö farsi vacuolare o picnotico, o raggrinzarsi in un corpiciattolo di forma stellata ; la cheratojalina si condensa in blocchi, oppure si addossa alla menibrana nucleare formando assieme un anello piü o meno voluminoso, oppure riempie in forma di minuti granuli il corpo cellulare. Ad un tratto, in maniera molto brusca, la cheratojalina si fonde in una massa d'apparenza fhiida che riempie il corpo cellulare e altrettanto puö fare il nucleo per conto suo, se naturahnente non ha in antecedenza preso parte alla produzione di cheratojahna. A un tratto il nucleo, d'aspetto omo- geneo, perde bruscamente la sua cromotafiha normale, e, con metodi adatti, (ad esempio bleu di indamina e rosso d'acridina od altri) lo si puö differenziare anche dal punto di vista eromatico dai nuclei delle cellule granulöse, inquanto che assume i colori del lucido, cioe subisce una tras- formazione eleidinica.

In un secondo tempo la sostanza nucleare cosi modificata e quella protoplasmatica si fondono repentinamente (probabihnente per fenomeni di osmosi o per la rottura dell' involucro nucleare), e allora per un fatto verosimihnente di saturazione, la massa risultante muta d'affinitä colo- rante e assume di preferenza i colori acidi.

2) Uno Strato mediano, strato eleidinico propr. detto, che corrisponde al basale di Unna. In questo, piü ampio del precedente, gli elementi allungati, lanceolati, fusiformi sono costituiti da un contenuto protoplasmatico prevalentemente basofilo e da un involucro in massima anfofilo. Un' areola chiara corrispondente all' antica sede nucleare, puö trovarsi tutt' al piü nelle infossature dei solchi interpapillari. Sono cellule in cui tutti gli elementi nucleari e protoplasmatici si sono fusi in una massa

38*

586 Martinotti Leonardo

amorfa e semiliquida, forse in istato colloidale racchiusa entro la mem- brana; cellule compresse le ime contro le altre che, dove la compressione e minore, si dilatano lasciando vedere l'area chiara centrale.

3) Uno Strato superiore in diretto rapporto col corneo, che ho deno- niinato strato precheratinico o cheratinogeno, equivalente allo Strato inferiore dell' epidermide Cornea di Oehl, a queUo superbasale di Unna; nel quäle si verifica il processo inverso di quanto si e osservato nell' eleidinogeno : ricompare quasi costantemente l'areola centrale, le affinitä coloranti del protoplasma sono le stesse delP eleidinogeno, gli elementi si fanno piü rigonfi e con passaggio lento e graduale si trasfor- mano in cellule cheratiniche. Questo strato e sempre piü ampio del- r eleidinogeno.

La persistenza o meno di fibrille in questo strato costituisce un fatto variabile: frequentemente si nota, e sopratutto all' apice delle dita in vicinanza dell' unghia, che elementi del corpo malpighiano, privi di fibrille passano tali e quali attraverso al lucido senza subire l'evoluzione eleidinica, ed altrettanto puö accadere di cellule che precocemente hanno subito la cheratinizzazione parenchimatosa.

II lucido nel suo complesso varia in riguardo allo spessore a seconda delle sedi ma non manca quasi mai completamente. Non sempre invece si riesce a fare la distinzione nei tre sottostrati sopra descritti.

Accade alcune volte di poter constatare che le cellule eleidiniche hanno conservato il loro nucleo per quanto picnotico o in qualsiasi maniera, degenere. Si osserva ciö specialmente nella corneificazione dell' unghia e neUe regioni Umitrofe. Ho chiamato tale fenomeno paraeleidosi normale.

Bebon, Studien über die Hornschicht der menschlichen Oberhaut; spez. über die Be- deutung des Stratum lucidum. Kiel 1887. Björkenheim, Anat. Anzeiger 1906. XXVIII. S. 445. Branca, 1. c.i) Buzzi, Monatsh. f. prakt. Dermat. 1889. VII. S. 761; VIII, S. 149.

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Dreysel u. Oppler, Archiv f. Dermat. u. Syphilis, 1895. XXX, S. 63.

Ehrmann u. Fick, 1. c.

Frickenhaus, Monatsh. f. prakt. Dermat. 1896. XXIII, S. 57.

Gavazzeni, Monatsh. f. prakt. Dermat. 1909. XLIX, S. 56.

1) I U. CO. Si riferiscono ailavori citati neUe bibliografie delle antecedenti memorie.

Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide umana normale in rapporto. ecc. 587

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Weidenreich, 1. c.

WiLE, Monatsh. f. prakt. Dermat. 1909. XLVIII, S. 245.

Spiegazione della tavola.

Lastra autocrom. Lumiere da un preparato colorato con Victoriaviolett — -Safrosin; al di sopra del graniüoso si vedono i due limitanti in rosso e l'eleidinico in azzurro.

La figura qui sottostante si riferisce alla seconda nota, neUa quäle e an- nessa anche la spiegazione.

b

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris.

Von

Brimo Geinitz.

(Aus dem Zoologischen Institut Würzburg.)

Mit Tafel XXXYIIl— XL und einer Textfigur.

Einleitung.

Die außerordentlich umfangreiche cytologische Literatur über Ascaris megalocephala ist noch ständig im Wachsen begriffen. Einerseits bieten trotz der zaMreichen, zum Teil ausgezeichneten Untersuchungen die normalen Vorgänge vor allem der Geschlechtszellenreifuug noch immer eine Eeihe ungelöster Probleme, andererseits besitzt dieses merkwürdige Objekt neben all seinen sonstigen Vorzügen auch die interessante Eigen- schaft, relativ häufig in größerem oder geringerem Grade Abnormitäten zu bilden. Neben den Beobachtungen über die Wirkungsweise experimen- teller Eingriffe (Kältebehandlung, Sala, Centrifugieren, Boveri, Hogue, Radiumbestrahlung, P. Hertwig, Payne) hat gerade das Studium spon- taner Abweichungen vom normalen Geschehen eine große Eeihe interes- santer Tatsachen zu Tage gefördert und zu wichtigen Folgerungen geführt. Ich erinnere nur an die zuerst von Boveri (1887/88) und später noch wiederholt (Boring 1910, Kautzsch 1913) beschriebenen Fälle abnormer Richtuugskörperbildung, an die Rieseneier (zur Strassen 1898, 1906) und an die mehrfachen Angaben über «Heterochromosomen«.

In der vorliegenden Arbeit möchte ich nun ebenfalls über einige Abweichungen berichten, die ich bei der Eireifung von Ascaris megalo- cephala verfolgt habe. Die Arbeit zerfällt in zwei Teile. Der erste Teil beschäftigt sich mit abnormen Chromosomen der Reifungsteilungen, die hier nicht als Tetraden, sondern als Dyaden auftreten. Der zweite Teil bringt einen Beitrag zur Frage der Geschlechtschromosomen.

Die Anregung zu diesen Untersuchungen verdanke ich Herrn Ge- heimrat Boveri. Für das ständige Interesse und die vielen Ratschläge und Hinweise, mit denen er meine iVrbeit geleitet und gefördert hat, möchte ich auch an dieser Stelle meinem hochverehrten Lehrer meinen herzlichsten Dank sagen.

über Abweichmigen bei der Eireifung von Ascaris. 589

I. Teil. Abnorme Cliromosomeu in deu Reifuugsteilmigeu einer Ascaris megalocephala bivalens (Dyaden).

Material und Methode.

Das Material, von dem in diesem Teil der Arbeit die Eede sein soll, stammt aus den Eiröhren einer Ascaris megaloeepJiala hivalens, die Herr Geheimrat Boveri vor einigen Jahren fixiert hatte und mir freundlichst zur Verfügung stellte. Die Eiröhren waren in einer schwachen Alkohol- eisessig-Mischung fixiert (95 Teile 70%iger Alk. + 5 Teile Eisessig). Die Untersuchung wurde zum größeren Teil an ganzen Eiern, die mit Grenachers Boraxkarmin gefärbt waren, vorgenommen, zum andern Teil an Schnittserien von 10—20 jti Dicke, nach Färbung mit Heidenhayns Eisenhämatoxyhn. Die erstere Methode verdient in diesem Falle un- streitig den Vorzug, da man hier stets sämtliche Chromatinelemente zu- gleich vor sich hat, und außerdem die Eier von allen Seiten beobachten kann. Denn durch vorsichtiges Verschieben des Deckglases bei nicht ganz festem Balsam kann man selbst unter starker Vergrößerung die Eier leicht in jede beliebige Lage di'ehen, wie dies ja schon vielfach geübt worden ist. Auch an ganz alten Präparaten kann man durch geringen Xylolzusatz an den Band des Deckglases den festen Balsam in kurzer Zeit auf den gewünschten Grad der Zähflüssigkeit bringen.

Einleitung und Literatur.

In der Prophase der ersten Keifungsteilung erscheinen bei Ascaris megaloeepJiala hivalens die zwei allbekannten Tetraden, jede aus vier kurzen dicken, meist etwa gleichlangen Stäbchen bestehend. Von sämt- lichen Oocyten des untersuchten Wurmes zeigte indessen keine einzige dieses gewohnte typische Verhalten, sondern hier traten stets nur zwei- teilige Elemente auf. Ich werde sie der Kürze halber als »Dyaden« be- zeichnen, ohne damit zunächst über ihre Wertigkeit etwas aussagen zu wollen. Diese interessante Abnormität ist bisher aus der Oogenese noch nicht beschrieben worden.

In der Ascms-Literatur fand ich nur eine einzige Angabe über eine ähnliche Erscheinung, und zwar in einer Arbeit von Tretjakoff (1905 b) über die Spermatogenese von Ase. meg. Tretjakoff fand, daß in einigen Spermatocyten keine Tetraden gebildet wurden, sondern das Chromatin war hier auf eine Anzahl verschieden großer Körner verteilt, von denen die größten eine Längsspaltung aufwiesen. Meist verschmelzen diese Körner mehr und mehr und bildeten schließlich vier einmal längs ge-

590 Bruno Geinitz

spaltene Fäden. Deren Spaltliälften werden in der ersten Teilung getrennt. Beini Auseinanderweichen verschmelzen die einzelnen Teile, zerfallen dann aber in den Spermatocyten II wieder, erst in größere Stücke, schüeßhch in feine Körner. Diese sollen dann wiederum verschmelzen und sich zu paarigen Parallelfäden anordnen, die in der zweiten Teilung geteilt werden, wemi sich auch hier kerne so regelmäßigen Bilder ergaben wie bei der ersten Teilung. Die Spermatiden zeigen unregelmäßige Kernumrisse, und Tretjakoff fand Spermatozoen mit ähnlichen Kernen auch im Uterus eines Weibchens und glaubt, daß auch die von solchen Spermatozoen befruchteten Eier sich normal entwickelten.

Beschreibung. Erste Reifungsteilung.

Schon in den Keimbläschen der noch unbefruchteten Oocyten sind zuweilen außer dem Nucleolus vier zweiteilige Elemente erkennbar (Taf. XXXVIII Fig. 1). Deutliche Bilder aber geben erst die Stadien vor und während der ersten Reifungsteilung.

In die erste Richtungsspindel treten in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle vier Dyaden em, Chromatinelemente, die aus zwei gleich langen, gleich dicken, durch einen weiten Zwischenraum getrennten, aber häufig durch achromatische Fäden verbundenen Teilen bestehen (Taf. XXXVIII Fig. 2—4, 7, 8). Ganz ohne Ausnahme zeigen diese vier Elemente einen sehr auffallenden Größenunterschied, indem stets zwei größere und zwei kleinere Dyaden vorhanden sind. Diese Differenz kann so erheblich sein, daß eme große Dyade etwa die doppelte Länge einer kleinen erreicht (Fig. 7, 8). Meist dürfte indessen ein Längenverhältnis von etwa 3 : 2 bestehen (Fig. 2—4). In der Dicke treten keine konstanten oder un- gewöhnlichen Unterschiede auf. Die beiden großen und die beiden kleinen Dyaden zeigen unter sich meist nur geringe Größenunterschiede, sind aber doch fast nie gleich lang. Die beiden kleinen smd außerdem häufig recht verschieden gebaut (Fig. 7, 8). Die eine besteht aus zwei geraden paral- lelen Stäbchen, die meist etwas dicker und etwas feinkörniger smd als die übrigen ; die Elemente der andern klemen Dyade verlaufen meist mehr oder weniger gekiiinmit und smd in ihrem mittleren Teil normal gebaut, enden aber an einer oder an beiden Seiten in einen dickeren homogen erscheinenden Chromatinknopf. Oft sind solche Unterschiede aber auch nicht vorhanden oder doch nicht deutlich (Fig. 2, 3).

Im allgememen aber erscheint die Struktur der Chromosomen lockerer als an normalen Tetraden. Nur an frühen Vorbereitungsstadien zur ersten Richtungsspindel findet man bei anderen Würmern ähnliche Bilder, wo

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 591

die Tetradenstäbclieii noch viel länger und von lockererem Gefüge sind als später im Spindelstadium. Zuweilen ist das eine Ende einer Dyade aus zahlreichen kleinen Körnchen zusammengesetzt, während sich die andere Seite aus relativ wenigen größeren Körnern aufbaut (Fig. 3). Diese zeigen dann, wo sie deutlich ausgebildet sind, oft in den beiden Elementen der Dyaden eine schon häufig beschriebene ganz regelmäßige Anordnung, so daß jedem Korn des einen Fadens ein entsprechendes auf der anderen Seite gegenüber steht (Taf. XXXVIII Fig. 3, 5). Die Dicke der einzelnen Elemente entspricht ganz der eines normalen Tetradenstäbchens.

In der Form zeigen sich mancherlei Variationen. Die beiden Ele- mente der Dyaden hängen meist an einem Ende zusammen (Fig. 2—8). Oft vergrößert sich der Abstand zwischen beiden, so daß dann eine U-Form entsteht (Fig. 6). Der Zusammenhang an dem einen Ende kann sich auch ein Stück auf die Länge erstrecken, woraus sich dann Y-förmige Figuren ergeben (Fig. 2, 3). In seltenen Fällen treten auch die Enden an beiden Seiten in Kontakt, und es kommt so zur Bildung geschlossener Ringe (Fig. 5, 7). Der Verlauf der beiden Schenkel ist im allgemeinen parallel, doch kommen häufig Überschneidungen und Krümmungen vor (Fig. 4, 5, 7). Nur selten fand ich in diesem Stadium mehr als vier Elemente, So kam es vor, daß statt einer großen Dyade zwei kleine von gleicher oder auch verschiedener Größe vorhanden waren. In Fig. 6, Taf. XXXVIII z. B., glaube ich, haben von den vier kleinen Dyaden ursprünglich zwei zu- sammengehört (vielleicht die beiden links unten gelegenen) und haben zusammen die zweite große Dyade gebildet. Möglicherweise sind in sol- chen Fällen die Chromatinelemente von vornherein in dieser abweichen- den Zahl und Größe aus dem Ruhekern hervorgegangen. Meist glaube ich indessen, daß ein nachträgliches Zerbrechen stattgefunden hat. Fig. 4 zeigt gut die Entstehungsmöglichkeit solcher Fälle. Der eine Schenkel der einen großen Dyade ist in der Mitte durchgebrochen, und die Bruchstellen haben sich etwas von einander entfernt. Und es ist nun leicht denkbar, daß auch der andere Schenkel an der entsprechenden Stelle zerbrechen könnte, wodurch ein ähnliches Bild, wie es die Fig. 6 zeigt, entstehen würde.

Gelegentlich fand ich auch neben dem gewohnten Bestand noch ein kleines überzähliges, ebenfalls längs gespaltenes Element. In Fig. 5, Taf. XXXVIII stellt es sich als ein Gebilde dar, das man für eine kleine Tetrade halten könnte. Ich glaubte zuerst, da ich auch mit der im zweiten Teil zu besprechenden Frage der Geschlechtschromosomen beschäftigt war, ein elegantes Beispiel einer typischen »X-Tetrade« vor mir zu haben. Einer solchen Deutung steht auch meiner Meinung nach an und für sich nichts im Wege. Aber einerseits könnten so seltene Befunde —

592 Bruno Geinitz

ich sah ähnliche Bilder nur etwa dreimal — nicht viel beweisen, zumal ich sonst in diesem Material keine Spur von Heterochromosomen ge- funden habe. Zum andern liegt, glaube ich, die Erklärung sehr nahe. Es handelt sich gar nicht um ein vierwertiges Element, sondern um ein abgebrochenes Stück einer Dyade, und zwar einer solchen, deren End- teil aus einzelnen größeren Körnern bestand, wie etwa das stumpfe Ende der größten Dyade in Fig. 3 und 5. Von jedem Schenkel der Dyade wäre gerade eine aus zwei Körnern bestehende Strecke abgebrochen. Und da nicht nur die Körner eines Fadens, sondern auch die beiden Schenkel untereinander oft achromatische Verbindungen besitzen, so erklärt sich die Erscheinung der »Tetrade « ganz gut. Auch hier ist indessen wiederum die Möglichkeit nicht auszuschheßen, daß das kleine Element von vorn- herein seine Selbständigkeit bewahrt hat. Es würde dann einer der »Mikro- tetraden « entsprechen, wie sie Brauer (1893) und Sabaschnikoff (1897) beschrieben haben, an deren Abbildungen es in der Tat stark erinnert.

Auch in all den, wie schon gesagt, ziemhch seltenen Fällen, wo mehr als vier Elemente vorhanden waren, zeigte stets ein jedes eine deutliche Längsspaltung, genau wie die vier die Regel bildenden Dyaden.

In der ersten Reifungsteilung (Taf. XXXVIII Fig. 9) werden die bis dahin zusammenhängenden Elemente der Dyaden getrennt, so daß beim normalen Verlauf in den ersten Richtungskörper wie in die Oocyte II je zwei längere und zwei kürzere einzehie Stäbchen gelangen. Die Telophase der I. Teilung und die Abschnürung des ersten Richtungskörpers sind sehr selten zu beobachten und geben auch dann fast nie klare Bilder, da das Chromatin sich auf diesen Stadien stets eng zusammendrängt und durch- einander krümmt. So ist auch der Inhalt des ersten Richtungskörpers fast nie genau analysierbar. Taf. XXXVIII Fig. 10 zeigt eines der wenigen Bilder, wo dennoch die Verhältnisse klar zu erkennen sind. Die einen Spalthälften der vier Dyaden liegen in der Tiefe in dem eben abgeschnürten ersten Richtungskörper, die andern in der Oocyte II.

Die erste Richtungsspindel nimmt zuweilen statt ihrer normalen ra- dialen eine paratangentiale Stellung ein, wie dies zuerst Boveri (1887) beschrieben hat. Es kommt wohl zu einer Chromosomenteilung, nicht aber zur Abschnürung eines ersten Richtungskörpers, imd wh* sehen daher die ganze Chromatinmenge in die zweite Richtungsspindel emtreten. Solche Fälle waren in dem vorliegenden Material ziemlich häufig. Tai XXXVIII Fig. 11 zeigt ein solches Bild, und zwar eins von den wenigen, wo keines der Stäbchen weiter zerbrochen ist, sondern nur die Dyaden (bis auf eine) in ihre Hälften zerlegt sind, wie es in unserem Fall der ersten Reifungsteilung entspricht.

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaiis. 593

Zweite Reifungsteilung. In der normalen IL Richtungsspindel finden wir also vier Elemente, die Hälften der vier Dyaden, deren charakteristische Größen- und Struktur- differenzen oft noch ganz deutlich sind (Taf. XXXVIII Fig. 12, 13). Fig. 12 z. B. könnte direkt als IL Teilung des gleichen Objekts aufgefaßt werden, das in Fig. 8 abgebildet ist. Ich habe mit Ziffern die einander ent- sprechenden Elemente bezeichnet. Die vier Elemente sollen nun als solche, d. h. ungeteilt, auf den IL Richtungskörper und das reife Ei gleichmäßig verteilt werden. In seltenen Fällen wird dies auch erreicht. Eizelle und Richtungskörper erhalten dann je ein langes und ein kurzes Stäbchen. Dies ist in Fig. 20, Taf. XXXVIII zu sehen, wo oben der I. Richtungs- körper liegt und von den vier Stäljchen der Oocyte II ein langes und ein kurzes im Begriff sind, im IL Richtungskörper ausgestoßen zu werden. In dem Vorkernstadium findet man gelegentlich Zellen mit zwei weiblichen Vorkernen von auffallend verschiedener Größe. Taf. XXXVIII Fig. 21 zeigt ein solches Bild. Der große unten gelegene Vorkern ist der männliche. Die Richtungskörper lagen an dem oberen Rande. Es liegt nahe, solche Bilder auf die besprochenen Fälle zurückzuführen, wo zwei sehr ungleiche Chromosomen dem reifen Ei verblieben, und hier dann jedes selbständig zur Bildung eines Kernbläschens überging. Allerdings ist der Unterschied der beiden Kernbläschen in Fig. 21 so groß, daß das kleinere vielleicht eher auf ein kurzes abgebrochenes Chromosomenstück zu beziehen ist.

Abnormes.

Das im Vorstehenden beschriebene Verhalten darf unter der Voraus- setzung der generellen Abnormität unseres Objekts, der Dy adenbildung, um es kurz zu bezeichnen, als normal gelten. Denn es führt zu einer regel- rechten, gleichmäßigen Verteilung des Chromatins auf Richtungskörper und Eizelle. Nun finden sich aber neben den Oocyten dieses Typus stets auch solche, die noch in höherem Grade abnorm sind, und zwar umso mehr, je weiter ihre Entwicklung vorgeschritten ist.

Das Chromatin zeigt nämlich eine ausgesprochene Neigung zum Zer- brechen, was bei dem lockeren Gefüge und dem nicht selten gebogenen und geknickten Verlauf der Stäbchen einigermaßen verständlich wird. Schon während der ersten Teilung sahen wir gelegentlich solche Zer- reißungen auftreten. In der IL Teilung nehmen sie indessen erheblich zu. Hier zeigt sogar die Mehrzahl der Fälle eine Fragmentierung eines oder einiger Chromosomen. So glaube ich, daß das kleine Element der Fig. 16 und 18 Taf. XXXVIII und die beiden kleinen der Fig. 15, Taf. XXXVIII wohl von einem der großen Chromosomen abgebrochen sind, während

594 Bruno Geinitz

Fig. 16 wohl ein Folgestadiiim eines der Fälle darstellt, wo schon in der ersten Teilung eine große Dyade in zwei etwa gleich große Teile zerbrochen war, deren Hälften nunmehr in den beiden gebogenen Elementen vorliegen.

Hierzu kommt noch als weiteres die Unordnung förderndes Moment eine unregelmäßige Verteilung des Chromatins bei der Eichtungskörper- bilduug, was ebenfalls ein Grund für die starke Zunahme der abnormen Fälle im Verlauf der Keifungsperiode ist. Zuweilen ist schon die erste Teilung ungleich. Man findet dann in der IL Kichtungsspindel zu viel oder zu wenig Elemente, zum Teil noch ungeteilte Dyaden. Immerhin sind dies Ausnahmen, und meistens verläuft die erste Teilung normal.

Mit der zweiten Teilung verhält es sich umgekehrt. Hier ist das oben beschriebene normale Verhalten relativ selten, die meisten Oocyten zeigen von der IL Kichtungsspindel an eine unregelmäßige Chromatin- verteilung. Die Chromosomen sind hier nie zu einer regelrechten Äqua- torialplatte angeordnet, sondern liegen ganz regellos über- und durch- einander (Taf. XXXVIII Fig. 12, 15, 16). Das Spindelstadium dauert sehr lange, und manche werden schließhch pathologisch, indem noch weitere Zerreißungen auftreten oder mehrpolige Figuren entstehen (Taf. XXXVIII Fig. 17, 18). Fig. 17 stellt einen der Fälle dar, wo kein erster Eichtungs- körper gebildet wurde. Vielleicht hat sich hier der Tetraster als eine Art Gleichgewichtszustand im Widerstreit der länger als gewöhnlich erhalten gebhebenen ersten Eichtungsspindel mit der neu hinzutretenden zweiten gebildet. Auffallend ist auch, daß hier die Elemente der beiden großen und der einen kleinen Dyade noch im Zusammenhang stehen, was nicht dem gewöhnlichen Verhalten entspricht (s. o.).

Die endgültige Verteilung der Chromosomen durch die zweite Teilung ist völlig Sache des Zufalls. Man findet sehr chromatinarme zweite Eich- tungskörper und solche, die ganz vollgestopft erscheinen. In Fig. 19 geraten imr zwei ganz kleine Chromatinstücke in den zweiten Eichtungs- körper, die wohl sicher Bruchstücke und keine selbständigen Chromosomen sind. Hier wären also infolge frühzeitiger Zerreißung schon in der ersten Teilung Unregelmäßigkeiten vorgekommen.

Auch der Bestand des reifen Eis zeigt dementsprechend große Varia- tionen. Hier bildet sehr oft jedes Element ein Kernbläschen für sich, ein Verhalten, das ja auch normale Eier gelegentlich zeigen, und dessen Häufigkeit bei diesem Material ganz der weiten Zerstreuung der Chromo- somen in der zweiten Eichtungsspindel entspricht. Man findet daher meist mehr als einen weiblichen Vorkern, oft zwei (s. o.). Fig. 21 Taf. XXXVIII, manchmal 3, 4, 5 und 6 (Taf. XXXVIII Fig. 22, 23). Die sechs weiblichen Vorkerne der Fig. 22 sind im Vergleich zu dem unter-

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 595

halb liegenden kleinen männlichen Pronuclens mit seinen zahlreichen, stark gefärbten ChroraatinstUcken schon sehr weit in ihrer Entwicklung vorgeschritten und demgemäß sehr blaß. Da diese Eizelle zwei Richtungs- körper gebildet hatte, so kann auch in jedem weiblichen Vorkern nur sehr wenig Chromatin vorhanden sein, und es kann daher wohl nur auf der oben besprochenen sekundären Fragmentierung der Chromosomen beruhen, daß so viele Kernbläschen gebildet wurden. In jedem Bläschen fand ich stets einen Nucleolus, manchmal auch deren zwei. Der Größenunterschied der einzelnen Bläschen ist noch auffallender in Fig. 23. Hier ist nur ein Richtungskörper gebildet. Da aber sein Inhalt nicht analysierbar ist, läßt sich auch nicht genau angeben, wie viel Elemente in dem Ei enthalten sein müssen.

"Wie die Vorkerne zeigen auch die Chromosomen der I. Furchungs- spindel stark wechselnde Zahlen- und Größenverhältnisse. Taf. XXXVIII Fig. 25 zeigt z. B. einen Fall, wie ich ihn häufiger sah. Es sind zwei normal aussehende Chromosomen vorhanden, offenbar die vom Spermatozoon stammenden, und außerdem fünf verschiedene Chromatinstücke, von denen die zwei größten vielleicht zwei Stäbchen der beiden kleinen Dyaden ent- sprechen könnten. Die anderen Stücke aber stellen jedenfalls Fragmente vor. Einige Male schien es mir, als ob eine Befruchtung durch Univalens- Spennatozoen stattgefunden hätte. Es könnte sich nur um eine Ausnahme handeln. Denn in den früheren Stadien konnte ich nie Univalens-Sperma- tozoen nachweisen, auch die meisten Furchungsbilder weisen deutlich auf Bivalens-Spennatozoen hin. Trotzdem scheint mir Fig. 28, Taf. XXXVIII kaiun einer anderen Erklärung zugänglich. Die Chromosomen haben sich soeben aus dem Vorkern heraus differenziert. Drei liegen auf der einen Seite der schon deuthch ausgebildeten Spindel, eines allein auf der andern. Die drei rechts gelegenen, sehr verschieden großen Chromosomen auf Rech- nung des weiblichen Vorkerns zu setzen, macht nach den besprochenen Un- regehnäßigkeiten keine Schwierigkeit. Wenn es sich aber um ein Bivalens- Spermatozoon handeln sollte, so müßte eines der väterHchen Chromosomen sich von den andern getrennt und den beiden mütterlichen zugesellt haben, was mir besonders auf einem so frühen Stadium eine sehr gezwungene An- nahme zu sein scheint. Vielleicht ist doch dieses Weibchen zweimal begattet worden, das eine Mal von einem Bivalens-Männchen, durch dessen Spermien die große Mehrzahl der Eier befruchtet wurde, das andere Mal von einem Univalens-Männchen, dessen Spermatozoen nur noch ganz wenige un- befruchtete Eier vorfanden. Oder, was vielleicht noch plausibler ist: die erste Copulation war von einem Univalens-Männchen ausgeführt worden und es waren, als die in der Eiröhre jetzt vorhandenen Oocyten die Be-

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fruchtungszone passierten, nur noch sehr wenige Univalens-Spermatozoen übrig. Daß die beiden Varietäten sich kreuzen und daß im gleichen Weib- chen beiderlei Spermien vorkommen, ist ja wiederholt beobachtet worden.

Die nicht seltenen Furchungsspindeln mit drei Chromosomen könnten vielleicht zum Teil ebenso erklärt werden. Doch glaube ich, daß z. B. in Fig. 29, Taf. XXXVIII nur ein mütterliches Chromosoma vorhanden ist, und zwar das unten gelegene, auffallend schmale, während die beiden oberen, normal aussehenden wieder dem Spermatozoon entstammen würden. Gelegentlich fand ich auch Furchungsspindeln mit nur zwei Chromosomen (Taf.' XXXVIII Fig. 30). Ich glaube , daß auch diese männlicher Herkunft sind, und daß hier alles mütterliche Chromatin an die Richtungskörper abgegeben worden ist, wie dies schon verschiedentlich beobachtet ist (Boveri 1887, Boeing 1910, Kautzsch 1913).

Die Furchungsspindeln mit unregelmäßigem Chromatinbestand, von denen ich hier nur einige wenige Beispiele angeführt habe, sind weitaus in der Mehrzahl. Nur hier und da findet man gewissermaßen als Ausnahme die Normalzahl vier, so in Fig. 26, 27, Taf. XXXVIII. In der letzteren liegen allerdings noch zwei kleinere Chromatinstücke im Plasma, in einer erheblichen Entfernung und nicht in der Ebene der Äquatorialplatte. Solche Bruchstücke sieht man öfter im Eiplasma liegen. Sie machen die Teilung nicht mit und scheinen allmählichzu degenerieren. Trotz dieses meist unregehnäßigen Chromosomenbestandes macht die Mehrzahl der Eier mit Furchungsspindeln einen gesunden und lebenskräftigen Ein- druck. Leider war keines über das Zweizellenstadium hinaus gekommen.

Besprechung.

Entstehung der Dyaden.

Bei einem Vergleich mit den normalen Verhältnissen fällt in unserem Material in erster Linie die Verschiedenheit der Zahl und Wertigkeit der Chromosomen auf. Die Oocyten I besitzen hier vier zweiteilige gegenüber den normalen zwei vierteiligen Elementen. Wir haben also hier in den Reifungsteilungen die diploide Chromosomenzahl, wenn wir, zunächst ein- mal vorläufig, jede Dyade als ein Chromosoma auffassen. Auf jeden Fall muß man annehmen, daß die Vorgänge, die sonst die Reduktion der Chromosomenzahl bewirken, hier nicht stattgefunden haben.

Von den zahlreichen Arbeiten der letzten Jahre, die bei den ver- schiedensten Tierarten diese Frage behandeln, deuten die meisten mit Bestimmtheit darauf hin, daß diese Zahlenreduktion durch Konjugation je zweier Chromosomen in den jungen Oocyten- bzw. Spermatocyten- kernen erreicht wird, und zwar darf man nach den Feststellungen von

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 597

MoNTGOMERY, SuTTON u. a. wolil als siclier annehmen, daß immer je ein väterliches mit einem mütterlichen Chromosom konjugiert. Bei Ascaris sind aber trotz vieler hierauf gerichteter Untersuchungen die Eeduktion und die Tetradenbildung noch immer ungelöste Probleme.

Eine kurze Übersicht über die wichtigsten Arbeiten, die sich mit diesen Fragen beschäftigen, wird diese Behauptung bestätigen. Wir können die ältesten Arbeiten von E. van Beneden und Carnoy über die Eireifung, von van Beneden et Ch. Julin über die Samenreifung, deren Angaben längst als irrtümlich erkannt sind, übergehen. Der nächste Untersucher, Boveri (1887), der die erste genaue Darstellung der Reifungs- teilungen für ein tierisches Objekt durch seine Arbeit über Ascaris ge- liefert hat, nahm ursprünglich an, daß die Tetraden durch doppelte Längs- spaltung eines vorher einheitlichen Chromatinelementes entständen. Beide Reifungsteilungen wären dann äquationell, und die Reduktion würde schon vorher auf irgend eine Weise vollzogen sein. 0. Hertwig (1890) und Brauer (1893) schlössen sich dieser Ansicht an. Brauer beschreibt in den jungen Spermatocytenkernen eine große Menge kleiner Chromatin- körner, deren jedes durch eine zweimahge Teilung eine kleine Tetrade bildet. Diese treten alle zur Bildung eines gemeinsamen Fadens zusammen, der dann durch eine Querteilung in zwei Segmente zerfällt, d. h. in zwei doppelt gespaltene vierteilige Chromosomen. In den Spermatogonien wird jedes Chromatinkorn nur einmal gespalten. Der Faden aber zweimal segmen- tiert. Die Tetraden der Spermätocyten entsprechen also infolge einer unter- drückten Querteilung zwei endweise verbundenen Keimzellchromosomen.

Ganz ähnliche Beobachtungen machte Sabaschnikoff (1897), nur mit dem prinzipiellen Unterschied, daß nach ihm vier kleine Chromatin- körper zur Bildung einer Mikrotetrade zusammentreten. Er faßt dem- entsprechend beide Reifungsteilungen als reduktionell auf, d. h. die Zahl der Chromatinkörner wird reduziert, während nach Brauers Ansicht nicht ihre Zahl, sondern nur ihre Masse reduziert wird.

Eine ganz andere Deutung der BRAUERschen Befunde gibt Schneider (1900). Er meint, daß die nach der Synapsis vorhandenen »acht Elemen- tarmiten« sich zu viert aneinanderlegen zur Bildung der zwei »Miten« und diese wiederum durch Parallelkonjugation eine aus acht Elementen zu- sammengesetzte »Stange« liefern, die durch eine Querteilung in die beiden »Tetraden« zerfällt.

KoRSCHELT und Heider (1902) führen im Anschluß an die ursprüng- liche BovERische Anschauung Asc. meg. noch als Beispiel des eumitotischen Reduktionstypus auf, bei dem also in beiden Reifungsteilungen, wie bei einer gewöhnhchen Mitose, Chromosomenspalthälften getrennt werden.

598 Bruno Geinitz

Durch zahlreiche Arbeiten an anderen Tiergruppen wurde man indessen diesem eumitotischen Keduktionstypus gegenüber immer skeptischer. Die meisten Beobachtungen deuteten entschieden darauf hin, daß die eine Reifungsteilung äquationell, die andre aber wirklich reduktionell verFäuft, d. h. daß durch sie ganze Chromosomen, die sich zuvor durch Konjugation miteinander vereinigt hatten, getrennt werden.

BovERi hatte schon 1892 auf Grund der HENKiNGSchen Befunde an Insekten als den wahrscheinlichsten Reduktionsmodus eine paarweise »Con- jugation« der Chromosomen vermutet und sprach sich (1904) dahin aus, daß wohl auch die Verhältnisse bei Asc. meg. ähnhch zu erklären seien, daß also die Tetraden durch Zusammenlegen, durch eine Parallel-Konjuga- tion, zweier sich längsspaltender Chromosomen entstünden. Als Stütze für diese Auffassung führte er auffallende paarweise Größenunterschiede zwi- schen den vier Tetradenelementen an, die er in zahlreichen Oocyten eines Wurmes beobachtet hatte. 0. Hertwig (1906) schloß sich dieser Meinung an und deutete auch seine eigenen Beobachtungen in diesem Sinne. Er fand in der Prophase der ersten Spermatocytenteilung acht lange gekrümmte Chromosomen, die oft paarweise dicht nebeneinander lagen, so daß wohl jedes Paar durch Längsspaltung eines Spermatogonienchromosoms entstan- den sein dürfte. Je zwei Paare verbanden sich dann durch eine Lininmasse, indem sie sich, oft kreuzweise in der Mitte über- oder aneinander legten.

Auch Tretjakoff (1905 a, b) faßt die J.smm-Tetrade als Vereinigung zweier längs gespaltener Chromosomen auf, beschreibt aber ihre Ent- stehung nach seinen eigenen Beobachtungen gerade umgekehrt wie 0, Hertwig. Zunächst soll, am Ende . der Synapsis, ein paarweises An- einanderlegen von selbständigen Chromatinfäden stattfinden, dann in diesen eine eimnalige Längsspaltung auftreten. Tretjakoff legt in seinen beiden Arbeiten besonderen Wert auf den Nachweis der »Doppelwertig- keit« jedes einzelnen Chromosoms, d.h. jedes der vier Tetradenstäbchen. Er beschreibt, daß bei der Herausbildung der Chromosomen in den Sperma- tocyten die beiden Enden getrennt entstehen und erst nachträglich mit- einander verschmelzen, was häufig noch längere Zeit an dem dünnen und anders gefärbten Mittelstück kenntlich ist. Und in manchen Oocyten sah er eine Tetrade oder einzelne Stäbchen in der Mitte quer durchge- brochen. Er fand auch in seinem »Dyadenmaterial« die vier Doppelstäb- chen zuweilen in der Mitte geknickt. Ähnliche Beobachtungen hatte schon MoszKOWSKi (1901) mitgeteilt. Tretjakoff setzt also das längs gespaltene doppelwertige megalocephala-Chromosom homolog mit den Vierergruppen der Copepoden und Insekten und faßt die megalocephala- Tetrade als eine »Ditetrade« auf.

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 599

Ganz entsprechende Angaben machte dann Marcus (1906) für As- caris canis. Jede der elf »Tetraden«, die er hier in der ersten Reifungs- teihmg bei beiden Geschlechtern beobachtete, war aus acht Chromatin- eleinenten zusammengesetzt, und soll entstanden sein durch Konjugation zweier schon vorher längsgespaltener Chromosomen, die dann noch eine Querteilung erlitten. Diese Duplicität in den einwertigen Chromosomen konnte Marcus durch die ganze Reifung verfolgen, er konnte sie auch in den Vorkernen und sogar in den Urgeschlechtszellen nachweisen. Hier soll nun merkwürdigerweise die reduzierte Chromosomenzahl auftreten, infolge einer als »Konjunktion« bezeichneten endweisen Vereinigung je zweier schon längsgespaltener Chromosomen. Eine dem Querspalt ent- sprechende Teilung findet, wie Tretjakoff und Marcus übereinstimmend angeben, in beiden Fällen niemals statt, sondern beide Teilungen verlaufen »längs«, in der einen wird wirkhch reduziert, d. h. die Konjuganten werden wieder getrennt, in der andern werden die Chromosomenspalthälften aus- einander geführt!).

Griggs (1906) indessen, der nächste Bearbeiter, nimmt bei seinem Erklärungsversuch wieder, wie Brauer und Sabaschnikoff eine richtige Querteilung an. Er beschreibt in der Prophase zwei Pachytänfäden, die sich der Länge nach spalten, dann hufeisenförmig krümmen und zum Schluß durch eine Querspaltung die beiden Tetraden entstehen lassen.

Blanckertz (1910) stellt die Tetradenbildung wiederum in andrer Weise dar. Allerdings hat er mit Asc. meg. univ. gearbeitet, wo scheinbar die betreffenden Vorgänge wesentlich anders verlaufen. Nach ihm treten in der Prophase acht primäre Chromosomen auf, die durch Plastinzusatz und Längsstreckung zu acht sekundären werden; diese gruppieren sich um eine zentrale Chromatinmasse, die sich später als deutlicher Ring dar- stellt, und verschmelzen nun paarweise mit den Enden. Dadurch ent- stehen die vier definitiven Chromosomen, die Elemente der Tetraden. In den Reifungsteilungen erfolgt also keine Trennung der Konjuganten. Wie die Reduktion zu denken ist, läßt Blanckertz unentschieden.

Die letzte Arbeit, die über dieses Thema geschrieben ist, stammt von Saedeleer (1912). Auch er ist, wie er selber betont, nicht zu einer end- gültigen Lösung des Problems gelangt. Er nimmt ebenfalls Parasyndese während der Synapsis (vgl. besonders seine Fig. 127) und hierauf Längs- spaltung der Chromosomen an. Jedenfalls glaubt Saedeleer, daß diese

1) Marcus nimmt allerdings auf Grund einer interessanten Hypothese an, daß zwei echte Reduktionsteilungen stattfinden, wovon die eine großelterUche, die andere ururgroßelterUche Teile trennt.

Archiv f. Zellforschung. XIII. 39

600 Bruno Geinitz

Annahme die wahrscheinlichste sei und am meisten harmoniere mit seinen Beobachtungen und seinen Figuren (es sind deren 254).

Auch bei andern Nematoden sind die Ansichten über die Tetraden- entstehung noch geteilt. Ich erwähne nur, daß nach Struckmann (1905) bei Strongylus filaria zwei der gebogenen Chromosomen sich parallel zusammenlegen, worauf ein nicht durchgeführter Querspalt auftritt; während Kühtz (1913) bei Sclerostomum-Arten des Pferdes zu Anfang einheitliche Chromosomen beschreibt, aus denen dann erst durch eine Quer- und eine Längsspaltung die Tetraden entstehen. Die Konjugation müßte also schon vorher vollzogen sein.

Wie diese Übersicht zeigt, neigt also die Mehrzahl der Forscher, die in den letzten Jahren diesem Problem nachgegangen sind (Boveri, Hert- w^G, Tretjakoff, Saedeleer), zu der Ansicht, daß auch die megalocepliala- Tetrade durch Parallelkonjugation zweier längs gespaltener Chromosomen entsteht. Ich glaube nun in meinem Dyaden-Material eine weitere Stütze für diese Auffassung liefern zu können. Denn die weitaus nächsthegende und einfachste Erklärung dieser Abnormität scheint mir die zu sein, daß die vier Dyaden die vier längsgespaltenen Keimzellenchro- mosomen darstellen, bei denen es aus irgend einem Grunde nicht zur Konjugation gekommen ist. Die einzige, sonst noch möghche Vorstellung wäre, daß die Dyadenelemente konjugierten Ele- mentarchromosomen im Sinne Schneiders entsprächen. Aber erstens sind diese Elementarchromosomen eine unbewiesene Annahme und zweitens müßte man dann, um sich die Tetradenentstehung vorzustellen, doch noch eine Vereinigung je zweier Dyaden, also wiederum eine Kon- jugation annehmen. Oder man müßte von jedem Dyadenschenkel noch eine Längsspaltung erwarten, und die Vierzahl der Dyaden müßte durch eine frühzeitige, abnorme, doppelte Querteilung erklärt werden, wo nur eine einmalige Teilung hätte erfolgen sollen. Dies wären aber äußerst gezwungene und darum unwahrscheinhche Annahmen, und außerdem entspricht ein Dyadenschenkel semer Dicke und Chromatinmenge nach einem und nicht zwei Stäbchen einer normalen Tetrade. In unserem Falle sind also wohl nur deshalb keine Tetraden vorhanden, weil die Dyaden sich nicht, wie es sonst übhch ist, paarweise miteinander vereinigt, d. h. weil sie nicht konjugiert haben.

Tretjakoff (1905b) gibt seinen in der Einleitung besprochenen Be- funden die gleiche Deutung. Er bezeichnet die von ihm beschriebenen Dyaden (diesen Ausdruck benutzt Tr. nicht) als die vier längsgespaltenen »doppelwertigen« Chromosomen, bei denen es nicht zu einer Konjugation

über Abweichungen bei der Eireifimg von Ascaris. ßOl

gekommen ist. A. und K. Schreiner (1904) beschreiben ebenfalls als wichtigen Beweis für die Parallelkonjugation einige abnorme Zellen, in denen die Parallelverschmelzung der Fäden nicht oder nur teilweise zu- stande gekommen ist.

Tretjakoffs Auffassung von der Doppelwertigkeit der Äscaris- Chromosomen habe ich oben S. 598 besprochen. Ich möchte bemerken, daß ich zwar aus meinem Material keine Stütze für diese Ansicht bei- bringen kann, wenn auch einige Beobachtungen, wie das gelegentliche Zerbrechen einer großen Dyade in zwei gleiche Teile sich so deuten ließen.

Wenn wir also die Dyaden als die vier ursprünglichen, längs gespal- tenen, nicht konjugierten Chromosomen auffassen, so könnte noch die Frage entstehen, ob dies ein primärer oder ein sekundärer Zustand ist. Im letzteren Falle müßte man annehmen, daß schon Tetraden vorhanden waren, diese aber dann aus irgend einem Grund ohne entsprechende Kern- und Zellteilung in Dyaden zerfallen wären. Das Chromatin befände sich dann schon in einem Zustand, wie er dem Anfang der zweiten oder dem Ende der ersten Reifungsteilung entspricht, und zwar zu einer Zeit, wo Kern und Plasma noch auf dem Keimbläschenstadium stehen. Ich halte diese Annahme nicht für wahrscheinlich. Man dürfte dann auch erwarten, wenigstens ab und zu einer noch unzerlegten Tetrade zu begegnen. Das ist aber nicht der Fall, sondern sobald das Chromatin in dem Keimljläs- chen überhaupt analysierbar ist, erscheint es in vier zweiteiligen Portionen angeordnet. Man darf darum wohl annehmen, daß es hier niemals zu einer Tetradenbildung gekommen ist. Außerdem glaube ich, daß die lockere Struktur und die größere Länge der Chromosomen viel eher darauf hindeuten, daß sie gegenüber dem normalen Verhalten in ihrer Entwicklung zurückgeblieben sind, als daß sie ein so beträchtliches Stück vorausgeeilt wären. Auf den Vorbereitungsstadien zur ersten Eeifungs- teilung zeigen die Dyaden oft ähnliche Bilder wie die Chromosomen eines auskhngenden Strepsinemas. Sie machen zuweilen einen ähnlichen Ein- druck wie die erwähnte SAEDELEERSche Fig. 127, die eine junge Oocyte nach dem Wachstumsstadium darstellt und vier deutliche Dyaden zeigt, die um eine gemeinsame zentrale Chromatinmasse gruppiert sind.

Man könnte im Anschluß hieran die Vermutung aufstellen, daß viel- leicht die ganzen Fonn- und Größenunterschiede der Dyaden nur ein Aus- druck der verschiedenen Entwicklungsstufen wären, auf denen sie sich be- finden. Die beiden kleineren Dvaden wären dann als die älteren anzusehen, bei denen schon eine weitgehende Kontraktion stattgefunden hat, wäh- rend diese bei den beiden großen noch nicht eingesetzt hätte. Zum Teil

39*

602 Bruno Geinitz

ist dies vielleicht richtig, und die kleine dickere und dichtere Dyade würde gut zu dieser Annahme passen. Aber die zweite kleine Dyade verhält sich schon anders und läßt sich nicht als ein fortgeschrittener Kontraktions- zustand auffassen. Und dann glaube ich doch, daß eine so starke Ver- kürzung der großen Dyaden bis etwa auf das Maß der kleinen kaum an- genommen werden kann. Vor allem aber sind die Strukturdifferenzen zwischen den großen und kleinen Dyaden durchaus nicht immer zu kon- statieren, sondern nicht selten sieht man an allen Vieren trotz der gewohn- ten Längendifferenz die gleiche körnige, lockere Struktur. Wir werden also sagen dürfen, daß die Größenunterschiede der vier Dyaden nicht oder nur zum kleinen Teil verschiedene Phasen einer fortschreitenden Kontrak- tion darstellen, sondern daß sie durch die festen ererbten Eigentümlich- keiten der einzelnen Elemente bedingt sind,

AVenn also die Dyaden die vier ursprünglichen nicht konjugierten Chromosomen sind, so müssen zwei von ihnen väterlicher und zwei mütter- licher Herkunft sein, und es gibt naturgemäß zwei Möglichkeiten, wie man sich diese Kombination entstanden denken kann.

Entweder man sagt: die zwei unter sich annähernd gleichen Chromo- somen sind gemeinsamer Abkunft, also das kleine Paar stammt von einem der Eltern und das große vom anderen. Denn wenn auch die zwei Chromosomen, die ein Elter beisteuert, vielleicht qualitativ ver- schieden sind, so sind doch so enorme quantitative Differenzen, wie zwischen einer großen und einer kleinen Dyade, in ein und demselben Tier, nach allem, was wir sonst von Ascaris wissen, sehr unwahrschein- lich. Dann hätte also je eine große mit einer kleinen Dyade konjugieren sollen.

Oder man sagt: nachdem wir für so viele Fälle wissen, daß bei Größen- verschiedenheiten der Chromosomen jedem mütterlichen Chromosoma ein entsprechend großes väterliches gegenübersteht, muß es auch für Ascaris als wahrscheinlich gelten, daß je ein großes und ein kleines von einem Elter stammen, und daß die zwei großen hätten normaler AVeise miteinander konjugieren sollen und ebenso die zwei kleinen. Ein einziges Mal fand ich ein Bild, das vielleicht einer solchen Auffassung günstig er- scheinen könnte. In Fig. 31, Taf. XXXVIII sieht man oben die beiden kleinen Dyaden, und darunter ein merkwürdiges Gebilde, in dem die beiden großen Dyaden enthalten sein müssen, obwohl sich nicht entscheiden läßt, wie deren Orientierung zu denken ist. Nimmt man an, daß bei x x die vier Endpunkte liegen, so könnte man die untere Stelle, wo die beiden Schenkel eine Strecke weit im Kontakt stehen, als Konjngationsversuch deuten.

über Aljweichungeii bei der Eireifung von Ascaris. 603

Ich glaube aber eher, daß es sich um eine zufällige Abnormität handelt, zumal schon das Stadium der ersten Richtungsspindel erreicht ist. Außer- dem ist, wie gesagt, dies der einzige Fall, der sich in diesem Sinne ver- werten ließe.

Diese zweite Annahme würde auch den Befunden Montgomerys (1908) entsprechen, der eine konstante Größendifftuenz der Chromo- somen jedes Vorkerns bei Asc. meg. beschrieben hat. Bei ihm sind in- dessen die Unterschiede relativ gering i). Die sehr starke Differenz in unserem Falle stellt ohne Zweifel eine äußerst seltene Ausnahme dar, und es erscheint schon deshalb äußerst unwahrscheinlich, daß beide Eltern diese gleiche Abweichung in ungefähr gleichem Maße zeigen sollten. Des- wegen halte ich die erste Annahme für weit wahrscheinhcher. Ich habe daraufhin an Eiern normaler Weibchen nach Tetraden mit paarweise sehr ungleich langen Stäbchen gesucht. So große Unterschiede wie etwa zwischen einer großen und einer kleinen Dyade der Fig. 3, Taf. XXXVIII sah ich nie. Einige Male, wenn auch sehr selten, fand ich aber doch sehr erhebliche Differenzen. In Fig. 32, Taf. XXXVIII ist ein solcher Fall abgebildet. Es scheint also prinzipiell der Konjugation verschieden langer Chromosomen nichts im Wege zu stehen. Entsprechend starke Größen- unterschiede zwischen den l^eiden ganzen Tetraden einer Oocyte, wie sie nach der zweiten Annahme möglich sein müßten, konnte ich nicht beobachten.

Zur Erklärung des Ausbleibens der Konjugation in unserem Falle lassen sich verschiedene Annahmen machen. Vielleicht hat das Plasma der Oocyte irgendwie hemmend gewirkt. Vielleicht war auch die gegen- über dem Normalen offenbar etwas zurückgebliebene Entwicklung des Chromatins der Grund, und die Chromosomen waren auf ihrem Strepsi- nema-ähnlichen Zustand noch nicht reif zur Konjugation. Es ist möglich, daß solche Einflüsse mitgespielt haben. Die Hauptursache aber liegt, wie ich glaube, an anderer Stelle. Da die beiden merkwürdigen Erscheinungen, der auffallende Größenunterschied und das Ausbleiben der Konjugation, sonst bei Asc. meg. nie beobachtet worden sind, scheint es mir sehr wahr- scheinlich, daß ein innerer Zusammenhang zwischen beiden Erscheinungen liesteht. Die Chromosomen der beiden Elternindividuen scheinen nicht »homolog genug« gewesen zu sein, d.h. es bestanden entsprechend der starken äußeren Größendifferenz so weitgehende innere Verschieden- heiten, daß dadurch die Konjugation verhindert wurde.

1) Bei anderen Tieren sind Unterschiede zwischen den Clnomosomen eines Kerns im Verhältnis von 1: 2, auch 1 : 3 nicht selten, z. B. Sphaerechinus (Baltzer, 1911).

gQ4. Bruno Geinitz

»Postreduktion?« Noch zu einer anderen Betrachtung fordern die mitgeteilten Beob- achtungen auf. Die normale Eireifung von Asc. ymg. bietet keinerlei Handliabe zur Entscheidung der Frage, ob die erste oder die zweite Teilung die Reduktionsteilung ist. Denn die vier Elemente der Tetraden sind, wenn man diesen Ausdruck hier gebrauchen will, radial -symmetrisch angeordnet, so daß man nicht, wie in anderen Fällen, zwischen einer Kon- jugations- und einer Spaltungsebene unterscheiden kann. Unser Dyaden- material schien mir nun zunächst eine gewisse Stellungnahme zu dieser Frage zu gestatten. Wir sahen, daß in der ersten Reifungsteilung die Dyaden geteilt werden, d. h. die Chromosomenspalthälften werden ge- trennt oder die Teilung verläuft äquationell, während die zweite Teilung, soweit es hier überhaupt zu einer regulären Chromosomenverteilung kommt, eine Reduktionsteihmg sein würde. Tretjakoff glaubt in der Tat seine erwähnten Beobachtungen an den abnormen Spermatocyten in diesem Sinne verwerten zu können. Hier ordnen sich auch die längs- gespaltenen Elemente in der Äquatorialplatte der ersten Reifungsteilung so an, daß die Spalthälften getrennt werden, und Tretjakoff faßt des- halb die erste Teilung als eine Äquations-, die zweite als Reduktionsteilung aufi). Obwohl dieser Schluß nun wohl für unseren abnormen Fall selbst zulässig ist, glaube ich doch nicht, daß ihm eine Beweiskraft zukommt. Denn ich fand, wie erwähnt, zuweilen auch in der IL Richtungsspindel noch ungeteilte Dyaden, was wohl allerdings eine Abnormität ist. Ein wichtigerer Einwand aber ist folgende Überlegung. Der Teilungsapparat einer Zelle fungiert offenbar so, daß er diejenige Chromosomenverteilung vollzieht, die möglich ist, d.h. in unserem Falle so, daß die Dyaden- hälften getrennt werden. Sind zwei Teilungsmodi gleich möglich, dann stellen sich die Chromosomen wahrscheinlich bei der ersten Teilung be- liebig ein. Demnach wäre eine Entscheidung dieser Frage auch mit Hilfe unseres Dyadenfalles nicht möglich.

Die zweite Reifungsteilung.

In dem Wesen des Teilungsmechanismus liegt nun gleichzeitig auch

der Schlüssel zum Verständnis der abnormen Chromatinverteilung bei

der Bildung des IL Richtungskörpers in unserem Material. Es ist von

vornherein nicht einzusehen, warum diese Eier nicht einen im Prinzip

1) Nach Tretjakoffs Angaben sind indessen in der IL Teilung auch wieder zwei- teilige Elemente vorhanden diurch die höchst merkwürdigen Umgruppierungen, die er beschreibt (s. S. 3) und die mir dm-chaus unverständlich sind.

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 605

ganz normalen Reifungsvorgang durchmachen sollten. Sie sind im all- gemeinen gesund, besitzen den normalen Chromatinbestand, nur in un- gewohnter Anordnung, und dessen normale Verteilung erscheint zunächst durchaus möglich. In seltenen Fällen sahen wir sie ja auch tatsächlich eintreten.

An den meisten Keimen aber traten von der IL Eichtungsspindel an Unregelmäßigkeiten in der Chromatinverteilung auf. Hier also scheint die Schwierigkeit zu liegen. Und in der Tat sehen wir den Teilungsmecha- nismus der Eizelle hier vor die Aufgabe gestellt, vier selbständige Chro- mosomen, die nicht mehr miteinander zusammenhängen, und die nicht mehr besthnmt sind sich zu teilen, nach zwei verschiedenen Richtungen hin zu dirigieren. Dies ist aber nach allem, was wir von den karyokine- tischen Prozessen wissen, ein unlösbares Problem. Nur in einzelnen Fällen wird daher bei diesem Material durch zufällige Verteilung das erreicht, was im Normalfalle der Teilungsapparat besorgt.

Hier wäre Gelegenheit zu dem sog. «Primärtypus«, wie Goldschmidt (1905) die Reduktionsart, die er bei der Eireifung von Zoogonus mirus gefunden zu haben glaubte, bezeichnete. Danach würden, ganz dem Weis- MANNSchen Schema entsprechend, in einer der Reifungsteilungen ganze Chromosomen verteilt werden. Diese Angaben haben sich inzwischen als irrig herausgestellt (Wassermann, 1913). Ein so einfacher Reduktions- vorgang scheint nirgends vorzukommen. Wir sahen, daß auch in unserem Falle nichts Derartiges eintritt, sondern die Chromosomen geraten zu- fällig hierhin und dorthin. Der Teilungsapparat weiß mit ihnen sozusagen nichts anzufangen. Interessant ist hier wieder die Unabhängigkeit der achromatischen von den chromatischen Vorgängen, die Boveri schon 1888 als »Dualismus der karyokinetischen Phänomene« betont hat. Das Ei bildet in der durch zahllose Generationen vererbten Weise seine zwei Richtungsspindeln, obgleich für die zweite eigentlich nichts mehr zu tun ist.

So wäre also im letzten Grunde doch das Ausbleiben der Konjugation die Ursache der abnormen Chromatinverteilung, und zwar zunächst nicht aus physiologischen Gründen (deren Vorhandensein damit nicht geleugnet sein soll), sondern aus teilungsmechanischen Rücksichten. Die Konjugation erscheint notwendig, um auch für die zweite Reifungsteilung »zweiteilige« Elemente zu schaffen, deren Hälften dann auseinander bewegt werden können.

Ähnliche Fälle.

In der Literatur finden sich bisher nur zwei Angaben über ausblei- bende Chromosomenkonjugation in den reifenden Geschlechtszellen. Beide

606 Bruno Geinitz

Arbeiten beschäftigen sich mit Bastarden zwischen nahe verwandten Arten, bieten aber trotzdem gewisse Vergleichsmomente mit unserem Material.

KosENBERG (1904) untcrsuchte bei einem pflanzlichen Bastard, Drosera longifoUa x Dr. rotundifoUa, die Entwicklung der Pollenzellen. Die haploide Chromosomenzahl der einen Elternart beträgt 20, die der andern 10; dementsprechend enthalten die somatischen Zellen des Ba- stards 30 Chromosomen. In der ersten Reifungsteilung treten aber immer 20 Chromosomen auf, und zwar 10 große Doppelchromosomen und 10 kleine einfache. Die großen werden in beiden Teilungen richtig geteilt, die kleinen unregelmäßig verteilt; schon bei der ersten Teilung bleiben einige, bei der zweiten die meisten im Plasma liegen und degenerieren dann, so daß die reifen Pollenzellen meist nur 10, zuweilen 11 oder 12 Chro- mosomen enthalten. Die Erklärung liegt nahe: von den 20 Chromosomen der einen Art haben 10 mit den 10 der anderen Art konjugiert, was auch durch die an den Doppelchromosomen noch deutliche verschiedene Größe der beiden Komponenten bewiesen wird; die andern 10 sind übrigge- blieben, da sie keinen Partner fanden. Diese 10 übrigbleibenden Chro- mosomen teilen sich nicht mehr, obwohl man eine einmalige Teilung auch von ihnen erwarten sollte. Die Konjugation scheint hier also als Anregung zu weiterer Teilung nötig zu sein, vielleicht auch überhaupt eine not- wendige Bedingung für die weitere Lebensfähigkeit des Chromosoms darzustellen.

Die interessante Parallele zu unserem Fall liegt darin, daß auch hier der Teilungsapparat diesen ganzen, sich nicht mehr teilenden Chromo- somen gegenüber sich ohnmächtig erweist und ihre richtige Verteilung nicht zustande bringt. Sie werden regellos hierhin und dorthin gezogen und bleiben schließlich meist auf halbem Wege liegen, ohne in die Tochter- kerne zu gelangen.

"Wesentlich andre Resultate ergaben die schönen Untersuchungen von Pederley (1913, 1914), dem es gelang, primäre und sekundäre Bastarde zwischen verschiedenen Schmetterlingsarten, Pygaera miacJioreta, curUda und j)igra, zu züchten und ihre Spermatogenese zu verfolgen. Es zeigte sich, daß in den primären Bastarden (z. B. Pijg. curt. cf (haploide Chro- mosomenzahl 29) X P. anach. $ (30) entweder gar keine Konjugation zwischen den artfremden Chromosomen stattfand, oder daß nur einzelne Chromosomenpaare (1—5) konjugierten. Dementsprechend trat keine oder nur eine teilweise Reduktion ein, und die meisten Spermatocyten besaßen 59 (30 -i- 29) Chromosomen, die nach Federley in beiden Rei- fungsteilungen äqual geteilt werden sollen. Allerdings verläuft die zweite

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 607

Teilung meist anormal. In den Spermatocyten des sekundären Bastards, einer Rückkreuzung mit dem einem Elter (i^i (^ x P $), konjugierten die artgleichen väterlichen und mütterlichen Chromosomen, hier also die zweimal 30 ÄnacJioreta-ChYomosomen, während die 29 Curiula-C\iYomo- somen als solche weiter bestanden. Hier sind also nach der Konjugation ebenfalls 59 Chromosomen vorhanden, davon aber 30 bivalente und 29 Univalente. Alle sollen wiederum in beiden Teilungen geteilt werden, wobei die Mehrzahl der Spermatiden wieder pathologisch wird.

Es hat sich also gezeigt, daß unter den artfremden Chromosomen in den Bastarden meistens keine Konjugation eintrat, während die artgleichen Chromosomen unter den gleichen Bedingungen sämtlich konjugierten. Man wird nicht fehlgehen, wenn man innere Verschiedenheiten, wie sie zwischen den Chromosomen verschiedener Arten zu erwarten sind, für den mangelnden Konjugationstrieb verantwortlich macht. Mir scheint dies eine Stütze zu sein für die oben gegebene Erklärung der Dyaden. Denn obwohl es sich bei Federley um einen Bastard handelt, die vier Dyaden in meinem Fall dagegen sicher alle ^negalocepMIa-Chromosomen sind, so darf man. wie ich denke, doch für die in beiden Fällen gleiche Erscheinung auch die gleiche Entstehung annehmen. Ist es doch auch nicht undenkbar, daß selbst in der Varietät Äse. meg. hivalens bereits weitere Divergenzen eingetreten sind, die in der verschiedenen Länge und der gegenseitigen Konjugationsabneigung der Reifungs-Chromosomen einen cytologischen Ausdruck gefunden hätten.

IL Teil. Über Geschlechtschromosomen hei Ascaris megalocephala.

Einleitung. Literatur.

Durch die Arbeiten von Boveri, Boring, Edwards, Gulick, Schleif, MuLSOW, KüHTTZ und Krüger sind für eine Reihe von Nematoden die Beziehungen zwischen Chromatin und Geschlecht klar gelegt worden. Sie folgen alle , zum Teil schematisch deuthch , dem WiLSONschen Typus Protenor. Größere Schwierigkeiten bereitete in dieser Beziehung nur Ascaris megalocephala, gerade das Objekt, dem es sonst beschieden war, als erster und oft schönster Fall einer Reihe fundamentaler Tatsachen der Eireifung und Befruchtung Ijeschrieben zu werden.

Es liegen jetzt schon eine Reihe von Beobachtungen ül)er kleine akzessorische Chromosomen in Reifungs- und Furchungsteilungen von Ascaris megalocephala vor, die von einigen Autoren als Geschlechtschro-

608 Bruno Geinitz

mosomen, von andern als zufallige Bruchstücke gedeutet wurden. Boveri (1889) sah gelegentlich neben den gewohnten Tetraden zwei kleine, stark färbbare, rundliche Körnchen in den Keimbläschen. 1908/09 hat er in den Furchungsstadien der Eier eines Wurmes sehr häufig ein überzähliges kleines Element gefunden. Miss Boring (1910) hat dann dieses und ähn- liches Material eingehender bearbeitet. Auf Grund ihrer und seiner eigenen Befunde hat Boveri in seinem in Anschluß an die BoRiNGsche Arbeit veröffentlichten Aufsatz an der Hand des wenigen Bekannten, sowie theoretischer und vergleichender Betrachtungen, ein hypothetisches Bild der Geschlechtsbestimmung bei Äscaris megalocephala entworfen. Er deutet das von ihm und Boring gefundene »small chromosome« als ein richtiges Geschlechtschromosom, und nimmt an, daß auch bei Ascaris megalocephala die $ durch 2X, die (^ durch IX charakterisiert seien, daß also alle Eier 1 X, die Spermatozoen zur Hälfte 1 X, zur Hälfte kein X besäßen. Daß diese X-Chromosomen sich bisher der Beobachtung so hartnäckig entzogen, erklärt Boveri dadurch, daß sie typischerweise mit den großen Autosomen verbunden sind und nur in seltenen Fällen diesen Zusammenhang lösen und als selbständige Gebilde auftreten. Ein solcher Fall hat wohl ohne Zweifel auch Zacharias (1912) vorge- legen, der in den Oocytenkernen zwei kleine )> chromatophile Körperchen« oder »Parachromosomen« fand.'

Die BovERischen Annahmen sind nun in der Folge mehrfach be- stätigt worden. Zunächst hat Edwards (1910) bei einer Untersuchung der Spermatogenese von Ascaris megalocephala bei zwei Individuen (unter 45 untersuchten) ein selbständiges X-Chromosoma gefunden, welches in einer der Eeifungsteilungen ungeteilt in die eine Tochterzelle übergeht, und so in der Tat nur in die Hälfte der Spermatozoen gelangt. Dann hat Frolowa (1912) beim Studium der Oogenese von 13 Individuen von Ascaris rnegaJocephala hivalens mehrmals neben den beiden großen Te- traden selbständige »Idiochromosomen« gefunden und ihr Schicksal während der Reifungsteilungen verfolgt.

Im Folgenden soll nun kurz über eine Untersuchung berichtet werden, die zu ganz ähnlichen Ergebnissen führte, wie die letztgenannte Arbeit. Es könnte zweifelhaft erscheinen, ob die Veröffentlichung solcher Befunde, die nichts prinzipiell Neues bieten, berechtigt ist. Aber einerseits ergaben sich doch einige interessante Unterschiede, andererseits ist wohl die Be- stätigung solcher Angaben über lange Zeit strittige Erscheinungen immer erwünscht, zumal dadurch der Einwand widerlegt wird, es könne sich um eine zufällige Unregelmäßigkeit handeln, nicht um eine feste Gesetz- mäßigkeit.

über Abweichungen bei der Ei.eifung von Ascaris. 609

Material und Methode.

Ein großer Teil der Untersuchung wurde an den Eiern einer Ascaris megaJocephala hivalens vorgenommen, die mir ebenfalls Herr Geheimrat BovERi freundhchst zur Verfügung stellte. Außerdem wurden noch 25 weibliche Asc. meg. Mv. und 4 Asc. meg. univ. untersucht. Die Hetero- chromosomen fanden sich nur bei drei Bivalens-Exemplaren, und zwar bei zweien von diesen mit absoluter Regelmäßigkeit in jeder der zahllosen untersuchten Oocyten. Von dem dritten Tier, das ich der Freundlichkeit des Herrn Dr. von Ubisch verdanke, der es zu einem andern Zwecke fixiert hatte, konnte ich nur junge, noch unbefruchtete Oocyten unter- suchen. Sie zeigten zwar meist keine klaren Bilder, zuweilen aber doch deutlich die gleichen Verhältnisse, wie die beiden andern.

Die Eiröhren wurden fixiert in schwachem Alkohol-Eisessig-Gemisch (95 Teile 70%iger Alk. + 5 Teile Eisessig), Pikrinessigsäure, in Bouins, Zenkers und Carnoys Gemisch. Die Untersuchungsmethoden waren die gleichen wie die im ersten Teil beschriebenen.

Beschreibung.

Keimbläschenstadium.

Sobald in den noch unbefruchteten Oocyten 1 die Chromosomen des Keimbläschens als zwei deutliche Tetraden kenntlich werden, gewahrt man außer diesen stets noch zwei kleme, mehr oder weniger kugelige Gebilde, die ganz den Eindruck von Heterochromosomen machen (Fig. 33, Taf. XXXIX). Ihrer Färbbarkeit und körnigen Struktur nach bestehen sie ohne Zweifel ebenfalls aus Chromatin, und sind auch von dem homogen aussehenden, glatt konturierten Nucleolus leicht zu unterscheiden. An den Borax- karminpräparaten war übrigens der Nucleolus fast nie deutlich sichtbar.

Die beiden kleinen Elemente Hegen dicht zusammen oder doch nur in geringer Entfernung voneinander und sind wie die Tetradenstäbchen durch eine achromatische Brücke verbunden, bilden also eine Dyade (Fig. 33, 34, Taf. XXXIX). Von den Tetraden sind sie in der Mehrzahl der Fälle ge- trennt (Fig. 33), können aber durch achromatische Fäden mit einer von diesen in Verbindung stehen (Fig. 34). Zuweilen sieht man sie auch wie zwei kleine Köpfchen den Enden zweier Stäbchen einer Tetrade aufsitzen (Fig. 35, Taf. XXXIX).

Vereinzelt fand ich Bilder, die man als X-Tetrade deuten könnte, sah aber nur einen einzigen völlig einwandfreien Fall. Er ist in Fig. 36, Taf. XXXIX abgebildet und entstammt dem dritten Wunn, von dem ich keine späteren Stadien besitze. Das Bild erinnert sehr an das im I. Teil

610 Bruno Geinitz

besprochene und in Fig. 5, Taf. XXXVIII wiedergegebene Tetraden-ähn- liche Stück und an die Abbildungen von Brauer und Sabaschnikoff. In diesem Falle glaube ich sicher nicht, daß ein Bruchstück vorliegt, sondern - ein von vornherein selbständig gebliebenes Element, und zwar kein be- liebiges, sondern das X-Element, das auch in allen anderen Oocyten auf- tritt, nur eben fast stets als Dyade. Wie diese, selbst unter Einrechnung der zweifelhaften Fälle höchst seltenen Ausnahmen zu deuten wären, soll weiter unten erörtert werden.

Erste Eeifungsteilung.

Während der Keifungsteilungen zeigt das kleine Doppelchromosoma inso- fern ein merkwürdiges Verhalten, als sich eine ganz konstante Gesetzmäßig- keit nicht aufzeigen ließ. Die Verteilung der beiden Hälften zeigt, wenn auch in verschiedener Häufigkeit, all^ Kombinationen, die bei der Aufteilung von zwei Körpern auf drei Plätze möghch sind ; d. h. der erste und der zweite Richtungskörper und der weibliche Vorkern können jeder je zwei, ein oder gar kein X erhalten. Wir werden bei der Besprechung der Befunde auf dieses merkwürdige Verhalten zurückkommen. Hier sollen zunächst die ver- schiedenen Fälle, sowie ihre relative Häufigkeit kurz beschrieben werden. In der ersten Richtungsspindel liegen die zwei X-Elemente frei zwi- schen oder neben den Tetraden (Taf. XXXIX Fig. 37-39). Durch ihre regelmäßige Stellung lassen sie oft schon deutlich erkennen, daß das eine mit in den ersten Richtungskörper wandern, das andere im Ei zurück- bleiben wird. Dies ist in der Tat der häufigste Fall (Taf. XXXIX Fig. 40). Daneben kommt es indessen nicht selten vor, daß beide Elemente im Ei verbleiben, oder daß beide in den ersten Richtungskörper abgegeben werden (Taf. XXXIX Fig. 41, 42).

Zweite Reifungsteilung.

Dementsprechend findet man in der zweiten Richtungsspindel meistens ein, seltener zwei oder gar kein X (Taf. XXXIX Fig. 43—48). Stets aber sind im ersten Richtungskörper und in der zweiten Richtungsspindel zu- sammengenommen nur zwei Elemente vorhanden. Die Verteilung ist wieder verschieden. Ist nur mehr ein X übrig (Fig. 43), so verbleibt es dem Ei (Taf. XXXIX Fig. 52) oder gelangt in den zweiten Richtungs- körper (Taf. XXXIX Fig. 53). Sind noch beide vorhanden, so werden sie meist gleich verteilt (Taf. XL Fig. 61), selten geraten beide ins Ei (Taf. XXXIX Fig. 54), noch seltener beide in den zweiten Rich- tungskörper (Taf. XXXIX Fig. 55). Durch diese Unregelmäßigkeiten kommt es also vor, daß keines von den beiden X-Elementen in das reife

über Abweichungen bei der Eireif ung von Ascaris. 61 1

Ei gelangt, indem sowohl beide in den ersten Richtungskörper (Fig. 45, 46) wie auch in den zweiten (Fig. 55), oder auch je eines in jeden (Taf. XXXIX Fig. 56) abgegeben werden kann. In ihrer Gesamtheit sind diese Fälle sogar in der Überzahl. Sieht man aber von den Fällen, wo beide X- Elemente durch die erste Teilung entfernt werden, ab, so ist es doch das häufigste, daß das reife Ei ein X behält.

Öfter treten in der zweiten Richtungsspindel sehr auffallende Größen- unterschiede zwischen den Elementen einer Dyade auf. Frolowa be- schreibt auch solche Fälle, fand aber dann keine freien Idiochromosomen. Taf. XXXIX Fig. 50 zeigt eine zweite Richtungsspindel (vom Pol gesehen) mit einem freien X-Element (das andre hegt im ersten Richtungskörper) und einer Dyade mit zwei ziemlich verschieden langen Stäbchen. Die eine Dyade im ersten Richtungskörper, und zwar die rechts gelegene, besteht auch aus zwei verschieden langen Elementen ; wenn auch der Unterschied nicht so auffallend ist, so ist doch das tiefer liegende Stäbchen deutlich länger. Man darf wohl annehmen, daß diese beiden Dyaden zusammen die eine Tetrade gebildet hatten, und es ist zu vermuten, daß die beiden freien X-Elemente ursprünghch einmal mit den zwei kürzeren Stäbchen im Zu- sammenhang gestanden haben, während die beiden längeren sich nicht von ihrem X-Element getrennt haben (s. Besprechung). Geringere Größen- differenzen zwischen den einzelnen Stäbchen finden sich in diesem Material sehr häufig und sind meiner Meinung nach ebenso zu erklären. Doch läßt sich hier immer der Einwand erheben, daß es sich um zufäUige Variationen der Chromosomengröße handelt, wie solche wohl ohne Zweifel bei Ascaris vorkommen. Bei so auffallenden Differenzen aber, wie in der besproche- nen Fig. 50, die ebenfalls nicht selten beobachtet wurden, ist diese An- nahme wohl nicht aufrecht zu erhalten. Taf. XXXIX Fig. 51 zeigt sehr deutlich die gleichen Verhältnisse an einem ersten Richtungskörper.

Die Stellung der Heterochromosonien in der zweiten Spindel ist ziem- lich variabel. Von Interesse ist, daß sie häufig ganz am äußersten Rande (Taf. XXXIX Fig. 44, 49), ja zuweilen schon fast außerhalb der Spindel- figur stehen, so daß nur noch einige wenige Fasern sie erreichen. Wo noch beide vorhanden sind, sehen wir sie meist von vornherein von- einander getrennt (Taf. XXXIX Fig. 48, 49), selten noch unmittelbar be- nachbart (Taf. XXXIX Fig. 47). Es hat sich also in den weitaus meisten Fällen die Trennung der beiden Hälften in der ersten Teilung richtig vollzogen, nur hat die eine von beiden den richtigen Weg nicht gefunden.

Hier ist der Ort, einige der abnormen Bilder kurz zu besprechen. Auch in diesem Material fand sich ziemlich häufig der schon im vorigen Abschnitt besprochene Fall, wo kein erster Richtungskörper gebildet

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wird. Diese Bilder sind deshalb interessant, weil auch hier die zwei X- Elemente fast stets vollständig von einander getrennt erscheinen (Fig. 58, Taf. XL), nur selten noch in Kontakt stehen (Fig. 57, Taf. XL). Ihr Schicksal ist hier ebenfalls nicht konstant. In den einzigen, in solchen Fällen gebildeten Richtungskörper gelangen ein, zwei oder kein X, und entsprechend in das Ei ein, kein oder zwei X.

In einigen ganz wenigen Fällen beobachtete ich ein von dem beschrie- benen abweichendes Verhalten, indem hier vier X-Elemente statt der ge- wohnten zwei auftraten. Fig. 60, Taf. XL zeigt sie in normaler Verteilung, indem zwei in den ersten Richtungskörper gegangen sind, die beiden andern durch die zweite Teilung getrennt w^erden. In Fig. 59, Taf. XL sehen wir alle vier in der zweiten Richtungsspindel. Es handelt sich sicher nicht um eine Teilung der sonst auftretenden zwei Heterochromosomen. Denn dann müßten sie entsprechend kleiner sein, sie zeigen aber ganz die gleiche Größe wie die gewohnten zwei. AVir hätten hier also ein Folgestadiura des oben erwähnten Ausnahmefalles der X-Tetrade. Ich möchte besonders darauf hinweisen, daß in diesen Fällen die einzelnen Stäbchen einer Dyade keine oder nur ganz geringe Größendifferenzen zeigen, während die beiden Dyaden untereinander z. B. in der zweiten Richtungsspindel der Fig. 60 von auffallend verschiedener Länge sind. Auch in dem ersten Richtungs- körper scheint die eine, höher gelegene Dyade kürzer zu sein als die andre, wenn auch hier der Unterschied nicht so deutlich hervortritt. Die beiden kürzeren Dyaden dürften wohl diejenigen sein, zu denen ursprünglich eimnal die vier X-Elemente gehört haben (s. Besprechung).

Vorkernstadium und erste Furch ungsspindel.

In dem Vorkernstadium sieht man recht häufig neben dem weib- lichen Pronucleus ein kleines Extrabläschen von ziemlich konstanter Größe, das wohl sicher aus dem selbständig gebliebenen X-Chromosom entstanden ist (Fig. 61, 62, Taf. XL). Denn es tritt nicht auf, wenn in den Richtungskörpern zwei X-Elemente vorhanden sind (Fig. 55 und 56, Taf. XXXIX), sondern nur, wenn bloß eines abgegeben ist, so daß also im ersten und zweiten Richtungskörper und im weiblichen Vorkern zu- sammen wiederum immer nur zwei X-Elemente gefunden werden, wenn wir von den besprochenen seltenen Ausnahmen absehen.

Indessen wird nicht immer, wenn ein X-Element ins Ei gelangt, ein selbständiges Kernbläschen gebildet, sondern zuweilen ist auch in solchen Eiern, wo nur ein X abgegeben w^urde (an den ersten oder zweiten Richtungs- körper), im Vorkernstadium nur ein einheitUcher weiblicher Pronucleus vorhanden, in dem sich das Heterochromosom nicht nachweisen läßt.

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaxis. 613

Die Äquatorialplatte der ersten Furchiingsspindel zeigt, wie zu er- warten, außer den vier großen Chromosomen oft noch ein kleines fünftes (Fig. 63—66, Taf. XL). Die Annahme, es handle sich hierbei um ein erst beim Herausbilden der Chromosomen aus dem Vorkern abgebrochenes Endstück, erscheint bei dem vorliegenden Material von vornherein unw^ahr- scheinlich. Und es läßt sich dem noch einiges Weitere entgegenhalten.

Schon das Vorhandensein des Extrakernbläschens im Vorkernstadium wäre dann unverständlich. Auch ist die Größe des fraglichen Stückes annähernd konstant, und die Konturen zeigen niemals so scharfe Kanten und Bruchstellen, wie sie die echten Fragmente, die ebenfalls zuweilen beobachtet wurden, fast stets besitzen. Fig. 65, Taf. XL zeigt zwei un- zweifelhafte Bruchstücke und ein »Heterochromosom« in derselben Äqua- torialplatte, man sieht deutlich den Unterschied in Größe, Form und Habi- tus. "Wäre wirklich das kleine Chromosom ein abgebrochenes Endstück eines der großen, so müßte irgend eines der acht freien Chromosomenenden sich von den übrigen durch das Fehlen der kolbigen Anschwellung unter- scheiden, wie es die Bruchstellen des zerbrochenen Chromosoms der Fig. 65 deutlich zeigen. Ich konnte indessen nichts Derartiges beobachten, sondern wo überhaupt die Endanschwellungen deutlich ausgeprägt waren, fand ich sie an allen Enden gleichmäßig ausgebildet, auch dann, wenn ein freies Heterochromosom vorhanden war (Fig. 63, 64, Fig. XL).

Zuweilen sieht man die kleinen Chromosomen allseits von den übrigen und ganz außerhalb der Spindel liegen (Fig. 64, 68, Taf. XL). Fig. 66, Taf. XL zeigt eine erste Furchungsspindel mit sechs großen Chromosomen und dem kleinen Element. Es ist eines von den Eiern, die nur einen Richtungskörper gebildet haben, ein Folgestadium der Fig. 57, Taf. XL,

In seltenen Fällen treten zw'ei solche Extrachromosomen auf, und zwar dann immer von annähernd gleicher Größe (Fig. 67, 68, Taf. XL). Mehr als zwei fand ich nie. Bruchstücke dagegen trifft man gelegentlich auch in größerer Anzahl und dann meist von verschiedener Größe. Man könnte meinen, in den Eiern mit zwei kleinen Chromosomen «Weibchen- eier« vor sich zu haben, in die also das eine X durch das Spermatozoon eingeführt wäre. Das trifft indessen hier nicht zu. Sondern beide X-Ele- mente sind nach Ausweis der Richtungskörper weiblicher Herkimft. Fig. 68, Taf. XL stellt also ein Folgestadiimi von Fig. 54 (Taf. XXXIX) dar und gehört, wie aus der Abbildung deutlich hervorgeht, zu den sel- tenen Fällen, wo weder in den ersten, noch in den zweiten Richtungs- körper ein X abgegeben wurde, sondern beide dem Ei verblieben. Wäre wirklich eines männlicher Abkunft, dann müßte dieser Fall viel häufiger auftreten, als es tatsächlich vorkommt, denn dann müßten, auf Grund

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der EüWARDSschen Befunde in der Spermatogenese, etwa die Hälfte aller befruchtenden Spermatozoen das X-Element besitzen. Die untersuchten Eier sind also von Männchen ohne freie Heterochroraosomen befruchtet worden, deren Auftreten ja auch in der Spermatogenese eine große Selten- heit ist. Es könnte natürlich doch in einzelnen Spermatozoen ein freies X vorkommen. Aber dies scheint mir aus den genannten Gründen sehr unwahrscheinlich.

Frolöwa allerdings macht für ihre Fälle diese Annahme. Sie be- schreibt auch bei den freien, wie den ins Ei eingedrungenen Spermatozoen gelegenthch ein freies Idiochromosom, was ich nie gefunden habe. Immer- hin ist der Prozentsatz der ersten Furchungsspindeln mit zwei X-Chromo- somen auch bei ihr viel zu gering. Unter 55 im »Monasterstadium«!) durchgesehenen Eiern fand sie 23 mit nur vier großen Chromosomen, 7 mit je 2, 15 mit je einem Idiochromosom.

Bei einem Vergleich meiner sonstigen Befunde mit den Resultaten der FroloW' Aschen Arbeit fiel es mir auf, daß dort als Regel geschildert würd, was ich nur in äußerst seltenen Fällen beobachten konnte. Sie be- schreibt in den jungen Oocyten I zwei Idiochromosomen, die öfter bivalent erscheinen, manchmal eine »unzweifelliafte Tetrade« bilden (S. 157). In der ersten und zweiten Reifungsteilung werden sie geteilt (S. 158/59), wie eine normale Tetrade, zeigen also ganz das theoretisch postulierte Ver- halten. Trotzdem scheint mir eine genaue Betrachtung üirer Abbildungen darauf hinzudeuten, daß es sich um die gleichen Vorgänge handelt, wie in meinem Material. Denn abgesehen von den ziemlich undeutlichen X-Tetraden der Keimbläschen sind nur ein einziges Mal wirklich vier selbständige Idiochromosomen (davon indessen eines ganz klein und undeutlich) gezeichnet (Fig. 3 b), auf einem als erste Richtungsspindel bezeichnetem Stadium, das aber offenbar eine der abnormen zweiten Richtungsspindeln darstellt, wo kein erster Richtungskörper gel)ildet wurde. Auf allen andern Bildern sind immer nur zwei Heterochromo- somen dargestellt. Diese trennen sich entweder in der ersten oder zweiten Reifungsteilung von einander. Im letzteren Falle zeigt der erste Rich- tungskörper, wo er überhaupt gezeichnet wurde, kerne Idiochromosomen. Wo andererseits die Heterochromosomen mit einer der großen Tetraden verbunden sind, da besteht diese Verbindung, wo sie deutlich gezeichnet

1) Den alten irreführenden Ausdruck »Monaster« für »Äquatorialplatte u sollte man übrigens endlich vermeiden, aus sachlichen Gründen wie auch aus Prioritätsrück- sichten. Denn Fol hat als erster den Ausdruck »Aster« angewandt, als Bezeichnung für die Sphäre, und Flemming hat ihn dann später ohne Rücksieht hierauf mit der völlig anderen imd unpassenden Bedeutung verwandt.

I

über Abweichungen bei der Eireifimg von Ascaris. 615

wurde (Fig. 13 a), nur mit zweien der vier Stäbchen (vgl. meine Fig. 2, 3, Tai". XXXVIII), so daß eine Teilung des einzelnen X-Elementes ganz un- verständlich wäre.

Frolowa ist allerdings anderer Meinung. Sie schreibt bei Bespre- chung der zweiten Richtungsspindel (S. 159): »In dem Falle, wenn ein bivalentes Idiochromosom nur an ein Chromosom (gemeint ist ein Tetraden- stäbchen) angeschlossen ist (Fig. 5 c), muß es sich losreißen und teilen, damit seine Chromatinmenge auf die Hälfte reduziert werde. Dies liegt natürlich vollkommen im Bereich der Möglichkeit (Fig. 7).« Meiner Meinung nach läge ein solches Verhalten »vollkonmien außerhalb des Be- reichs der Möglichkeit«. Und ich glaube nach alledem annehmen zu dürfen, daß das FROLOWASche Material ähnliche oder gleiche Verhältnisse zeigte, wie das meinige.

Besprechung.

Überblickt man die beschriebenen Vorgänge, so läßt sich nicht be- haupten, daß eine absolut konstante Gesetzmäßigkeit in ihnen zimi Aus- druck kommt. Es sind zwei Punkte, die hier zu erwähnen sind. Zunächst müßte man von einem Element, das allen Eiern in gleicher Weise zu- kommen soll, erwarten, daß es wie die gewöhnlichen Chromosomen in der Oocyten I als Tetrade auftritt. Dies brauchte nicht morphologisch zum Ausdruck zu kommen, aber das Element müßte in beiden Reifungsteilungen auch wii'klich geteilt werden. Beides ist, von den ganz wenigen besproche- nen Ausnahmen abgesehen, nicht der Fall. Fast stets sind von vornherein zwei mit einander verbundene Elemente vorhanden, und diese werden nicht geteilt, sondern verteilt. Damit kommen wir auf den zweiten Punkt: diese Verteilung ist keine ganz regelmäßige, sondern zeigt, wenn auch in verschiedener Häufigkeit, alle möglichen Kombinationen. An- dererseits ist man bei dem absolut konstanten Auftreten der beiden X- Elemente in allen Oocyten der betreffenden Würmer und bei den mehr- fachen älteren Angaben wohl nicht berechtigt, die Erscheinung als bloße Zufälligkeit abzutun.

Mit Hilfe der BovERischen Annahme, daß normaler Weise die Ge- schlechtschromosomen (zwei X bei $, ein X bei ^) mit den Autosomen fest verbunden sind, können wir uns den vorliegenden Fall etwa folgender- maßen erklären.

I. Wertigkeit und Herkunft der X-Elemente. Ein X-Chromosom hat sich ausnahmsweise von dem zugehörigen Autosom getrennt. Wann und aus welchen Gründen diese Ablösung stattgefunden hat, darüber läßt sich nichts Bestünmtes aussagen. Da aber

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gl 6 Bruno Geinitz

sämtliche Oocyten eines Tieres das gleiche Verhalten zeigen, muß es sich wohl um eine ererbte Eigenschaft handeln, die schon die Urzelle aller dieser Oocyten besessen hatte.

In den Tetraden der Reifungsteilungen stellen, wie im I. Teil erörtert, höchstwahrscheinlich je zwei der vier verbundenen Stäbchen die Spalt- hälften eines ursprünglichen Chromosoms dar. Denn sowohl gewisse Be- funde, wie auch die Analogie sprechen mit Entschiedenheit dafür, daß auch bei Äse. meg. die Tetraden durch Konjugation zweier längsgespal- tener Chromosomen, eines väterlichen und eines mütterlichen, entstehen. Darum entsprechen auch die beiden X-Elemente, die ich in allen Oocyten der betreffenden Tiere fand, und die auch Boveri, Zacharias und Fro- LowA beschrieben haben, den Spalthälften eines X-Chromosoms. Es hat eben in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle nur eines der vier ursprüng- lichen Chromosomen den Zusammenhang mit seinem X-Chromosom gelöst. Und da eine solche Loslösung ganz allgemein bei Asc. meg. eine große Seltenheit ist, so ist die Wahrscheinhchkeit, daß ein väterliches und ein mütterliches Chromosom gleichzeitig diese Eigentümlichkeit zeigen, eine außerordentlich viel geringere, als daß sie nur bei einem auftritt. So ist die große Seltenheit des X-Tetraden (und der vier freien X-Elemente), obwohl sie im Weibchen eigentlich den normaleren Fall darstellen würden, ganz gut verständlich.

Es darf wohl als das weitaus Wahrscheinlichste gelten, daß immer die beiden, die X-Elemente in sich bergenden Chromosomen miteinander konjugieren, gerade weil dies eine Besonderheit ist, die immer nur zwei Chromosomen, und zwar nur je einem väterlichen und einem mütterlichen zukommen kann, den andern beiden also fehlen muß. Tritt daher die seltene Kombination ein, daß das väterliche und mütterliche X-Chromo- som gleichzeitig frei werden, daß also vier X-Elemente in den Oocyten erscheinen, so dürfen wir diese mit Recht zu den vier Stäbchen einer Tetrade in Beziehung setzen. In Fig. 60, Taf. XL z. B. wären die beiden kleinen Dyaden als Hälften einer früheren Tetrade anzusehen, deren Kom- ponenten mit denen einer der beiden großen Tetraden ursprünglich ein- mal im Zusammenhang gestanden hätten, und zwar wohl mit derjenigen, die sich, wie oben S. 612 besprochen worden ist, elurch Kürze von der andern (beide sind schon in ihre Dyaden zerlegt) auszeichnete. Ebenso muß in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle, wo nur ein X-Chromosom von seinem Autosom frei gegeben ^^^^rde, das zweite X-Chromosom in dem Konjugationspartner eben dieses Autosoms enthalten sein. Der oft sehr deuthche Längenunterschied zwischen den Dyadenelementen ist mit dieser Vermutung im Einklang (vgl. Fig. 50, 51, Taf. XXXIX).

über Abweichungen bei der Eireifimg von Ascaris. 617

In den Oocyten kann man naturgemäß die vom Vater und die von der Mutter stammenden Chromosomen nicht unterscheiden, daher auch die Herkunft der vorhandenen X-Elemente nicht bestimmen. In den Furchungszellen dagegen ist diese Möghchkeit gegeben, und die Beob- achtungen haben nun auch gezeigt, daß das X-Chromosom sowohl von der Eizelle als auch von dem Spermatozoon staminen kann. Seit Edwards das Auftreten freier Heterochromosomen in der Spermatogenese nach- wies, mußte man als notwendige Konsequenz ihr gelegenthches Vorkom- men in den Furchungsspindeln erwarten. Zudem konnte Boring für einige der von ihr gefundenen »small chromosomes« nachweisen, daß sie väterlicher Herkunft waren, indem hier alles mütterliche Chromatin an die Richtungskörper abgegeben war, in der ersten Furchungsspindel also nur väterliche Chromosomen, in diesen Fällen zwei gewöhnliche große und ein kleines, vorhanden waren.

Andererseits konnte ich zeigen, daß in meinem Material die in den Furchungsspindeln auftretenden Heterochromosomen nicht vom Sperma- tozoon mitgebracht waren, sondern dem Ei entstammten. Denn dort, wo wir sie in den Furchungsstadien fanden, fehlten sie in den zugehörigen Richtungskörpern. Auch Boring beschreibt einen Fall, wo das Hetero- chromosom der ersten Furchungsspindel aus dem Ei stammen muß, da hier das eingedrungene Spermatozoon sich nicht weiter entwickelt hatte. Selbst für diese Fälle ist indessen die Möglichkeit zuzugeben, daß das Heterochromosom ursprünglich einmal von einem Spermatozoon einge- führt wurde, vielleicht bei der vorigen oder vorvorigen Befruchtung. Denn sie teilen sich genau wie die andern Chromosomen, lassen sich durch die ganze Kehnbahn hindurch verfolgen (Boring), und müssen dann eben, falls aus dem Ei ein Weibchen wud, in den Oocyten-Teilungen wieder erscheinen.

In den Oogonien sind sie bisher noch nicht nachgewiesen. Es hat aber auch bis jetzt nur Frolowa Oogonien eines geeigneten Materials daraufhin untersucht, d. h. eines solchen, in dem in den Reifungs- und Furchungsstadien Heterochromosomen vorhanden waren. Ich habe leider von den betreffenden Würaiern die ganz jungen Eiröhrenabschnitte nicht mit konserviert, bin aber überzeugt, daß in den Oogonien dieser Tiere das X-Element sich finden würde. Denn sonst müßte die Ablösung erst in der Wachstumsperiode erfolgt sein. Dies ist natürlich möglich, und zu irgend einer Zeit muß ja dieser Vorgang eimnal eingetreten sein. Aber in diesem Falle glaube ich eben doch, daß das Heterochi'omosom schon von einem der Eltern vererbt war, da es so ausnahmslos in allen Oocyten auftritt.

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618 Bruno Geinitz

Man könnte daher annehmen, daß alle bisher bei Äse. meg. beschrie- benen freien X-Chromosomen väterlicher Herknnft sind. Für die Mehr- zahl der Fälle halte ich dies auch für das Wahrscheinlichste. Die Ab- lösung des Heterochromosoms von einem männlichen Chromosom erfolgt vielleicht leichter und darum öfter als von einem weiblichen. Gelegentüch muß aber auch das Letztere möglich sein, worauf die sehr seltenen Fälle, w^o vier freie X-Elemente in der Oogenese beobachtet wurden, hinweisen. Denn diese würden ursprünglich einmal im Zusanunenhang mit den vier Stäbchen einer großen Tetrade gestanden haben, von denen ja nach unserer Auffassung zwei die Spalthälften eines väterlichen, die zwei an- deren die eines mütterlichen Chromosoms darstellen.

II. Verteilung der X-Elemente.

Demnach ist von den gewohnten zwei (und natürlich auch von den seltenen vier) bei Ascaris meg. beobachteten X-Elementen jedes ein- wertig, so gut wie ein gewöhnliches Tetradenstäbchen, und kann daher in den Eeifungsteilungen nicht mehr geteilt werden; sondern sie sollen nur von einander getrennt werden, und zwar scheint dies normaler Weise durch die erste Reifungsteilung erfolgen zu sollen. Denn wir sahen, daß dies der häufigste Fall ist. Zuweilen erfolgt aber auch die Trennung erst in der zweiten Teilung. Edwards hat für die Spermatogenese ebenfalls beide Modi beschrieben, indem bei einigen Tieren die 1., bei andern die 2. Reifungsteilung die ungleiche war. Aber die Spermatocyten eines be- stimmten Individuums zeigten stets alle ein einheitliches Verhalten. KüHTZ (1913) gibt allerdings, wenn auch merkwürdigerweise nur als eine wahrscheinHche Annahme, für die Sclerostomura-Arten des Pferdes an, daß sowohl die erste, als auch die zweite Teilung die ungleiche sein könne. Nach GuLiCK (1911) ist bei Strongyhis tenuis die 2. Spermatocytenteilung, bei Strongylus paradoxus und den drei untersuchten HeteraUs- Arten die erste ungleich.

Nach alledem ist wohl das Vorkommen beider Verteilungsarten inner- halb desselben Tieres schon als eine Unregelmäßigkeit zu bezeichnen. Ganz sicher muß man dies jedenfalls von den Fällen Ijehaupten, wo beide X-Elemente in einen der Richtungskörper wandern, oder beide dem Ei verbleiben, anstatt sich in einer der Teilungen voneinander zu trennen. Ferner sahen wir sie in der zweiten Richtungsspindel zuweilen ganz am äußersten Rande und in der ersten Furchungsspindel manchmal ganz außerhalb der Spindelfigur liegen. Alle diese Fälle müssen also als anormal bezeichnet werden. Offenbar ist die Trennung der X-Chromosomen von den Autosomen das Zeichen einer gewissen geringen Abnormität. Die

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 619

Eier sind zwar nicht pathologisch, denn Keifung, Befruchtung und Furchung verlaufen durchaus normal. Aber die losgelösten Stücke selbst zeigen häufig eine gewisse Direktionslosigkeit. Sie finden, seit sie nicht mehr im normalen Verbände sind, nicht immer ihren richtigen Weg.

Wir hätten hier einen interessanten Gegensatz zur Spermatogenese. Dort scheint die Verteilung des Heterochromosoms keine Schwierigkeit zu machen. Wenn auch, wie erwähnt, sowohl in der ersten wie in der zwei- ten Reifungsteilung die Verteilung der X-Elemente stattfinden kann, so wird doch zum Schluß immer die typische Verteilung erreicht. Daß dies in der Oogenese bisweilen mißglückt, hat vielleicht zum Teil seinen Grund in dem rudimentären Charakter der Richtungsspindeln überhaupt, der ja schon in dem Fehlen der Centrosomen zum Ausdruck kommt. Man könnte sich vorstellen, daß der Teilungsapparat einer Mehrleistung gegen- über dem typischen Verhalten, wie es ja die Verteilung des abgelösten Heterochromosoms ohne Zweifel darstellt, nicht ganz gewachsen ist, und daß er deshalb seine Aufgabe nicht immer richtig löst und so zu den ver- schiedenen Unregelmäßigkeiten Anlaß gibt.

III. Bruchstück oder Heterochromosom.

Zusammenfassend glaube ich sagen zu dürfen, daß man in den bei- gebrachten Beobachtungen eine weitere Stütze für die Auffassung der be- sprochenen kleinen Chromosomen als Geschlechtschromosomen sehen kann. Es bleibt nun noch eine Arbeit von Kautzsch (1913) zu besprechen, worin diese Ansicht abgelehnt, zugleich aber ein interessanter neuer Ge- sichtspunkt in die Diskussion eingeführt wird.

Kautzsch nimmt an, daß alle von den verschiedenen Beobachtern bei Äscaris meg. als Heterochromosomen in Anspruch genommenen Ge- bilde als zufälHge Bruchstücke anzusehen sind, mögen es nun abgerissene Teile von Furchungs- oder Reifungschromosomen sein, oder Chromatin- stücke, die schon in den Ureiern infolge zufälliger Zerstückelung vorhanden waren, oder bei der Umbildung aus dem oder in dem ruhenden Kern ent- standen sind. Jedenfalls handle es sich in allen Fällen, auch dem von Edwakds aus der Spermatogenese beschriebenen, um solche Zufallspro- dukte, die sich dann durch Teilung weiter vererben können, und so fälsch- licherweise den Eindruck von Heterochromosomen erwecken.

Unterschiede in dem Chromatinbestand der beiden Geschlechter sind natürhch auch bei Äscaris meg. zu erwarten, aber sie sind, so vennutet Kautzsch nach Analogie mit andern jN^ematoden, unter den bei der Dimi- nution hervortretenden kleinen Elementen zu suchen. Kautzsch hat selber einige Zählungen von Diminutionsäquatorialplatten vorgenommen,

620 Bruno Geinitz

und zwar an einem für diese Frage besonders günstigen Material, wo näm- ■ lieh infolge »spontaner Merogonie « nur eine väterliche Schleife (univalens) in der Zelle vorhanden war, während alles mütterliche Chromatin dege- neriert war. Die wenigen einigermaßen genauen Zählungen, die er an dem beschränlrten Material ausführen konnte, zeigen sehr bemerkenswerte Unterschiede. Bei emigen Embryonen betrugen die Zahlen im Mittel 27, bei andern 36. Kautzsch hält es für möglich, daß diese Unterschiede ein typisches Verhalten darstellen, daß also die Eier mit der größeren Chromosomenzahl zu Weibchen, die andern zu Männchen werden.

Ich habe hieraufhin ebenfalls solche Zählungen an zahheichen Uni- valens-Embryonen aus verschiedenen Muttertieren vorgenommen. Dies ist selbst an gut fixierten und gefärbten Exemplaren ein sehr schwieriges Unternehmen. Auf 5 /^ dicken Schnitten findet man die gewünschten Stadien in der gewünschten Lage schon an und für sich sehr selten, und von diesen lassen dann nur die wenigsten eine einigermaßen genaue Zählung zu. Denn die sehr zahh-eichen kleinen Chromosomen drängen sich auf einen ziemlich engen Eaimi zusammen, berühren sich daher nicht selten und liegen auch fast nie alle in einer Ebene. Außerdem zeigen zuweilen einige nicht ganz senkrecht stehende Chromosomen schon die beginnende Durchschnürung, so daß die Entscheidung kaum möglich ist, ob man zwei ganze oder ein geteiltes Chromosom vor sich hat. Eine Zählung der Tochterplatte, wo ja diese Schwierigkeit wegfielen, ist deshalb unmöghch, weil hier die Chromosomen sofort ganz dicht zusammenrücken.

Trotzdem glaube ich in einigen der zahlreichen Zählungen eine un- gefähre Genauigkeit erreicht zu haben. Alhnählich stellte sich heraus, daß sich die Resultate in zwei Gruppen sondern ließen :

Die einen (Fig. 71a, b, Taf. XL) schwankten um 52 herum (die besten Zählungen ergaben 49 bis 54, davon aber die Mehrzahl über 50), die andern um 60 herum (Fig. 69, 70, Taf. XL) (die besten Resultate betrugen 58 bis 62). Eine gewisse Kontrolle wird dadurch möglich, daß es zuweilen gelingt, die Äquatorialplatten zweier Schwesterzellen zu zählen, wie es auch Kautzsch schon getan hat. In diesen Fällen fand ich stets in beiden an- nähernd die gleiche Zahl. Fig. 71a und b stellen solche Schwesterzellen dar; in der linken zählte ich 52, in der rechten 50 Chromosomen. Ich möchte nochmals betonen, daß man sich bei diesen Zählungen auf einem recht unsicheren Boden bewegt. Ich hätte deshalb meine Resultate nicht veröffentlicht, wenn sich nicht eine so auffallende Übereinstimmung mit den IvAUTZscHschen Befunden ergeben hätte. So glaube ich wohl, daß diese beiden Angaben, obwohl jede für sich nur schwach fundiert ist, doch geeignet sind, sich gegenseitig eine gewisse Stütze zu verleihen.

über Abweichungeil bei der Eireifung von Ascaris. 621

Die großen Chromosomen scheinen demnach in verschiedenen Indi- viduen bei der Diminution in eine verschiedene Anzahl von kleinen Ele- menten zerlegt zu werden. Bei einem Teil der Embryonen liefern die zwei ursprünglichen Chromosomen (Univalens) etwa 60 Diminutions- körner, bei dem andern Teil etwa 52. Bei der Übereinstimmung zwischen den Angaben von Kautzsch und mir darf man wohl annehmen, daß es sich hier um eine konstante Differenz (etwa acht, nach Ivautzsch etwa neun) handelt, für die nur infolge der schwierigen Zählungsbedingungen etwas schwankende Werte gefunden wurden. Die von mir ermittelte Gesamtzahl der kleinen Chromosomen entspricht allerdings den Kautzsch- schen Befunden nicht ganz. Ich fand 52—60, während nach Kautzsch 63—72 zu erwarten wären. Ich muß es unentschieden lassen, ob es sich hier um wirkliche Differenzen im Material oder nur um Zählungsfehler handelt. Und ich glaube, man braucht dem keinen sehr großen Wert bei- zumessen, da sich ja trotzdem eine fast übereinstimmende Differenz zwi- schen den beiden Gruppen von Resultaten ergab.

Und diese Differenz ist es gerade, die uns besonders interessiert und die uns hier beschäftigen soll. Die Annahme von Kautzsch, daß es sich um Geschlechtsunterschiede handelt, scheint mir ebenso naheliegend wie einleuchtend, zumal wir bei Ascaris lumbricoides einen ganz analogen Fall kennen. Edwards stellte hier in der Spermatogenese eine Gruppe von fünf Idiochromosomen fest, und schildert die Zahlenverhältnisse für (^ und $ folgendermaßen:

19 + 5 (Ei) + 19 (Spermium) = 43: c^, (mit einer Gruppe von öldiochrms.), 19+5 (Ei) +19+5 (Sprm.) =48: $, (mit zwei Gruppen von öldiochrms.).

Für Äse. wieg, wäre nach den obigen Angaben eine Gruppe von etwa acht Idiochromosomen anzunelunen, und die Chromosomenzahlen würden für Univalens ungefähr folgende Werte haben:

22+8 (Ei) + 22 (Spermz.) = 52 : (J , (mit einer Gruppe von 8 Idchrs.), 22 + 8 (Ei) + 22 + 8 (Spz.) = 60 : $ , (mit zwei Gruppen von 8 Idchrs.).

Nimmt man diese einstweilen allerdings noch etwas hypothetischen Vorstellungen an, so fragt es sich nun, ob und wie die übrigen Angaben über »Heterochromosomen« bei Äse. meg. mit dieser Anschauung zu ver- einigen sind. Kautzsch zieht die Konsequenz seiner oben zitierten An- sicht über die »akzessorischen« Chromosomen und lehnt die Möglichkeit eines solchen Kompromisses von vornherein ab. Es scheint mir nun aber doch manches dafür zu sprechen, daß jenes gelegenthch auftretende Ele- ment der losgelösten Gruppe von Idiochromosomen entsprechen könnte.

Die zunächst von Boveri gehegte Vermutung, daß normalerweise das Geschlechtschromatin mit den großen Chromosomen verbunden ist, ließ

622 Bruno Geinitz

fürs Erste die Annahme als die natürlichste erscheinen, daß diese An- lagerung an dem einen Ende des großen Chromosoms stattgefunden habe. Mit Rücksicht auf die Diminutionsvorgänge scheint dies jedoch aus- geschlossen zu sein. Denn dann würde sich das Geschlechtschromatin nur in der Keimbahn erhalten, in sämtlichen somatischen Zellen aber degenerieren, eine Vorstellung, die auf Grund der seither angestellten Ver- erbungsexperimente, wie auch nach dem Verhalten der hermaphroditen RhaMitis nigrovenosa kaum annehmbar ist.

Man kann sich den Bau eines großen Chromosoms von Asc. meg., wie er etwa einem nicht diminuierten Furchungschromosoma zu- kommt, nach einer unveröffentlichten Vermutung Boveris etwa so vor- stellen, wie die nachstehende schematische Figur es veranschaulicht.

^OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOi

An den beiden Enden ist durch grauen Ton das Diminutionschromatin kennthch gemacht; dazwischen liegen, in emfacher Reihe hintereinander geordnet und in eine gemeinsame Grundmasse eingebettet, die kleinen Chromosomen, 30 an der Zahl. Davon sind acht schwarz gezeichnet, sie sollen die besprochene Gruppe von Idiochromosomen darstellen und sind alle nebeneinander an dem einen Ende des nicht von der Diminution be- troffenen Abschnittes eingeschaltet. Dies rechtfertigt sich dadurch, daß eine Gruppe von Idiochromosomen, wie wii" sie etwa bei Äscaris lumbri- coides, oder bei Gelastocoris oder ÄcJiolla (Payne) finden, oft ein gemein- sames und von den Autosomen mehr oder weniger abweichendes Ver- halten zeigen. Offenbar besitzen sie unteremander eine größere Affinität und stehen in einem gewissen Gegensatz zu den Autosomen. Einen Be- weis hierfür haben wir allerdings bei Äse. meg. vorläufig nicht.

Ein Herauslösen eines solchen Abschnittes, wie ihn der Idiochromo- somenbereich innerhalb des großen Chromosoms darstellt, erscheint nun aber durchaus möglich. Kautzsch gibt selber zu, daß neben anscheinend normalen Schleifen gelegentlich ein kleines Element neu auftreten könne, »wenn bei der Herausbildung der Schleifen aus dem ruhenden Kern ein Teil des Kerngerüsts sich abtrennt, die zugehörigen Schleifenenden aber aneinander Anschluß finden. « Boveri (1909) teilt eine ähnliche Annahme mit zur Erklärung gelegentlich vorkommender Abnormitäten, wo in der Prophase einer Teilung zwei Chromosomenschleifen wie Hake und Öse in- einander verhängt erscheinen (siehe seine Fig. 45— 47). Dieser Zustand, der in der Telophase der vorhergehenden Teilung wohl sicher noch nicht vor-

über Abweichungen bei der Eiveifung von Ascaiis. 623

banden war, ließe sich, wie Boveki ausführt, durch eine geringfügige Um- gruppierung der mittleren Chromosomenabschnitte während des Ruhe- stadimns — Lösung einer ursprünglichen Verljindung und Herstellung einer neuen zwischen den Teilen eines Chromosomas — entstanden denken (siehe seine Textfig. 3). Man kann sich nun leicht vorstellen, daß bei einer solchen Gelegenheit ein zu dem übrigen Chromatin in gewissem Gegensatz stehender Teil des Chromosomengerüstes ganz von dem übrigen abgetrennt wird und demzufolge später als selbständiges Chromatinelement auftreten würde. Die Möglichkeit solcher Vorgänge wird man also jedenfalls zu- geben müssen. Und dann scheint mir eben gerade der Idiochromosomen- bereich das Stück zu sein, dessen Loslösung am leichtesten möglich ist, sowohl wegen der oben besprochenen »Idiochromosomeneigenschaften«, wie auch auf Grund gewisser Überlegungen betreffs des Diminutions- chromatins.

Die bei der Diminution abgestoßenen Teile sind offenbar gar nicht Chromatin von der gleichen Quahtät wie der mittlere Abschnitt. Auf den ersten Blick freilich möchte man annehmen, daß auch die Endstücke eigentlich einer gewissen Anzahl von Einzelchromosomen entsprächen. Durch einen Vergleich mit den Verhältnissen bei Asc. hmiir. wird aber diese Vermutung höchst unwahrscheinlich. Hier ist von vornherein eine große Zahl von Chromosomen (48) vorhanden. Während der ersten Fur- chungsteilungen tritt ebenfalls eine Chromatindiminution ein (Bonnevie, 1901), nun aber nicht in der Weise, daß etwa einige von den kleinen Chro- mosomen degenerierten und so ausgeschaltet würden, sondern jedes einzelne Chromosom stößt jederseits ein Diminutionskörnchen ab. Jetzt, nach der Diminution erst, kann man die Lumbricoides-Chromosomen den kleinen Megalocephala-Chromosomen homolog setzen. Und man darf auf Grund dieses Vergleichs wohl behaupten, daß bei Äse. meg. die abge- stoßenen Teile nicht die Wertigkeit echter Chromosomen besitzen. Son- dern sie erscheinen als eine mehr indifferente Masse, die sich an die Enden der eigentlichen Chromosomen ansetzt.

Damit steht ihr Verhalten in den Ursomazellen im besten Einklang. Sie bleiben hier nach ihrer Ablösung untätig im Plasma liegen, machen keine Teilung mehr mit, sondern werden durch den Zufall hierhin und dorthin verschleppt, um schließlich zu degenerieren. Gelegentlich werden aber, wie BovERi (1900) gezeigt hat, die abgestoßenen Endstücke doch noch einmal geteilt. Dies hängt von dem Zeitpunkt der Diminution alj. Ist zur Zeit der Ablösung die Äquatorialplatte schon ausgebildet, die Chro- mosomenspaltung also schon eingeleitet, so kann noch eine einmalige Teilung der abgetrennten Stücke erfolgen. Wenn aber der Zusammenhang

624 Bruno Geinitz

schon früher gelöst ist, dann haben die isolierten Enden ein für allemal ihre Teilungsfähigkeit verloren.

Ähnliche Vorgänge, wie sie bei der normalen Diminution auftreten, konnte Payne (1912) nach Radiumbestrahlung auch in den generativen Zellen feststellen. Hier zerfielen die mittleren Abschnitte der großen Chromosomen häufig in eine größere Anzahl von Körnern, die normal geteilt wurden, wogegen die Enden, als Ganzes oder in einige Brocken zerfallen, ungeteilt und untätig liegen blieben und dann degenerierten. Hier ist also experhnentell ein scharfer Gegensatz zwischen dem mittleren und den beiden Endabschnitten des großen megalocephala-Chromosoms nachgewiesen, und zwar, was das Wichtige daran ist, in den generativen Zellen, in denen sonst keine Unterschiede wahrzunehmen sind.

Es ist auch fragUch, ob sich selbst in den generativen Zellen das Diminutionschromatin durch alle Zellfolgen hindurch erhält, ob es nicht zu gewissen Zeiten gleichsam neu an die eigentlichen Chromosomen an- kristallisiert. Hierdurch erscheint eine gelegentUche IsoHerung des Idio- chromosomenbereichs noch leichter verständlich. Dieser würde dann doch gewissermaßen am »Ende des Chromosoms« liegen, und würde des- halb am ehesten und leichtesten eine Ablösung erfahren können.

Die Idiochromosomengruppe würde demnach für gewöhnlich zwar von dem Diminutionschromatin überlagert sein, zuweilen aber vielleicht auch ganz frei liegen. Speziell für die Reifungschromosomen scheint es mir wahrscheinlich, daß sich hier das Diminutionschromatin überhaupt noch nicht angesetzt hat. Schon der sehr auffallende Längenunterschied gegenüber den Furchungschromosomen würde mit dieser Annahme gut übereinstunmen. Vor allem aber zeigen die Tetraden-Stäbchen oft ihrer ganzen Länge nach eine große Gleichmäßigkeit der Struktur. Häufig sind sie genau metamer aus einer Reihe ganz gleichgroßer Scheibchen zusammengesetzt (Boveri, 1887). Auch hierin stehen sie im Gegensatz zu den Furchungschromosomen, bei denen zwar eine feinere Struktur meist nicht sichtbar ist, wo sich indessen die kolbenförmig angeschwollenen Endstücke oft recht deutlich von dem mittleren Teil abheben.

Daß diese Chromosomenenden gelegentlich ganz oder teilweise ab- brechen können, steht außer Zweifel. Ein großer Teil der bisher beschrie- benen Bruchstücke wird so entstanden sein. Für uns handelt es sich darum, ob auch die als Heterochromosomen in Anspruch genommenen Stücke hierher gehören, wie Kautzsch annimmt, also aus Diminutionschromatin bestehen, oder ob sie einem bestimmten losgelösten Teil des eigentlichen Chromosoms entsprechen. Ein absolut sicheres Kriterium zur Ent- scheidung dieser Frage gibt es vorläufig nicht. Doch scheinen mir alle

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 625

die angeführten Beobachtungen zugunsten der letzteren x\nnahme zu sprechen. Es sind dies, um es kurz zusammenzufassen, einerseits das absolut konstante Auftreten der »Heterochromosomen« in sämtlichen Oocyten gewisser Individuen, die annähernd konstante Größe, die glatten Konturen (während der Furchung), die Ijeschränkte Zahl (nie mehr als vier, meist zwei Elemente während der Reifung, nie mehr als zwei, meist eines während der Furchung), das Fehlen von Anzeichen, daß ein bestimm- tes Schleifenende abgerissen ist (s. S.613), und die Teilungsfähigkeit; auf der andern Seite der offensichtliche Gegensatz des Diminutionschromatins zu dem übrigen Chromatin, die mangelnde Teilungsfähigkeit der abge- stoßenen Endstücke 1), ihr Degenerieren in den PAYNESchen Eadium- versuchen.

Durch alle diese Argumente scheint es mir sehr wahrscheinlich ge- worden, daß die beschriebenen Heterochromosomen nicht zufällig ab- gebrochene Endstücke, also Diminutionschromatin sind, sondern daß sie abgelöste Teile des eigentlichen Chromosoms darstellen. Eine solche Ablösung liegt nach den obigen Ausführungen durchaus im Bereich der Möglichkeit. Wenn sie aber eintritt, wird vorzugsweise der oben als Idiochromosomenbereich in Anspruch genommene Bezirk davon betroffen werden. Darum glaube ich, daß die beiden einander zunächst scheinbar widersprechenden Angaben durchaus zu vereinigen sind, daß also die schon wiederholt und auch in der vorliegenden Arbeit wieder beschrie- benen »Heterochromosomen« wirklich Geschlechtschromosomen sind, und daß sie sehr wohl als die losgelöste Gruppe der von Kautzsch und mir wahr- scheinlich gemachten Idiochromosomen-Gruppen aufgefaßt werden können.

Zusainmenfassttug.

I. Teil.

1. Sämtliche Oocyten einer Asc. meg. Uv. zeigen in der Prophase der ersten Reifungsteilung die abnorme Erscheinung, daß vier Dyaden statt der gewohnten zwei Tetraden vorhanden sind.

2. Die Dyaden zeigen sehr auffallende und konstante Größenunter- schiede, indem immer zwei größere und zwei kleinere vorkommen.

3. Sehr selten wurden mehr Elemente beobachtet, die dann durch Fragmentierung der typischen vier Stücke zu erklären sind.

1) Hier ist natürlich nur von Bruchstücken die Rede, die in der Größe ungefähr den Heterochromosomen entsprechen. Größere Fragmente, die neben dem Diminutions- chromatin auch noch einen Teil des eigentlichen Chromosoms enthalten, werden sich auch, weiterhin normal teilen können.

626 Bruno Geinitz

4. Die Dyaden AYerden meist in der ersten Teilung in ihre beiden Bestandteile getrennt, fast immer verläuft diese Teilung normal.

5. Die zweite Teilung, durch die die zwei großen und die zwei kleinen einzelnen Stäbchen verteilt werden sollten, verläuft fast stets anormal, indem die Verteilung rein zufällig, daher fast stets unregelmäßig erfolgt. Dabei können weitere Fragmentierungen der Chromosomen auftreten.

6. Im Vorkernstadium bildet oft jedes der im Ei verbliebenen Chro- mosomen oder Chromosomenbruchstücke ein Kernbläschen für sich, so daß meist mehr als ein weiblicher Vorkern vorhanden ist, zuweilen bis zu sechs, oft von sehr verschiedener Größe.

7. Die erste Furchungsspindel zeigt sehr wechselnde Zahlen- und Größenverhältnisse der Chromosomen, nur selten finden sich vier normal große Chromosomen. Da die spätest abgetöteten Eier nicht über das Zweizellenstadium hinausgelangt sind, läßt sich über ihre Entwick- lungsfähigkeit nichts aussagen.

8. Auch bei Äse. meg. sind die Tetraden wahrscheinlich durch Kon- jugation zweier längsgespaltener Chromosomen entstanden.

9. Die Dyaden in unserem Fall sind wohl als die vier ursprünglichen, längsgespaltenen Chromosomen aufzufassen, bei denen es nicht zu einer Konjugation gekommen ist.

10. Höchstwahrscheinlich stammen die zwei großen Dyaden von dem einen, die zwei kleinen von dem andern der beiden Eltern.

11. Der Grund für das Ausbleiben der Konjugation ist vielleicht eine der äußeren Größendifferenz entsprechende zu starke innere Verschieden- heit der väterUchen und mütterlichen Chromosomen.

12. Zur Entscheidung der Frage, ob normaler Weise die erste oder zweite Teilung die Reduktionsteilung ist, läßt sich das Material, entgegen der Meinung Tretjakoffs, nicht verwerten.

13. Die Unregehnäßigkeiten der Chromatinverteilung rühren daher, daß der Teilungsapparat der Aufgalje, eine Anzahl ganzer Chromosomen in regulärer Weise zu verteilen (Primärtypus) nicht gewachsen ist.

14. Die Chromosomenkonjugation erscheint daher schon aus teilungs- mechanischen Gründen nötig.

II. Teil.

15. In drei von 26 Tieren {Äse. meg. Uv.) wurden freie Heterochromo- somen in der Oogenese gefunden, und zwar in allen Oocyten ohne Aus- nalune.

16. Sie treten fast stets als zwei verbundene Kügelchen auf und repräsentieren höchstwahrscheinlich ein gespaltenes X-Chromosom, das

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 627

die normale Verbindung mit dem zugehörigen Autosom gelöst hat, während das zweite mit seinem Autosom verbunden bleibt.

17. Die Spalthälften werden meist in der ersten Eeifungsteihmg ge- trennt. Das in der Oocyte II zurückbleibende Element gelangt in den zweiten Richtungskörper oder in das reife Ei. Nicht selten findet die Trennung erst bei der zweiten Teilung statt.

18. Daneben kommen verschiedene Unregelmäßigkeiten in der Ver- teilung vor. Beide Spalthälften können gemeinsam in den ersten Rich- tungskörper wandern, gelegentlich auch in den zweiten Richtungskörper oder in das reife Ei.

19. Eine Teilung der Spalthälften selbst kommt nicht vor. Sie kann auch nach dem sub 16 Gesagten nicht erwartet werden, trotz der gegen- teiligen Angaben von Frolowa.

20. In dem Vorkernstadium bildet das X-Chromosom häufig ein kleines Extrakernbläschen.

21. In den ersten Furchungsspindeln tritt oft ein X-Chromosom auf, selten auch zwei (nie mehr), die in diesen Fällen beide dem Ei entstammen. Die befruchtenden Spermatozoen enthielten hier keine freien Hetero- chromosonien.

22. In ganz vereinzelten Ausnahmefällen wurde eine X-Te trade (Keimbläschen) oder vier freie X-Elemente (zweite Richtungsspindel) be- obachtet, was so aufzufassen sein dürfte, daß sowohl das väterliche, wie das mütterliche X-Chromosom sich selbständig gemacht haben.

23. Die Unregelmäßigkeiten in der Verteilung sowie einige andere Beobachtungen zeigen eine gewisse Direktionslosigkeit der selbständig gewordenen X-Chromosomen und deuten auf eine geringe Abnormität der Eizelle, Diese gestattet uns aber gerade den Einblick in die sonst nicht sichtbaren Verhältnisse der Geschlechtsbestimmung und erlaubt uns den Rückschluß, daß im normalen Verlauf der Oogenese von den mit den vier Stäbchen einer Tetrade verbundenen X-Elementen stets eines in das reife Ei gelangen muß.

24. Das Geschlechtschromatin ist, solange es in seiner normalen Ver-

^Ö^

bindung mit dem Autosom steht, nicht an dessen Ende angelagert zu denken. Am wahrscheinlichsten dürfte es am Ende des eigenthchen »Autosoms«, aber nach außen noch von dem Diminutionschromatin überlagert, seinen Platz haben.

25. Ein gelegenthches Herauslösen gerade dieses Abschnittes er- scheint durchaus möghch.

26. Gegen die Annahme, daß alle bei Asc. meg. beschriebenen Hetero- chromosomen zufällig abgebrochene Endstücke sind, lassen sich eine

628 Bruno Geinitz

Eeihe von Argumenten einerseits aus den Eigenschaften der Hetero- chromosomen, andererseits aus denen des Diminutionschromatins anführen.

27. Von Kautzsch und mir ist eine Gruppe von acht (neun) Idio- chromosomen bei Asc. meg. wahrscheinlich gemacht worden.

28. Alle Argumente, die gegen die Bruchstücknatur der »Hetero- chromosomen« sprechen, sind zugleich eine Stütze für die Annahme, daß diese gelegentlich auftretenden Stücke nichts anderes als die losgelöste Gruppe dieser Heterochromosomen sind.

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(1905b), Die Spermatogenese bei Ascaris megalocephala. Ebenda.

Wassermann (1913), Die Oogenese des Zoogonus mirus. Arch. f. mikr. Anat. 83.

Wilson, E. B. (1911), The sex cliromosomes. Arch. f. miki". Anat. 77.

Zacharias, 0. (1912), Über chromatophile Körperchen (Parachromosomen) in den

Kernen der Eimutterzellen von Ascaris megaloc. Zool. Anz. 40.

630 Bruno Geiiiitz

Erklärung der Abbildungen,

Sämtliche Abbildungen wTirden mit dem großen Abbeschen Zeichenapparat ent- worfen, mit Zeiss Apocluomat 2 mm, n.Ap. 1,30 und Comp.-Ocular 6. Vergrößerung rund 1250. Die meisten Bilder wm'den nach Totalpräparaten gezeichnet, Fixierung Alk. Eisessig (95 T. 70% Alk. + 5 T. Eisessig), Färbung Grenachers Boraxkarmin; niu: einige, die mit einer entsprechenden Bemerkung versehen sind, nach 20 /« bzw. 5 j.i dicken Schnitten; Fixierung ebenso oder Pikrinessigsäure, Färbung Heidenhains Eisen- hämatoxj'hn.

Abkürzungen: Rsp. = Richtungsspindel, Rk. = Richtungskörper, Yk. = Vor- kern, Fsp. = Furchungsspindel, Chrs. = Chromosom.

Tafel XXXVIII.

AUe Figiu-en mit Aufnahme von Fig. 32 sind nach Eizellen einer einzigen Asc. meg. Uv. gezeichnet («Dj^adenmaterial«). Fig. 2, 8, 11, 17, 30 nach 20 j.i dicken Schnitten.

Fig. 1. Keimbläschen. 4 Dyaden, 2 größere und 2 kleinere, in der Mitte der Nucleolus.

Fig. 2—8. Vorbereitung zur ersten Rsp.

Fig. 2. 4 Dyaden, 2 größere und 2 kleinere. Größenverhältnis etwas 3 : 2. Die rechte zeigt die U-Form. Die beiden mittleren die Y-Form. Adiromatische Verbin- dungen. An der größten Dyade von jedem Schenkel ein kleines Stück abgebrochen.

Fig. 3. Ebenso. Strukturdifferenzen zwischen den beiden HäKten der größten Dyade.

Fig. 4. Ebenso. An der größten Dyade in der Mitte der eine Schenkel zerbrochen. Entstehimgsmöglichkeit zweier halbgroßer aus einer großen Dyade.

Fig. 5. Vier Dyaden und eine »IMikrotetrade ((. Diese nicht vierwertig, sondern wohl von einer der drei kleineren Dyaden abgebrochen. Selten.

Fig. 6. Fünf Dyaden; zwei von den kleineren wohl durch Zerbrechen einer großen, ursprünglichen Dyade entstanden. Selten.

Fig. 7. u. 8. Ringforni der einen großen Dyade. Strukturdifferenzen zwischen den beiden kleinen.

Fig. 9. Erste Rsp. von der Seite.

Fig. 10. Erster Rk. eben abgeschnürt. In ihm wie auch im Ei je zwei lange und zwei kurze einzelne Stäbchen.

Fig. 11. Abnorme zweite Rsp.; kein erster Rk. gebildet. Die Dyaden bis auf eine in ihre Hälften zerlegt.

Fig. 12. Zweite Rsp.; Größen- und Strukturdifferenzen der vier Elemente; vgl. Fig. 8.

Fig. 13. Zweite Rsp. vom Pol gesehen ; 2 lange und 2 kurze Chromosomen.

Fig. 14 — 16. Zweite Rsp. Die Chromosomen liegen regellos durcheinander. Einzelne Stücke abgebrochen.

Fig. 17, 18. Zweite Rsp. vierpolig. Fig. 17 abnorm. Vgl. Fig. 11. Nur eine Dyade in ihre Hälften zerlegt. Ausnahme.

Fig. 19. Abschnürung des II. Rk. Nur zwei kleine Chromatinelemente, wohl Bruchstücke, werden ausgestoßen.

Fig. 20. Ebenso. Ein großes und ein kleines Stäbchen werden abgegeben, zwei ebensolche bleiben im Ei. Normal. Selten. I. Rk. normal.

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 631

Fig. 21—23. Vk. Stadien.

Fig. 21. Zwei sehr verschieden große Q Vk. Der Ideine wohl aus einem Chrs.- Bruchstück entstanden. Darunter der 6 Vk. Die Ek. lagen oben.

Fig. 22. Sechs weibliche Vk. Sehr chromatinarm und verschieden groß, in jedem ein Nucleolus. Darunter der (5 Vk.

Fig. 23. Vier Q Vk. Der 6 nicht gezeichnet. Nur ein Rk. gebildet. Vgl. Fig. 11.

Fig. 24—30. I. Fsp.

Fig. 24. Fünf Chi's. Die beiden größten wohl männlich. Das kleinste wohl ein- Bruchstück.

Fig. 25. Sieben Chromosomen. Die beiden größten, normal aussehenden wohl wieder S. Von den übrigen die beiden größten vielleicht von den kleinen Dyaden stammend. Die anden wohl Bruchstücke.

Fig. 26, 27. Vier normal aussehende Chromosomen. In Fig. 27 noch zwei kleine Chromatinelemente, weitab und tiefer gelegen, machen wohl die Teüung nicht mit.

Fig. 28. Die Vk. eben aufgelöst und die Fsp. eben ausgebildet. Wohl Befruchtung durch Univalens- (5 . Demnach das hnks allein hegende Chrs. (5 , die drei rechtsgelegenen sehr verschieden großen Q .

Fig. 29. Drei Chrs. Die beiden oberen normal aussehenden wohl wieder (5, das untere auffallend dünne Q .

Fig. 30. Zwei Chrs. Wohl beide c5. Alles Q Clu-omatin an die Rk. abgegeben.

Fig. 31. Vorbereitung zur I. Rsp. Oben die beiden kleinen Dyaden. In dem unteren Gebilde müssen die beiden großen enthalten sein. Vielleicht bei x x die vier Endpunkte. Konjugationsversuch? ?

Fig. 32. Ovocyte I. aus einem andern, normalen Weibchen. Die untere Tetrade aus zwei Dyaden von auffallend verschiedener Länge zusammengesetzt.

Tafel XXXIX und XL.

AUe in den Fig. 33 — 68 dargestellten Eizellen, mit alleiniger Ausnahme von Fig. 36, stammen aus den Eiröhren zweier Äse. meg. liv., die beide ganz die gleichen Verhältnisse zeigen ( »Heterochromosomenmaterial «). Fig. 35, 38, 39, 41, 42, 63 — 65, 67 nach 20 f.i dicken Schnitten.

Tafel XXXIX.

Fig. 33 — 35. Keimbläschen. Die zwei großen Tetraden und die X-Dyade.

Fig. 33. Die X-Dyade frei gelegen. Die beiden Elemente dicht benachbart.

Fig. 34. Die beiden Elemente in geringer Entfernung. Untereinander und mit zwei Stäbchen einer Tetrade achromatisch verbunden. Selten.

Fig. 35. Die beiden X-Elemente als Köpfchen zwei Stäbchen einer Tetrade auf- sitzend. . Selten.

Fig. 36. Keimbläschen aus dem dritten Wurm, von dem ich keine späteren Sta- dien besitze. Zwei große Tetraden, vmd eine kleine, die wohl sicher als X-Tetrade auf- zufassen ist. Der einzige einwandfreie Fall.

Fig. 37—39. Erste Rsp. Die X-Dyade frei zwischen oder neben den beiden großen Tetraden.

Fig. 40—42. Telophase der I. Teilimg. Verteilung der X-Elemente.

Fig. 40. 1. Rk. und Ooc. II. erhalten je ein X. Der häufigste Fall.

Fig. 41. Beide X-Elemente gehen in den 1. Rk, Seltener.

Fig. 42. Beide X-Elemente bleiben in der Ooc. IL Seltener.

Archiv f. Zellfoiscliung. XIII. 41

ß32 Bruno Geinitz

Fig. 43—49. 2. Rsp. Verteilung des oder der X-Elemente.

Fig. 43, 44. 1. Rk. ein X, 2. Rsp. ein X. In Fig. 44 ganz am Rande der Spindel.

Fi«^. 45, 46. 1. Rk. zwei X, 2. Rsp. kein X. Fig. 46 Polansicht der Spindel.

Fig. 47 49. 1. Rk. kein X, 2. Rsp. zwei X. In Fig. 47 noch beide benachbart.

Selten. In Fig. 48 und 49 schon beide getrennt, wohl der ersten Teilung entsprechend. In Fig. 49 beide ganz am Rande der Spindel.

Fig. 50. 2. Rsp. Polansicht. 1. Rk. ein X, 2. Rsp. ein X. Auffallender Größen- unterschied zwischen den beiden Stäbchen der rechten Dyade im Ei. Auch zwischen denen der rechten im 1. Rk., wenn auch nicht so deutUch. Beide Dyaden haben wohl zusammen eine Tetrade gebildet, und die beiden X-Elemente dürften ursprünglich ein- mal mit den beiden kürzeren Stäbchen in Zusammenhang gestanden haben.

Fig. 51. 1. Rk. mit einem X. Ebenfalls Größenunterschied zwischen den Stäb- chen der oberen Dyade.

Fig. 52 — 56. Verteilung der X-Elemente durch die 2. Rsp.

Fig. 52, 53. Telophase der zweiten Teilung. Fig. 52. 1. Rk. ein X, 2. Rk. kein X, Ei ein X.

Fig. 53. 1. Rk. ein X, 2. Rk. ein X, Ei kein X.

Fig. 54. 1. u. 2. Rk. kein X, Ei zwei X. Drei Q Vk.-Bläschen. Selten.

Fig. 55. 1. Rk. kein X, 2. Rk. zwei X, 2 Vk. kein X. Selten.

Fig. 56. 1. Rk. ein X, 2. Rk. ein X, Q Vk. kein X.

Tafel XL.

Fig. 57, 58. Abnorme 2. Rsp. Kein 1. Rk. gebildet. In Fig. 57 die beiden X- Elemente noch ungetrennt als Dyade. Selten. In Fig. 58 schon getrennt, wohl der ersten Teilung entsprechend. Relativ häufig.

Fig. 59, 60. 2. Rsp. Seltene Ausnahmefälle mit vier X-Elementen.

Fig. 59. AUe vier X-Elemente in der 2. Rsp. zwei noch eine Dyade bildend, die beiden anderen schon getrennt.

Fig. 60. Die eine X-Dyade im ersten Rk., die andere in der zweiten Rsp. Der normale Fall. Zu beachten die Größemmterschiede zwischen den beiden großen Dyaden der 2. Rsp., auch zwischen denen des 1. Rk., wenn auch weniger deutlich. Die Stäbchen einer Dyade untereinander gleich oder fast gleich lang. Die beiden kürzeren Dyaden haben wohl zusammen eine Tetrade gebildet, und die vier X-Elemente standen ursprünglich einmal mit dieser im Zusammenhang.

Fig. 61, 62. Vk. Stadium. Ein X-Element im reifen Ei, hat ein kleines Extra- kernbläschen gebildet.

Fig. 61. 1. Rk. kein X, 2. Rk. ein X, Ei ein X. In der Mitte der männhche Vk.

Fig. 62. 1. Rk. ein X, 2. Rk. kein X, Ei ein X. Der 6 Vk. in der Mitte.

Fig. 63 — 66. 1. Fsp. mit einem X-Chromosom.

Fig. 63, 64. Alle acht freien Enden der großen Chi'omosomen mit deutlicher Anschwellung. Nirgends eine Bruchstelle.

Fig. 64. Das X-Chromosom weit von den übrigen entfernt und ganz außerhalb der Spindelfigur.

Fig. 65. Das eine Chromosom zerbrochen. Unterschied zwischen den Bruch- stellen und den Konturen des X-Chrs.

Fig. 66. Sechs große Chrs, und das kleine. Kein 1. Rk. gebildet, daher vier weibl. Chrs.

über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. 633

Fig. 67, 68. I. Fsp., vier große Chrs. und zwei kleine Chrs. Diese stammen beide aus dem Ei, da sie in den Ek. fehlen (Fig. 68). In Fig. 67 liegen sie beide mit in der Äquatorialplatte, in Fig. 68 ziemlich weit davon entfernt.

Fig. 69 — 71. Diminutionsäquatorialplatten des 4-Zellenstadiums. Asc. meg, univ. Fixierung Pikrinessigsäure. Schnitte, 5 (.i. Heidh. Haemat.

Fig. 69. 61 Chrs.

Fig. 70. 60 Chrs.

Fig. 71 a u. b. Schwesterzellen. Links 52, rechts 60 Chrs.

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Druck von Breitkopf & Härtel in Leipzig.

Archiv für ZeUfor'sohung Bd. XIII.

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Inhalt des 4. Heftes.

Seite

Giuseppe Levi, II comportamento dei condriosomi dnrante i piü precoci periodi dello sviluppo dei Mammiferi. Colle 7 figure nel testo e tavole XXXI— XXXIV 471

Kaltenbach, Beitrag zur Kenntnis der Centrosomenbildung bei Thyeano-

zoon Brocchii. Mit 6 Figuren im Text 525

Bruno Monterosso, Su Torigine el la costituzione dei materiali deutoplas- mici nell' oocite in accrescimento dei Mammiferi. Colle 2 figure nel testo e tavole XXXV e XXXVI 530

Leonardo Martinotti, Ricerche sulla fine struttura dell' epidermide nmana normale in rapporto alla sna funzione eleidocheratinica. Nota III. Lo Strato lucido e la produzione eleidinica. Con tavola XXXVII . 563

Bruno Geinitz, Über Abweichungen bei der Eireifung von Ascaris. Mit

1 Figur im Text und Tafel XXXVIII- XL 588

Verlag von Wilüielni Engelmann in Leipzig.

Zeitschrift für wissenschaftl. Zoologie

Begründet von Carl Theodor v. Siebold und Albert v. Kölliker

Herausgegeben von

Ernst Ehlers

Professor an der Universität zu Göttingen

Hundertelfter Band, 1. Heft

Seite 1—151. Mit 35 Figuren im Text und 3 Tafeln. Gr. 8. Jl 10.—

Inhalt: Anton Mühldorf, Beiträge zur Entwicklungsgeschichte und zu den philogenetischen Beziehungen der Gordiuslarve. Mit 4 Figuren im Text und Tafel I— III. — Hans Blunck, Die Entwicklung des Dytiscus marginalis L. vom Ei bis zum Imago. 1. Teil. Das Embryonalleben. Mit 31 Figuren im Text.

Hundertelfter Band, 2. Heft

Seite 152-280. Mit 57 Figuren im Text und 1 Tafel. Gr. 8. Jl 8.—

Inhalt: Hermann Jörschke, Die Facettenaugen der Orthopteren und Termiten. Mit 57 Figuren im Text und Tafel IV.

Hundertelfter Band, 3. Heft

Seite 281—444. Mit 49 Figuren im Text und 3 Tafeln. Gr. 8. Jl 12.—

Inhalt: Georg Bierbaum, Untersuchungen über den Bau der Gehör- organe von Tiefseefischen. Mit 17 Figuren im Text und Tafel V — VI. — Alfred Behner, Beitrag zur Kenntnis der Hydromedasen. Mit 23 Figuren im Text und Tafel VII. — Richard Lehr, Die Sinnesorgane im Innern des Pedicellus von Dytiscus marginalis mit besonderer Berücksichtigung des Johnstonschen Organs. Mit 9 Figuren im Text.

Hundertelfter Band, 4. Heft

Seite 445-647. Mit 90 Figuren im Text und 2 Tafeln. Gr. 8. Jl 13.—

Inhalt: Erich Brückner, Beitrag zur Kenntnis von Perigonismus Cita- ritia Weismann und Gemmaria implexa var. neapolitana Hargitt. Mit 24 Figuren im Text und Tafel VIII und IX. — Ernst Schmalz, Zur Morphologie des Nervensystems von Helix pomatia L. Mit 16 Figuren im Text. — Wilhelm Fernau, Die Niere von Anodonta cellensis Schrot. III. Teil. Mit 50 Figuren im Text.

Hundertzwölfter Band, 1. Heft

Seite 1—238. Mit 86 Figuren im Text und 6 Tafeln. Gr. 8. .// 17.—

Inhalt: Henrik Strindberg, Zur Kenntnis der Hymenopteren-Entwicklung. Vespa vulgaris nebst einigen Bemerkungen über die Entwicklang von Trachusa serratulae. Eine embryologische Untersuchung. Mit 8 Figuren im Text und Tafel I — II. — A.W. Jakubski, Stadien über das Gliagewebe der Mollusken. IL Teil. Cephalopoda. Mit Tafel III und IV. — Fritz Künneth, Die Stigmen- versorgung des Insektenthorax. Mit Tafel V. — Eichard Krause, Beitrag zur Kenntnis der Hemistominen. Mit 78 Figuren im Text und Tafel VI.

Hundertzwölfter Band, 2. Heft

Seite 239—432. Mit 58 Figuren im Text und 6 Tafeln. Gr. 8. Jl 16.—

Inhalt: Erich Geipel, Beiträge zur Anatomie der Leuchtorgane tropischer Käfer. Mit 23 Figuren im Text und Tafel VII und VIII. — R. Vogel, Beitrag zur Kenntnis des Baues und der Lebensweise der Larve von Lampyris nocti- luca. Mit 35 Figuren im Text und Tafel IX— XII.

Hundertzwölfter Band, 3. Heft

Seite 433—571. Mit 55 Figuren im Text. Gr. 8. Jl 9.—

Inhalt: Fr. Wetekamp, Bindegewebe und Histologie der Gefäßbahnen von Anodonta cellensis. Mit 40 Figuren im Text. — Olof D. Hammarsten, Zur Entwicklungsgeschichte von Halicryptus spinulosus {von Siebold). Mit 15 Figuren im Text.

Hundertzwölfter Band, 4. Heft

Seite 572—718. Mit 25 Figuren im Text und 8 Tafeln. Gr. 8. Jl 15.^

Inhalt: C. Janicki, Untersuchungen an parasitischen Flagellaten. II. Teil. Die Gattungen Devescovina, Parajoenia, Stephanonympha, Calonympha. — Über den Parabasalapparat. — Über Kernkonstitution und Kernteilung. Mit 17 Fi- guren im Text und Tafel XIII— XVIII. — Otto Kühne, Der Tracheenverlauf im Flügel der Koleopterennymphe. Ein Beitrag zur Entwicklung und systema- tischen Beurteilung des Käferflügelgeäders. Mit 8 Figuren im Text und Tafel XIX und XX.

Druck von Breitkopf ä Härtel in Leipzig.

New York Botanical Garden Librar

3 5185 00258 9628

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