FOR THE PEOPLE FOR EDVCATION FOR SCIENCE LIBRARY OF THE AMERICAN MUSEUM OF NATUR.AL HISTORY I ARCHIV FÜR ^ ZELLFORSCHUNG* HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ZWEITER BAND MIT 38 TAFELN, 118 TEXTFIGUREN, 6 KURVEN UND ZAHLREICHEN TABELLEN. LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1909 w Inhalt des zweiten Bandes Erstes Heft Ausgegeben am 13. Oktober 1908 Seite N. K. Koltzoff, Studien über die Gestalt der Zelle. II. Untersuchungen über das Kopfskelett des tierischen Spermiums. (Mit Taf. I — V u. 18 Fig. im Text.) 1 Thomas H. Montgomery, Jr., On Morphological Difiference of the Chromo- somes of Ascaris megalocephala. (“With plates VI — VII.) 86 Rh. Erdmann, Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma, Kern und Chromosomen in dem sich entwickelnden Seeigelei. (Mit 6 Curven und zahlreichen Tabellen.) 76 J. Duesberg, La Spermiogenese cbez le rat, (Mus decumanus Pall., variete albinos). (Avec planche VIII.) 137 George Arnold, The Nucleolus and Microchromosomes in the Spermato- genesis of Hydrophilus piceus. (Linn.) (With plates IX — XI.) .... 181 E. A. Engel, Über die Secretionserscheinungen in den Zellen der plexus chorioidei des Menschen. (Mit Taf. XII.) 191 Zweites Heft Ausgegeben am 8. Dezember 1908 Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien. II. Heterotypische Mitose als Reifungscharakter. Nach Untersuchungen an Nereis limbata Ehlers. Thalassema mellita Conn. und Cerebratulus lacteus Hubr. (Mit Taf. XIII— XIX u. 23 Fig. im Text.) 201 Max Jörgensen, Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris Moquin Tandon (Herpobdella atomaria Carena). (Mit Taf. XX — XXIII u. 4 Fig. im Text.) 279 Richard Gold.^chmidt, Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus Lss. und der Primärtypus der Reduktion. (Mit Taf. XXIV u. XXV u. 6 Fig. im Text.) .’ 348 IV Drittes Heft Ausgegeben am 30. März 1900 Seite Carl ])ons, Beitrag zur Kenutuis der Eutiiicklung des Eies ron Tomopteris helgolandica, GreefiF. (Mit Taf. XXVI — XXIX u. 14 Fig. im Text) . . 371 M'aldemar Schleie, Vergleichende Untersuchung der Eireifung bei partheno- genetisch und bei geschlechtlich sich fortpflanzeuden Ostracoden. (Mit Taf. XXX— XXXIII) 390 Theodor Moroff, Oogenetische Studien. I. Copepodeu. (Mit Taf. XXXIV bis XXXVI u. 11 Fig. im Text) 432 Viertes Heft Ausgegeben am 11. Jlai 1909 Alexander Gurwitsch, Über Prämissen und anstoßgebeude Faktoren der Furchung und Zellvermehrung. (Mit 17 Fig. im Text) 495 F. Baltzer, Die Chromosomen von Strongyloceutrotus lividus und Echinus microtuberculatus. (Mit Taf. XXX VTI u. XXXVIII, 25 Fig. u. 8 Ta- bellen im Text) 549 Referate; Svante Arrhenil’S, Immuuochemie. (L’obert Bößle) 633 E. VON Düngern und R. Werner. Das Wesen der bösartigen Geschwülste. (Robert Rößle) 633 M. Nowikoff, Über die Wirkung des Schilddrüsenextrakts und einiger andrer OrganstofFe auf Ciliaten. (E. Keresheimer) 634 A. Guilltermond, Contribution ä l’etude cytologique des bacilles endo- spores. (E. Neresheimerj 635 P. Enriques, Die Conjugation und sexuelle Differenzierung der Infusorien. II. AViederconjugante und Hemisexe bei Chilodon. (E. Xereshemier) 635 M. Boissevain, Über Kernverhältnisse von Aetinosphaerium Eichhorni bei fortgesetzter Kultur. (E. Keresheimer) 638 W. Löwenthal, Notizen über Opalina ranarum nebst Bemerkungen über die Unterscheidung von Erji.hro- und Cyanochromatin. (E. Keresheimer) 638 W. Lebedew, Über Trachelocerca phoenicopierus Cohn, ein marines In- fusor. (E. Keresheimer) 639 Th. Moroff, Die bei den Cephalopodeu vorkommenden Aggregata-ArXen. (E. Keresheimer) 640 L. Leger und O. Duboscq, L’evolution schizogonique de l'Aggregata (Eucoccidium) eberthi (Labbä). (E. Keresheimer) 643 Lillie, Ralph S. , Momentary elevation of temperature as a mean of producing artificial parthenogenesis in starfish cggs and the condition of its actiou. (H. Ktipeltcieser) 645 Delage. Yves, La parthcnogenese electrique. (H. Kupelirieser) .... 646 M'aubuug, Otto, Beobachtungen über die Oxydationsprozesse im See- igelei. (H. Kupehoieser) 648 Yatsu, N., Some experiraents ou cell-division in the egg of Cerebratulus lacteus. (H. Kupelwieser) 649 Yatsu, N., A note on the adaptive siguificauce of the sperm-head of Cerebratulus. (H- Kupehoieser) 649 V Seite Fk. Meves, Die Choudriosomeu als Träger erblicher Anlagen. (P. Büchner) 650 S. Frowazek, Einfluß von Säurelösungen niedrigster Konzentration auf die Zell- und Kernteilung. (P. Büchner) 651 C. Artom, La maturazione, la fecondazione e i primi stadii di sviluppo deir uovo deir »Artemia salina« Lin. di Cagliari. (P. Büchner) . . . 651 E. Giglio-Tos e L. Granata, I mitocondri nelle cellule seminali maschili di Pamphagtis marmoratus (Burm.). (P. Büchner) 652 G. Lefevre and C. Mc. Gill, The Chromosomes of A7iasa iristis and Anax junius. (P. Büchner) 653 J. Arnold, Haben die Leberzellen Membranen und Binnennetze? (P. Büchner) 654 J. Arnold, Zur Morphologie des Knorpelglykogens und zur Struktur der Knorpelzellen. (P. Büchner) 654 E. Reichenow, Die Rückbildungserscheinungen am Annren-Haxvn wäh- rend der Metamorphose und ihre Bedeutung für die Zellforschung ([■’. Büchner) 654 V. Gregoire, Les fondaments cytologiques des theories courantes sur l’heredite mendelienne. (P. Büchner) 655 Studien über die Gestalt der Zelle. II. Uiitersuchniigeii über das Kopfskelett des tierischen Spermiums. Von N. K. Koltzoff (Moskau). Hierzu Tafel I — V und 18 Textfiguren. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit') unterwarf ich den Ge- danken einer eingehenden Besprechung, daß eine jede Zelle einen Tropfen flüssigen Protoplasmas repräsentiere, dem ein aus festen Fasern bestehendes Skelett die eine oder andre von der Kugelform abweichende Gestalt verleihen kann , und daß das flüssige Proto- plasma selbst ausschließlich ungeordneter, amöboider Bewegungen fähig sei, die nur dank dem Vorhandensein eines festen Zellskeletts in eine, geordnete umgewandelt werden können. Seit dem Erscheinen meiner Arbeit haben diese einfachen Annahmen bereits hier und da zur Erklärung verschiedener morphologischer Tatsachen (Sciiuberg 1906 und R. Goldschmidt, 1907), ebenso wie der äußeren Form und der Bewegungen hei den Protozoa (M. Hartmaxn, 1907 und andere] gedient. Im Bestreben, der Aufgabe, die ich mir gestellt hatte, nämlich die oben erwähnten Prinzipien zur Erklärung der verschiedenartigen Zellgestalt und der verschiedenen geordneten Bewegungen in Anwen- dung zu bringen, gerecht zu werden, wandte ich meine Aufmerksamkeit in erster Linie den Spermien, und zwar der Form ihres Kopfes zu. Dieses Objekt bietet eine ganze Reihe von Vorzügen. So ist erstens ihre Form eine lieständige und bei der Bewegung unveränderliche. 1) Studien über die Gestalt der Zelle. I. Untersuchungen über die Spermien der Decapoden, als Einleitung in das Problem der Zellengestalt. Archiv für mikr. Anatomie. Bd. 67. 1906. S. 361-571. Taf. XXV— XXIX. Archiv f. Zellforschung. II. 1 2 N. K. Koltzofl’ SO (laß hier die Frage von den sogenannten »kontraktilen« Fasern wegfällt; zweitens ist ihre Form in den verschiedenen Fällen eine höchst verschiedenartige: wir begegnen kugeligen, cylindrischeu, schraubenförmigen usw. Spermienköpfen; drittens stellen die Spermien freie Zellen dar, ihre Gestalt wird nicht durch den auf sie von Seiten andrer Zellen ausgeübten Druck beeinflußt, und zugleich sind dieselben , der Beobachtung im lebenden Zustande und der Experimeutieruug mit dem Einflüsse äußerer chemischer und physikalisch-chemischer Vorgänge besonders leicht zugänglich; viertens besteht der Haupt- bestandteil des Spermieukopfes aus Chromatinsubstanz, welche letztere sich in ihrer Färbbarkeit scharf von den Skelettfasern unterscheidet; dieser letztere Umstand führt zu einer Vereinfachung der Technik. Einen wesentlichen Vorteil bietet dieses Objekt auch in Bezug auf die Möglichkeit, zu jeder Jahreszeit und an einem beliebigen Ort die Arbeit fortzusetzeu, da mau bei beständiger großer Eeichhaltigkeit i des Materials sich stets und überall die einen oder andern reifen Spermien verschatfen kann. So begann ich die vorliegende Arbeit im Sommer 1905 im Gouvernement Poltawa,, wo ich die Spermien der verschiedenen Landformeu untersuchte; den größten Teil der | weiter unten zur Besprechung gelangenden Seetierspermien studierte ich an der Zoologischen Station zu Sebastopol, wo ich mich im Februar- April 1906 und im Januar 1907 aufhielt. Beendet mirde die Arbeit während meines sechswöchigen Aufenthaltes au der Zoologischen Station von Neapel im Sommer 1907. Ich benutze die Gelegenheit, den Direktionen beider Zoologischen Stationen meinen herzlichen Dank für das mir zuteil gewordene ständige liebenswürdige Ent- gegenkommen auszusprechen. Die Hauptresultate meiner Untersuchungen habe ich bereits im | Biologischen Ceutralblatt, Bd. XXVI, 23 veröfleutlicht. Doch konnte ■ ich in der vorläufigen Mitteilung natürlich nur ganz wenige von mir ' untersuchte Formen erwähnen und mußte mich auf eine geringe Au- I zahl von Abbildungen beschränken. Der Zweck der vorliegenden j Arbeit besteht darin, noch weitere Beweise zugunsten meiner Auf- j fassung der Entstehung der Zellgestalt herbeizuschaffeu, und ich schil- | dere deshalb hier eine große Anzahl von Objekten und füge eine bedeutende Menge Abbildungen bei. Doch war ich bei der Aus- wahl sowohl der einen als auch der andern stets bestrebt. Über- I flüssiges zu vermeiden; beim Studium der so formreichen Spermien begegnete ich natürlich häutig neuen und interessanten Erscheinungen, doch erwähne ich hier nur diejenigen Befunde, die unmittelbar auf Studien über die Gestalt der Zelle. 3 das Problem der Eutsteliuag der Zellform Bezug haben. Ich ver- meide deshalb Beschreibungen, die nur als solche, nicht als Er- klärungen von Interesse sind. Andrerseits lasse ich mich hier nicht auf vergleichend-morphologische Erklärungen ein und lasse die Frage von den Homologien der zu besprechenden Bildungen gänz- lich beiseite: der von mir hier behandelte Stoff hat lediglich eine bio-physikalische Bedeutung. Eine solche Einschränkung des zu behandelnden Stoffes wirkt auch bestimmend auf meine Stellungnahme zu der reichhaltigen und verstreuten Literatur über die Spermien. Meine Arbeit würde außer- ordentlich an Umfang zunehmen, wollte ich in bezug auf jedes be- sprochene Spermium eine Übersicht aller vorhandenen, den Bau und die Entwicklung dieses Spermiums betreffenden Daten anführen, um- somehr als diese Angaben entweder einen rein beschreibenden oder einen vergleichend-morphologischen Charakter tragen. Meine Arbeit zerfällt in fünf Abschnitte: nachdem ich im ersten die Untersuchungsmethoden dargelegt habe, schildere ich im zweiten das Kopfskelett der typischen tierischen Spermien; im dritten Ab- schnitt erörtere ich die Frage vom Bau und der chemischen Zu- sammensetzung des Skeletts, und im vierten und fünften, als Ergänzung dienenden Abschnitt gehe ich näher auf die Besprechung der vom normalen Typus wesentlich abweichenden Spermien gewisser Crusta- ceen, Turbellarieu und Arachuoidea ein. 1. Die Untersuchungsmethoden. I. Die vorliegende Arbeit basiert auf dem Studium lebender Spermien. Ich hatte von neuem Gelegenheit, mich davon zu über- zeugen, daß das Studium lebender Objekte mit starken Vergrößerungen den Ausgangspunkt einer jeden genauen cytologischeu Arbeit bilden müsse, da jegliche Fixierung und Färbung eine künstliche Verände- rung der Strukturen nach sich zieht. Die Resultate einer jeden Reaktion sind für uns nur bis zu dem Grade von Bedeutung, als wir uns über den Gang derselben klar sind und die zwischen dem Ausgangs- und Endpunkt liegenden Zwischenstadien kennen. Unter solchen Umständen dürfen wir nicht vor den Dimensionen der von uns herbeigeführteu Veränderungen zurückscheuen. Eine grobe, doch mehr oder weniger verständliche Reaktion ist für uns häufig von größrer Bedeutung als eine kaum merkliche, uns jedoch unverständ- liche Veränderung. So ist beim Studium der Eiweißkörper ihre Verbrennung, das Schmelzen mit Alkalien oder das Kochen derselben 1* 4 N. K. Koltzofif iu Säuren viel lehrreicher als ihre Denaturierung durch unbedeutende Temperaturveränderungeu oder einfach durch Abstehen. Aus diesem Grunde scheue ich auch beim Studium der feinsten Strukturen in den Spermien nicht vor Anwendung solcher Methoden zurück, die wohl vielen Cytologen ihrer Grobheit wegen unzulässig erscheinen würden, und beschreibe ruhig die Resultate der Bearbeitung mit starken Alkalilosungen oder unverdünnten Mineralsäuren ; andrerseits erwies sich das Studium von Schnitten durch Spermien, die nach den meistens als die feinsten anerkannten Methoden fixiert waren, als für meine Zwecke wenig geeignet. Zum Studium der lebenden unveränderten Spermien ist es notwendig, dieselben entweder in. der Flüssigkeit, in der sie leben, oder aber in Blut- bzw. Lymphserum des betreffenden Tieres oder endlich in isosmotischen Lösungen zu untersuchen. Die letzteren lassen sich nur schwer vermeiden, da es bei den meisten, besonders bei kleinen, Tieren nicht gelingt, eine genügende Menge von Blut- bzw. Lymphserum zu bekommen. Für die Seewirbellosen und die niederen Seefische leistet das Seewasser als »physiologische« Flüssig- keit vortreffliche Dienste. Dasselbe kann aber auch durch isosmo- tische Kochsalz-, Salpeter- oder Rohrzuckerlösungeu ersetzt werden — die chemische Beschaffenheit des gelösten Stoffes spielt keine wesentliche Rolle. Für Süßwasser- und Landtiere ist man genötigt, die isosmotischen Lösungen auf experimentellem Wege festzustellen, indem man die Lösungen von verschiedener Stärke auf ihren Ein- fluß hin untersucht und konstatiert, in welchen Lösungen die Sper- mien am längsten am Leben bleiben, d. h. am längsten ihre Be- wegungsfähigkeit und die Fähigkeit, auf die plasmolytische Reaktion zu reagieren, bewahren. Gewöhnlich erweist sich die Xa C7-Lösung in den Grenzen von 0,5— als physiologisch, wodurch iu der Praxis die theoretisch völlig Arische Annahme der Kochsalzlösung als für alle Organismen geeignete »physiologische« Flüssigkeit gerecht- fertigt wird. Dies trifft umsomehr zu, als eine geringe Abweichung vom normalen osmotischen Druck der Spermien für gewöhnlich nicht wahrnehmbar ist. Die Lebenszähigkeit gewisser Spermien ist geradezu erstaunlich; so bewahrten die Spermien des Nashornkäfers ihre Be- weguugsfähigkeit in vollem Maße iu einer Trikaliumcitrat- lösuug (ungefähr einer 1% XaC/-Lösung isosmotisch) noch im Laufe einer Woche und gingen wahrscheinlich nur durch die Bakterien, deren sich eine große Menge angesiedelt hatte, zugrunde. In schwächeren Lösungen geht die Bewegungsfähigkeit eher verloren, Studien über die Gestalt der Zelle. o doch erwiesen sich viele Spermien in einer 1,5^0 Lösung noch am siebenten Tage gegen die plasmolytische Keaktion empfindlich, d. h. sie ballten sich bei Übertragung in destilliertes Wasser zu Kügelchen zusammen. II. Die Veränderung des osmotischen Druckes stellt in vielen Fällen gleichfalls eine Experiraentiermethode von größter Wichtigkeit dar. Mit Hilfe dieser Methode kann man sich davon überzeugen, daß das Skelett der Spermien ein innerliches ist: in hypotonischen Lösungen spaltet sich von der Oberfläche eine semipermeable Mem- bran ab, und das Spermium nimmt Kugelgestalt an (vgl. den zweiten Abschnitt). Andrerseits schrumpfen die Spermien in hypertonischen Lösungen merklich zusammen, und die Skelettfasern treten wie die Rippen eines abgemagerten Wirbeltieres hervor. Beide Prozesse lassen sich in ihrer allmählichen Aufeinanderfolge leicht beobachten, wenn man Lösungen von verschiedener Stärke wechselt oder das Wasser langsam unter dem Deckglase verdunsten läßt. Ein sehr allmähliches Aufquellen der Spermien läßt sich beobachten, wenn man dieselben in isosmotische Lösungen von HarnstotF oder Glyzerin bringt, da diese Stotfe nur äußerst langsam die semipermeable Sper- mienmembran durchdringen; sobald nun innerhalb und außerhalb von letzterer der gleiche Prozentgehalt von Harnstotf bzw. Glyzerin ent- halten ist, so erhalten wir dieselben Bedingungen wie bei Einwirkung von destilliertem Wasser, d. h. die Spermien nehmen Kugelgestalt an. Die plasmolytische Reaktion ist gewöhnlich eine reversible, d. h. das Spermium, das seine Form verändert hat, ist imstande bei Ein- treten derselben osmotischen Bedingungen seine ursprüngliche Gestalt wiederzugewinnen. Zugleich ist die Reaktion eine intravitale: in nahezu isosmotischen Lösungen bewahren die Spermien ihre Be- wegungsfähigkeit, selbst wenn sie dieselbe auch vorher in hypo- oder hypertonischen Lösungen eingebüßt hätten. III. Eine nicht reversible und erst post mortem eintretende Reaktion stellt die Quellung des Spermiums dar. Wenn nach Ab- sterben unter der Einwirkung des einen oder andern Giftes die das Spermium umhüllende semipermeable Plasmamembrau ganz permeabel wird, so hat von diesem Moment an das Wasser mit allen in demselben aufgelösten Stoffen Zutritt ins Innere des Spermiums, und es ist nun die Möglichkeit verschiedener physikalischer und chemischer Reak- tionen zwischen den Bestandteilen des Spermmms einerseits und den in dasselbe eingedrungenen Lösungen andrerseits gegeben, was seiner- seits eine Vergrößerung des Volumens des Spermiums zur Folge hat. G N. K. Koltzolf Da das feste Sperniienskelett während dieses Vorganges mitunter aber mehr oder weniger unverändert bleibt, so kann die mit einer Volumen Vergrößerung verbundene Formveränderung uns an solchen Stellen Skelettelemente offenbaren, wo sie am lebenden, unveränderten Spermium nicht erkennbar sind. Die Abtötung der semipermeablen Mem- bran wird durch Einwirkung schwacher Säuren oder Alkalien, über- haupt der meisten Fixierungsflüssigkeiten erzielt, wenn die benutzte Lösung nur ausreichend schwach ist: in starken Lösungen von Stoffen, die das Eiweiß zum Gerinnen bringen, findet statt der Quellung eine Fixierung statt, d. h. die Eiweißkörper gerinnen und bilden ein künst- liches, zusammenhängendes, die Quellung verhinderndes Skelett. Als äußerst geeignetes Mittel, die Quellung der Spermien bervor- zurufen, erscheint die Anwendung starker Teerfarbenlösungen, so z. B. die Biondi-Triacidlösung fMetbylgrün, Orange, Bubin, genau nach Vorschrift von Meves in der Encyclopädie der mikr. Technik her- gestellt). Zur Erzielung einer größeren Intensität ist es zu empfehlen, die Farbe mit sehr schwacher Essigsäure ein wenig anzusäuern. Wenn mau zu den lebenden Spermien etwas augesäuerte schwache Biondische Lösung unter das Deckgläschen hinzusetzt, so findet die Färl)ung vor den Augen des Beobachters statt, wobei sich der Kern grün, das Perforatorium, der Hals und der Schwanz rot tingiert. Das Kopfskelett färbt sich entweder gar nicht oder doch nur sehr unbedeutend, da der Kopf nicht aufquillt. Selzen wir aber zu den so tingierteu oder zu den noch lebenden ungefärbten) Spermien einen Tropfen starker Biondischer Lösung unter das Deckglas hinzu, so tritt eine bedeutende Quellung des Kopfes ein; das Chromatin saugt die Farbe gierig auf, absorbiert dieselbe und nimmt nun schon nicht mehr eine intensiv grüne, sondern eine schmutzige Farbe an. Die bei der Manipulation auseinandergedrängten, intensiv roten Skelett- fosern sind nun deutlich sichtbar. Die Keaktion verläuft mehr oder weniger allmählich vor den Augen des Beobachters. Das Auswaschen in reinem Wasser stellt die ursprüngliche Gestalt nicht wieder her. IV. Sehr lehrreiche Besultate ergibt in manchen Fällen die Be- handlung der Spermien mit starken Alkalilösungen und unverdünnten mineralischen Säuren. Der Zweck dieser Methode ist die Auflösung der einen oder andern Bestandteile der Zelle, wobei die Skelettfasern unaufgelöst bleiben. Gewöhnlich bringe ich unter das Deckglas, unter dem sich die Spermien befinden, abwechselnd Alkali, Wasser, dann Säure, Wasser, Alkali usw. und lasse das Reagenz mehr oder weniger lauge — bis 24 Stunden — einwirken. Für gewöhnlich gelingt es, Studien über die Gestalt der Zelle. 7 die Veränderungen an ein und demselben Spermium zu verfolgen, ohne dasselbe aus den Angen zu verlieren. Wird die Bearbeitung mit Säuren und Alkalien in Masse, nicht unter dem Mikroskop vor- genommen, so erhält man meist ein für die mikroskopische Unter- suchung wenig geeignetes Material, da die auf diese Weise isolierten Zellskelette äußerst brüchig sind und oft gelingt es nur mechanisch stark verunstaltete Teile auf den Objektträger zu übertragen. V. Da beim Einschluß der Präparate in Kanadabalsam viele Details verloren gehen, so war ich genötigt, dieselben ausschließlich in Wasser zu studieren, was mich im übrigen nicht verhinderte, die- selben aufzubewahren. Zu diesem Zweck trocknete ich die Spermien auf Deekgläschen, was meistens ohne jegliche bedeutende Deformation gelingt, besonders wenn man vorher Osraiumsäuredämpfe auf die Spermien einwirken läßt. Die getrockneten Deckgläser lassen sich unverändert lange Zeit auf bewahren und sind stets zur Weiterbe- handlung benutzbar. Sie eignen sich zur Färbung nicht weniger gut, als frisch hergestellte Präparate xmd quellen, wie diese, in star- ker Biondischer Lösung. Häufig büßen jedoch die in Osmiumsäure- dämpfen fixierten Spermien ihr Quellungsvermögen ein, da sie, wahr- scheinlich durch Ausfallen eines zusammenhängenden künstlichen Skeletts, mehr oder weniger fest fixiert sind. VL Sämtliche Abbildungen der Taf. I — IV sind mit dem Zeichen- apparat nach mit Biondischer Lösung gefärbten Präparaten entworfen. Um die Anzahl der Farben bei der Ausführung der Tafeln nicht zu. vergrößern, ist die rote und grüne Farbe überall als gleich angegeben, obwohl die grüne Färbung an den gequollenen Spermien viel weniger intensiv ist. Auf der Tafel V sind lebende Spermien und deren Ent- wicklungsstadien dargestellt. Die Textfiguren geben meistens gleich- falls das Präparat genau wieder und sind ebenfalls mit Hilfe des Zeichenapparats entworfen; nur zum Teil habe ich einige derselben mehr oder weniger schematisieren müssen, was teilweise durch die Notwendigkeit bedingt wird, die einzelnen Details durch intensivere Schatten hervorzuheben. 2. Die semipermeable Membran des Spermiums. Der Kopf des Spermiums wird von einer semipermeablen Mem- bran, welche kontinuierlich auch auf den Hals und den Schwanz übergeht, umhüllt. Diese Membran zeichnet sich durch eine so große Feinheit aus, daß es nicht gelingt, sich an fixierten und gefärbten Präparaten auch nur einigermaßen deutlich von ihrem Vorhanden- 8 X. K. Koltzoff sein zu überzeugen. Doch tritt dieselbe bei der Plasmolyse um so klarer zutage. Bringen wir das Spermium in eine hypotonische Lösung, so dringt das Wasser unter die Membran und bläht dieselbe wie eine Blase auf. In Fig. 1 sind zwei Spermien von Helix nemomlis, bei denen eine solche Aufblähung stattgefunden hat, wiedergegebeu. Der Chromatinteil des Kopfes wird bei der Schnecke von drei, auch am lebenden Objekt erkennbaren elastischen Spiralfasern umwunden. Dieselben verleihen der Chromatiumasse eine cylindrische Gestalt, und von außen schmiegt sich ihnen unter normalen Bedingungen die semipermeable Membran dicht an. Unter der Einwirkung der hypo- tonischen Lösung hat sich die semipermeable Membran von den Skelettfasern abgehoben und zu einer Blase aufgebläht, so daß zwischen derselben und dem Chro- matin eine Vacuole entstanden ist. Ein merkliches Anquellen der Chromatinmasse lässt sich dabei nicht beobachten: entweder ist die- selbe selbst nicht semipermeabel und gibt den Überschuß an Salzen frei an die umgebende Vacuole ab, oder aber müssen wir, wenn wir voraussetzen, daß das Chro- matin ein selbständiges osmotisches System repräsentiert, annehmen, daß der innere Turgor des Kerns nicht genügt, um den Widerstand der elastischen Skelettfasern zu überwinden und ein Quellen des Chromatins zu veranlassen. Die Fig. dient zur Veranschaulichung noch einer anderen Tatsache, und zwar des kontinuierlichen Über- ganges der semipermeablen Membran vom Kopf auf den Schwanz. Bei Erhöhung des osmotischen Druckes im umgebenden Medium schmiegt sich die Membran von neuem dem Skelett au, und die Vacuole verschwindet. Fig. 2a-cl stellt vier aufeinanderfolgende Stadien der Plasmolyse bei Spermien von Gn/llotalpa dar. Tn isotonischer Lösung (a) tritt uns das Spermium als langer Faden entgegen, an dessen Vordereude der Kopf nur in h''orm einer unbedeutenden, in ein Perforatorium auslaufendeu Verdickung erscheint. Der Endabschnitt des Schwanzes T'ijr. 1. Zwei Spermien von Helix nemoralis in hypoto- nischen Lösungen. Vergr. c. 3500 mal. Studien über die Gestalt der Zelle. 9 stellt ein völlig gerades, feines Filum terminale dar. Mit der Fig. wird die Plasmolyse in liypotoniscben Lösungen eingeleitet. Das unter die semipermeable j\Iembran eingedrungene Wasser bat die Bildung einer blasenförmigen Vacuole in der Halsgegend veranlaßt. Bei ihrem Anwachsen kann diese Vacuole entweder platzen oder ein Ablösen der semipermeablen Membran vom Schwanz oder Kopf ber- vorrufen. Ein Ablösen verhindert jedoch die Elastizität des festen Skeletts, und das Resultat hängt davon ab, welche der beiden ein- FifC. 2. ander entgegenwirkenden Kräfte, die Elastizität des Skeletts oder die Festigkeit der Membran, die Überhand gewinnt. Gibt das Skelett nach, so rollt es sich innerhalb der aufgeblähten Membran in Reifen zusammen. Auf der Fig. 2 c kann man erkennen, wie die semiper- meable Membran sich vom größten Teil des Schwanzes abgehoben hat, so daß nur der Kopf und das Filum terminale frei hervorragen. Auf Fig. 2d hat sich auch der Kopf herangezogeu, und dessen semi- permeable Membran nimmt nun an der Bildung der Vacuolenwandung Anteil. Nur das Filum terminale widerstrebt bis zu Ende einem Zu- sammenrollen und bleibt als gerader, unbeweglicher Faden bestehen; auf Fig. 2 c M. cl ist dieser Faden nur zur Raumersparnis zusammen- gefaltet dargestellt. Möglicherweise fehlt diesem Faden die semi- Vier Stadien der Plasmolyse des Spermiums von Gryllotalpa. Vergr. c, 1500 mal. 10 N. K. Koltzoft' Fig. 3. VerjfT. e. 1500mal. permeable Membran gänzlich, vielleicht aber wird er nur dank sei- ner außerordentlichen Elastizität nicht in die Yacuole mit eingezogen . Auf Fig. 3 sehen wir ein Trito?i-8per- mium in destilliertem Wasser abgebildet: der größte Teil des Schwan- zes hat sich innerhalb der großen kugelig auf- geblasenen Yacuole in mehreren Windungen zu einem Ringe zu- sammengerollt. Aus der Yacuole ragt nur das Filum terminale und der vordere Teil hervor. An diesem letz- teren bemerkt mau noch eine selbständige, durch Aufblähung der semipermeablen Mem- bran in der Halsgegend und am Anfang des Kopfes entstandene Yacuole. In diesem Falle ist der Umstand von besonderem Inte- resse, daß die undu- lierende Membran des Schwanzes noch inner- halb der Yacuole ihre energischen Bewegun- gen fortsetzt. Hieraus können wir folgern, daß die semipermeable Membran des Schwan- Studien über die Gestalt der Zelle. 11 zes keinerlei Anteil an der Bewegung desselben nimmt. Bei Erhöhung des osmotischen Druckes rollt sich das Spermium wieder auseinander. Fig. 4 stellt die Plasmolyse von Anoc/o?^te-Spermien dar. Auf a ist das Spermium unter normalen Bedingungen mit ahgeflachtem ovalem Kopf, mehreren Schwanzkügelchen und einem Filum terminale wieder- gegehen. Auf h sind bereits zwei Vacuolen am Kopf und am Schwanz entstanden; in letzterer Vacuole hat sich auch der Endfaden zu- Fig. 4. c Die Plasmolyse des ^HodoMta-Spermiums. Tergr. c. 4000mal. sammengewunden, der hier augenscheinlich von einer semipermeablen Membran umhüllt wird. Auf c bemerkt man nur eine größere Vacuole, die nur die vordere Hälfte des Spermiums einnimrat. Hier ist der Umstand beachtenswert, daß auch der Kern selbst Kugelform ange- nommen hat: augenscheinlich stellt derselbe hier ein selbständiges osmotisches System vor, dessen innerer Turgor den Widerstand des elastischen Skeletts überwunden hat. Für die andre mögliche Annahme, daß nämlich das Skelett des Kerns hier aus irgend welchen Ursachen zerstört ist und die ChromatinÜüssigkeit die Gestalt eines kugeligen Tropfens angenommen hat, liegt kein genügender Grund vor, da sich keinerlei Ursachen, die eine solche Zerstörung des Skeletts hätten herbeiführen können, nachweisen lassen. Wir könnten die Frage 12 N. K. KoltzoÖ’ exakt lüseu, indem wir eintacli den osmotischen Druck im umgeben- den Medium erhöhen. Ist das Kopfskelett in diesem Falle intakt geblieben, so wird der Kopf des sich von neuem auseinander- wiudeuden Spermiums seine frühere ovale Gestalt wiedergewinnen. Dies Kontrollexperiment habe ich jedoch nicht ausgeführt. — Die Abbildung 4f/ stellt zwei Spermien dar, die vor meinen Augen mit ihren Yacuolen zusammenstießen, welche letzteren sogleich wie zwei Seifenblasen zusammentlossen. Diese Tatsache beweist noch über- zeugender, daß die semipermeable Membran selbst keine feste Form hat. Fig. 5. Die Plasmolyse des menscliliclien Spermiums. Vergr. c. 3500 mal. Auf Fig. ba-d könuen wir die verschiedenen Stadien der Plas- molyse menschlicher Spermien, die im Laufe von 24 Stunden in ‘,3 normaler Harnstoff lösung gelegen haben, verfolgen. Die Membran der verschiedenen Spermien ist augenscheinlich in bezug auf den Harnstoif verschieden permeabel. Auf a hat sich dieselbe noch gar nicht aufgebläht (das Spermium ist auf der Abbildung nur zur Eaum- ersparnis gebogen dargestellt) Bei b hat sich die Vacuole in Form einer bikonvexen Linse, aus welcher der Kopf und das Filum ter- minale hervorragt, aufgeblasen. Bei c ist die Vacuole noch größer geworden, der Kopf ragt jedoch immer noch frei hervor, und seine semipermeable Membran hat sich immer noch nicht abgehoben. Bei Studien über die Gestalt der Zelle. 13 d eudlich nimmt auch der Kopf an der Bildung der Vacuole Anteil, und die ganze semipermeable Membran des Spermiums bildet nun eine zusammenhängende, regelmäßig kugelförmige Vacuole. Schon die Yerschiedenartigkeit der von mir gewählten Objekte kann den Leser davon überzeugen, daß ich hier eben nur ein- zelne Beispiele, die eine Erscheinung von allgemeiner Bedeutung illustrieren, anführe. Sämtliche von mir untersuchte Spermien weisen bei Verminderung des osmotischen Druckes in größerem oder geringerem Maße plasmolytische Erscheinungen auf, mit anderen Worten, sie werden alle von einer semipermeablen Membran umhüllt. In der größten Mehrzahl der Fälle nehmen die Spermien in destilliertem Wasser sofort, in isosmotischen Harnstoff- oder Glyzerinlösungen nach Verlauf einer gewissen Zeit die Gestalt einer Kugel an, deren Oberfläche von der semipermeablen Membran gebildet wird, und in deren Innerem sich der Kopf, der Hals und der Schwanz zusammen- gewunden haben. Häufig verhindert jedoch die Elastizität des Skeletts das Spermium, sich bis zu einem solchen Grade zusammenzuziehen, und in solchen Fällen kann die semipermeable Membran platzen. Ist dies nicht der Fall, so sinkt bei einer Erhöhung des osmotischen Druckes der innere Turgor, die Vacuole schwindet nach und nach, das Spermium rollt sich wieder auseinander und die semipermeable Membran umspannt dasselbe von neuem und wird unsichtbar: kurz, die Reaktion ist durchaus reversibel! Das Spermium, das seine Be- wegungsfähigkeit eingebüßt hat, kann dieselbe wiedergewinnen. Doch kann auch der Fall eintreten, daß, wenn das Spermium Kugelform annimmt, das Skelett desselben über die Grenzen der Elastizität hinaus deformiert wird. In diesem letzteren Falle stellt das Sper- mium bei Wiederkehr der normalen osmotischen Bedingungen seine frühere Gestalt nicht wieder her. Ich bezeichne den soeben geschilderten Vorgang als Plasmolyse, da hier in der Tat ein Ablösen der Protoplasmahaut stattfindet. Es könnte scheinen, als bestände zwischen diesem Prozeß und der ge- wöhnlichen Plasmolyse in Pflanzenzellen ein tiefgehender Unterschied: hier findet die Plasmolyse in hypertonischen, dort in hypotonischen Lösungen statt. Doch findet ja auch die Abspaltung in entgegen- gesetzter Richtung statt: in den Pflanzenzellen innerhalb der Skelett- membran, bei den Spermien außerhalb des Skeletts, denn im ersteren Falle ist das Skelett ein äußeres, während wir es in letzterem mit einem inneren zu tun haben, so daß es zur Abspaltung des Proto- plasmas zweier verschiedner Momente ein und desselben Prozesses 14 N. K. Koltzoff benötigt. Daß wir es wirklich mit demselben Vorgang zu tun haben, zeigt auch die folgende Erwägung; setzen wir voraus, daß z. B. im //e/i.r-Spermium (Textfig. 1) die Skelettfasern des Kopfes absolut fest und nicht imstande sind, ihre Form zu verändern, und daß wir dieses Spermium in eine Lösung von sehr hohem osmotischem Druck übertragen haben. Dieselbe wird der Chromatinmasse natür- lich das Wasser entziehen, und diese wird bestrebt sein, sich zu- sammeuzuzieheu. Sind die Skelettfäden wirklich unbeweglich, so wird sich das von einer semipermeablen Membran umgebene Chro- matiu von den Skelettfasern ablösen und sich innerhalb derselben zu einer Kugel zusammenballeu — genau die Erscheinung, die wir bei der gewöhnlichen Plasmolyse in Pflanzenzellen vor sich gehen sehen. Bei den Schneckenspermien tritt dies selbst in den stärksten Lösungen nicht ein, da der Kopf bei einer Steigerung des osmotischen Druckes sich zwar zusammenzieht, die Skelettspiralen aber uach- geben und nur als Kippen hervortreteu. Die Plasmolyse ist eine intravitale Keaktion: sobald der Tod des Spermiums eiutritt, büßt die oberflächliche Plasmahaut ihre Semi- permeabilität ein und hypotonische Lösungen sind bereits nicht mehr imstande, ein Kugeligwerden des Spermiums zu bewirken, so daß letzteres, dank der Elastizität seines Skeletts, sich nach dem Ah- sterben der Membran wieder ausstreckt. So haben wir denn ein sicheres Mittel, den Moment des Todes des Spermiums zu bestimmen, in Händen. Die Unbeweglichkeit des Spermiums weist noch keines- wegs auf den Tod desselben hin, büßt es doch in hypertonischen Lösungen meistens seine Bewegungsfähigkeit ein. Doch ist dies nur eine vorübergehende Erscheinung, und eine Änderung des osmotischen Druckes genügt, um dem Spermium seine Beweglichkeit wiederzu- geben. Häutig erkannte ich an den plasmolytischen Erscheinungen noch Leben in solchen Spermien, die mir ihrer Bewegungslosigkeit w'egeii völlig tot geschienen hatten, und ich kann deshalb die An- wendung dieser Methode bei solchen Untersuchungen, bei denen es von Bedeutung ist, den Moment des Todes des Spermiums genau zu bestimmen, nicht warm genug empfehlen. 3. Das Kopfskeleit des typischen flageilatenförmigen Spermiums. Der Kopf des Spermiums setzt sich, wie bekannt, aus zwei Ab- schnitten, dem Spieß und dem Hauptstück, welches letztere auch als Kernstück angesprochen werden kann, zusammen. Im lebenden Spermium bilden beide Stücke meist ein untrennbares Ganzes, und Studien über die Gestalt der Zelle. 15 die Grenze zwischen beiden ist häufig nicht wahrnehmbar. Bei der Biondifärbung grenzt sich jedoch der rote Spieß scharf vom grünen Kernstück ab. Bei der Erklärung der Form des Spermienkopfes gehe ich von der Voraussetzung aus, daß das Chromatin sich hier in einem flüssigen Aggregatzustand befindet, und daß wir es, wenn nicht mit Chromosol, so doch jedenfalls mit Chromogel mit vor- wiegend Flüssigkeitsmerkmalen zu tun haben. Ich nehme an, daß das sich selbst überlassene, d. h. nicht von einem festen Skelett um- spannte Chromatin die Gestalt eines kugeligen Tropfens annehmen würde. Doch wird dasselbe eben durch ein festes Skelett zusammen- gehalten, welches, dank seiner Elastizität, den Tropfen die eine oder andre bestimmte Gestalt anzunehmen zwingen kann. Kimmt nun das Volumen des Chromatintropfens bei der Plasmolyse oder der Qellung durch Aufsaugen des "Wassers zu, so sucht derselbe das elastische Skelett auszudehnen, und der ganze Kopf nimmt eine Gestalt an, die zwischen der kugelförmigen und der durch den natürlichen Zustand des festen Skeletts bedingten die Mitte einhält. Ein Aufblasen des Kerns findet, wie oben bereits erwähnt, bei der Plasmolyse nur in seltenen Fällen statt (vgl. Textfig. 4c), bedeutend häufiger dagegen bei der Quellung. Weiter unten wird eine ganze Reihe von solchen Fällen zur Sprache kommen, in denen das aufquellende Chromatin Kugelgestalt anzunehmen strebt, was meiner Ansicht nach auf den vor- wiegend flüssigen Aggregatzustand desselben hinweist. Außerdem olfenbart das aufquellende Chromatin nicht selten eine deutliche Wabenstruktur, wobei die kleinen Waben eine typische, durch den Druck der Kachbarwaben bedingte polygonale Gestalt zeigen, während die größeren häufig das Aussehen kugeliger Vacuolen haben {Para- podopsis cornuta, Taf. 3, Fig. 22b, c, d, n. Gallus domesücus, Taf. 4, Fig. 31c). Da keinerlei feste Bestandteile der Bildung dieser Vacuolen entgegenwirken, sehe ich darin einen neuen Beweis dessen, daß sich das Chromatin in einem flüssigen Aggregatzustande befindet. Wenn wir uns nach dem Skelett, welches den Chromatintropfen eine bestimmte Gestalt annehmen läßt, Umsehen, so müssen wir vor allen Dingen zuerst den Gedanken an die Möglichkeit fallen lassen, daß die äußere semipermeable Membran die Rolle eines solchen über- nimmt, da letztere selbst keine bestimmte Form besitzt und ihre Ab- spaltung meist keine Formveränderung des Kopfes nach sich zieht. Andrerseits liegt keinerlei Grund für die Annahme vor, daß die Ober- flächenschicht des Chromatins zu einer festen Rinde umgewandelt wäre, die den flüssigen Tropfen umhüllt; überhaupt liegen keinerlei 16 X. K. Koltzoflf Daten vor, die uns dazu berechtigten von einem Chromatinskelett zu sprechen. Doch konnte ich ausnahmslos bei allen von mir unter- suchten Spermien zwischen dem Chromatiu und der semipermeablen Plasmahaut aus ganz eigenartiger Substanz bestehende Fasern, die sich nach Färbung in Biondilösung intensiv rot vom grünen Kern abhoben, entdecken. Weiter unten sind diese Fasern für die ver- ’schiedeuartigen Formen des Spermienkopfes genauer beschrieben und die Beweise dafür besprochen, daß wir es hier mit die Gestalt des Kopfes bestimmenden Skelettfasern zu tun haben. Ihrer Gestalt nach teilen sich die Spermienköpfe in zwei Haupt- gruppen ein: 1. in längliche und 2. in kurze, deren Länge ihrer Breite annähernd gleich ist. Die länglichen Köpfe können ihrerseits entweder gerade oder schraubenförmig gewunden sein; sehr verbrei- tet ist auch eine Übergangsform, schwach gebogene Köpfe, deren Spiralumdrehung weniger als eine Schraubeuwindung ausmacht. Möglicherweise existieren überhaupt keine ganz geraden Köpfe, und sind dieselben sämtlich in stärkerem oder geringerem Grade spiralig gewunden. Dem Typus eines schwach gebogenen Spermiums begegnen wir beim Axolotl. Dem Samenleiter des Männchens entnehmen wir die auf Textfig. 6o zur Darstellung gebrachten, sich schnell vorwärts- bewegenden Spermien. Der Kopf stellt einen sichelförmig gebogenen langen Kegel dar, dessen Basis die Fortsetzung des Halses bildet, während das Vorderende vom Spieß gebildet wird. Die Chromatin- masse wird hier durch zwei elastische Fasern zusammengehalten, die ich als 1. Längsfaden und 2. Spiralfaden bezeichne. Letzterer zeichnet sich durch zahlreiche, einander dicht genäherte Spiralwin- dungen aus; beim lebenden Spermium berühren sich die Windungen aller Wahrscheinlichkeit nach fast vollständig und bilden so einen hohlen Cylinder oder, richtiger, einen Kegel, der durch Chromosol aus- gefüllt wird. Dieser Spiralfaden würde natürlich genügen, um die kegelförmige Gestalt des Kopfes zu bestimmen. Doch wäre erstens in diesem Falle die Länge des Kopfes Schwankungen unterworfen: bei einem Auseinandertreten der Spiralwindungen würde sich der Kopf gleich um ein bedeutendes verlängern, und es würde einer sehr hohen Elastizität •) der Spirale benötigen, um eine solche Deformation zu 1) Ich mache nochmals darauf aufmerksam, daß ich ebenso wie in den vorhergehenden Arbeiten beim Ausdruck »Elastizität« einen physikalischen Be- griff, die Widerstrebung einer Deformation, im Auge habe und mich seiner nicht im üblichen Sinne an SteUe von »Dehnbarkeit« bediene. 17 Fig. 6. a b c Spermien von Siredo»: a, lebend, unverändert; 6, in starker Biondi-Lösung gequollen, c, mit SSO/o'gef KOH-Lösung und konzentr. HzSOi behandelt. Vergr. c. ISOOmal. Archiv f. Zellforschung II. 2 18 N. K. Koltzoff verliiüderri. Aiulrerseits kann das Yorbaudenseiu des Spiralfadens nicht als Erklärung der Biegung des Spermiums angesehen werden. Diese beiden Funktionen, d. h. die Fixierung der beständigen Länge des Kopfes einerseits und der Krümmung andrerseits übernimmt die zweite Skelettfaser — der Längsfaden. Auf der Textfig. 6 b ist ein in starker Biondilösung aufgequollenes Aj:o/o//-Spermium dargestellt. Infolge der Quellung des Cbromatins sind die "Windungen des Spiral- fadens auseinandergetreten, und der ganze vom Spiralfaden umwun- dene Cbromatinkegel bat sich bedeutend in die Länge ausgedehnt, vom Längsfaden, der seine ursprüngliche Länge beibehalten hat, los- gelöst und sich um den letzteren, wie um eine Achse, in mehreren Windungen herumgeschlungen. Die Funktion beider Fasern tritt hier besonders deutlich zutage. Auf der Textfig. 6c ist ein isolierter Längsfaden dargestellt, nachdem erst die Chromatinmasse und daun auch der Spiralfadeu durch abwechselnde Behandlung mit KOH- Lösung, Wasser und H2SO4 conc. aufgelöst worden sind. Einen kleinen Teil des nach Bioxdi gefärbten Spermienkopfes sehen wir auf Taf. 4, Fig. 27. Die Windungen des Spiralfadens sind sehr dicht. Durch die engen, wahrscheinlich erst post mortem entstandenen Spalten zwischen denselben schimmert das Chromatin hindurch; die intensivere Färbung der Spirale au den Seiten wird dadurch bedingt, daß die Faser hier nicht flachliegend, sondern au der Biegung sichtbar ist. Die Spiralwiuduugen schräg kreuzend, verläuft der Längsfaden. Um es dem Leser zu erleichtern, eine Vorstellung des Färbuugs- modus der Skelettfädeu bei unbedeutender Quellung zu gewinnen, verweise ich auf Fig. 26, Taf. IV, auf welcher ein in schwacher Biondilösung fingiertes 7V7Yo«-Sperminm dargestellt ist. Man erkennt nur den Si)iralfaden, und auch von diesem nur einzelne Abschnitte am aufgequolleneu Teil des Kopfes. Stellenweise sind die Spiral- windungen einander so dicht genähert, daß sie zu einem zusammen- hängenden Oylinder zusammeulließen; au andern Stellen sind sie da- gegen deutlich von einander getrennt oder zerfallen in einzelne Körn- chen. AVo gar keine Quellung stattgefuuden hat, treten die AA'iu- duugen des Spiralfadens entweder gar nicht zutage oder sind nur schwach augedeutet. Derselben Struktur wie bei den Axo/ofZ-Spermieu begegnen wir auch bei denen des Begenwurmes Taf I, Fig. a-rf. Der Kopf bildet hier beinahe eine volle Schraubeuwiuduug und bewahrt diese Gestalt auch auf in Osmiumsäuredämpfeu fixierten und durch schwache Biondilösung gefärbten Bräparaten (Fig. Irt). Von dem feinen Chro- Studien über die Gestalt der Zelle. 19 matincylinder heben sich nur hier und da an den Seiten rot gefärbte Linien oder Punktreiheuspuren des Spiralfadens ah. Auf Fig. Ib ist der Kopf in starker Biondilösnng aufgequollen und der Spiral- faden ist nun beinahe in seiner ganzen Länge erkennbar. Auf Fig. Ic ist bereits ein teilweiser Zerfall des Spiralfadens in Körnchen zu bemerken. Der durch den Spiralfaden nun nicht mehr zusammen- gehaltene Chromatiucylinder verwandelt sich jetzt augenscheinlich nur deshalb nicht in eine Kugel, weil das Chromatin bei der Fixierung erhärtet ist. Auch der Läugsfaden ist hier deutlich sichtbar; durch seine Biegung wird augenscheinlich die Biegung des lebenden Spermieukopfes bedingt. Auf Fig. Id endlich tritt dieselbe Erschei- nung, die wir beim Axolotl beobachten konnten, auf: der Längs- fadeu hat sich vom verlängerten, stark aufgequollenen Chromatin- cylinder, der die "Windungen des ihn umgebenden Spiralfadens auseinandergeschoben hat, losgelöst. Auf Fig. 2 a-/’, Taf. I sind die mehr oder weniger gequollenen Spermien einer Meduse — Aurelki aurita — zur Darstellung gebracht. Die Fig. 2a stellt das noch am wenigsten deformierte Spermium dar. Die rosa Umgrenzung am Kopf ist entweder die semipermeable Mem- bran oder der nur schwach tingierte Kegel des Spiralfadens. Auf den übrigen Abbildungen ist der Längsfaden deutlich sichtbar, während vom Spiralfaden nur hier und da (Fig. 2d n. 2e) ganz blaß gefärbte Körnchen erhalten geblieben sind. Der Chromatintropfen quillt immer mehr auf und nimmt zuletzt Kugelform an i2e), was nur dank der Auflösung des Spiralfadens möglich wird. Bemerkenswert ist, daß der Widerstand, den der erhalten bleibende Längsfaden einer solchen Form Veränderung entgegensetzt, hier auf zweierlei AVeise überwunden wird: entweder rollt sich der Längsfaden an der Oberfläche des kugeligen Chromatintropfens zusammen (2e u. 2d), oder aber der Tropfen selbst gleitet dem Längsfaden entlang zur Kopfbasis und zum Halse hin (2 c u. 2/). Bei der Ameise (Taf. I, Fig. 3a-k) hat der Kopf des Spermiums ein schwach gebogenes Aussehen. Wir finden hier dieselben zwei Skelettfäden wieder, und bleiben dieselben, wie in den vorhergehen- den Fällen, nicht immer beide gleichzeitig erhalten. Der Längs- uud Spiralfaden sind an ein und demselben Spermium nur auf Fig. 3c u. 3f zu erkennen; auf Fig. 3e hebt sich nur der Spiralfaden von dem gequollenen, der Längsfaden von dem schlank bleibenden Teil des Spermiums ab; auf Fig. 3d läßt sich nur der Spiralfaden er- kennen, während man von Fig. 3ff u. 3 k nicht mit Bestimmtheit 2* 20 N. K. Koltzoff sagen kann, ob der gewundene rote Faden hier den zusammen- gerollten Längsfaden oder den auseinandergerollten Spiralfaden re- präsentiert. Da der Längsfaden, wie Fig. S/ beweist, häutig die Tendenz zeigt, sich zusammenzurollen, so bin ich geneigt zu glairben, daß wir es auch auf den beiden letzten Abbildungen mit diesem Faden zu tun haben. Daß auch bei einer Quellung des Kopfes die Fäden zufälliger Weise ungefärbt bleiben können, ist aus Fig. 3b ersichtlich. Bis jetzt habe ich den Spiralfaden als einen ununterbrochenen Faden mit dicht gedrängten Windungen geschildert, doch ist in einigen der beschriebenen Fälle auch das Vorhandensein von zwei oder mehr ineinandergreifenden Spiralen möglich. Bisweilen läßt sich eine solche abwechselnde Lagerung der Spiralen leicht nachweisen, so z. B. bei der Schnecke, bei deren Spermien der Kopf von drei Spiralfäden, neben denen noch ein Längsfaden vorhanden ist, umwunden wird, was nicht nur an gefärbten und aufgequollenen Köpfen (Taf. II, Fig. Hfl u. b), sondern auch an lebenden Spermien (Textfig. 1) zu erkennen ist. Da es nicht in allen Fällen, wo das Vorhandensein zweier Skelett- fäden keinem Zweifel unterliegt, glücken will, dieselben gleichzeitig durch die Färbung zu differenzieren, so kann man auch^den nega- tiven Befunden kein allzu großes Gewicht beilegen. So gelang es bei Troehus (Taf. II, Fig. lOa-d] z. B. nur das Vorhandensein eines zudem noch recht unbeständigen, leicht in Tropfen sich auflösenden Spiralfadens (10 ej zu konstatieren. Ist hier nun ein Längsfaden überhaupt vorhanden? Möglich ist sein Fehlen jedenfalls. Dieser Schluß ist bei der großen Unbeständigkeit der Länge des Spermien- kopfes durchaus begründet, da beim Aufquellen des Chromatins den Kopf scheinbar nichts daran verhindert, sich um 1\2 nial zu ver- längern. Doch müssen wir auch die Möglichkeit zugeben, daß in den stark gequollenen Spermien der Fig. lOi u. lOe sich der Längs- faden, ähnlich dem Spiralfaden, bereits aufgelöst hat und die Frag- mente beider Fäden zur Bildung eines künstlichen, den Kopf am Kugeligwerden verhindernden Skeletts zusammengetiossen sind; auf Fig. lOrZ hat der Kopf schon nahezu Kugelform angenommen. Außer der Beständigkeit der Kopflänge wird, wie wir gesehen haben, noch ein Merkmal durch den Längsfeden bedingt, nämlich die Biegung des Kopfes. Schon die Annahme der natürlichen Krümmung dieser festen Faser genügt zur Erklärung der Krümmung des ganzen Kopfes. Die Erörterung der Ursachen einer solchen Krümmung der Studien Uber die Gestalt der Zelle. 21 gegebenen Faser gebt eigentlich über die Grenzen dieser Arbeit hin- aus, doch lassen sich diese Ursachen in gewissen Fällen leicht fest- stellen, und die vorgeschlagene Erklärung erleichtert das Verständ- nis der Gestalt der schraubenförmigen Spermienköpfe. Die Textfig. 7 a stellt den Kopf eines Coronellaspermiums dar, wobei die Skelettfäden nach einem gefärbten Präparat in die Umrisse des nach dem Leben entworfenen Spermiums eingetragen sind (vgl. Taf. IV, Fig. 29a). Die cylinderförmige Gestalt wird wie gewöhnlich durch den Spiral- faden bedingt, während der Längsfaden, die höchst bezeichnende Kante entlang laufend, eine nahezu vollständige Schraubeuwindung umschreibt. Bei der Quellung des Chromatins wird der Spiralfaden Fig. 7. a b e d Speimien Ton Coronella: a, normal; b—d, in starker Biondi-Lösnng gequollen. Vergr. c. 3500mal. mehr oder weniger zerstört, der Längsfaden bekundet dagegen eine bedeutend größere Dauerhaftigkeit, wenn er sich auch nicht immer färbt (Textfig. 7 c). Der Längsfaden bewahrt stets seine charak- teristische Krümmung und rollt sich nur häufig noch stärker zu- sammen. Selbst bei einem so intensiven Aufquellen des Chromatins, wie es auf Textfig. Id wiedergegeben ist, verhindert der Längsfaden den Chromatintropfen am Kugeligwerden und hält denselben augen- scheinlich zurück. Der Chromatintropfen bläht sich erst dann kugel- förmig auf, wenn das ganze halb zerstörte Skelett beiseite ge- schoben ist; doch bewahrt der Längsfaden auch hier seine Schraubeu- windung. Die Ursache einer solchen Krümmung des Längsfadeus geht ans der Fig. 29c Taf. IV hervor, wo wir die Zusammensetzung dieses Fadens aus zwei Fäden, einem dickeren bandförmigen und einem dünneren, erkennen können. Setzen wir voraus, daß diese Fäden auf die eine oder andre Weise miteinander verbunden sind 22 N. K. Koltzoft’ Fig. 8. a b e d Spermien von Raja clatata: a, normal; b—d, in starker Biondi-Lüsnng gerinollen. imd der eine kürzer als der andre ist, so wird uns auch die Schraubeuform des kom- plizierten Fadens verständ- lich. Wenn ich auch nicht über direkte diesbezügliche Beobachtungen verfüge , so halte ich es doch für durch- aus möglich, daß die Form der genau ebenso wie bei Coronella gewundenen Sper- mienköpfe vieler Schlangen, Eidechsen und Vögel (Taf. IV, Fig. 31) sich auf dieselbe Weise erklären läßt. Ehe ich zur Erklärung der Form der eigentlichen korkzieherförmigen Spermien übergehe, will ich erst den Bau der Spermien des Kochens Raja clavata, auf welche sich die Textfig. 8 u. 9 beziehen, näher beschreiben. Das ganze Spermium, wie es uns unter natürlichen Bedingungen ent- gegentritt, ist auf Fig. 9a dar- gestellt. Wir erkennen den (nur zufällig gebogenen) langen ii Spieß , die fünf Schrauben- ■ Windungen des Kopfes mit f seiner hervortretenden Kante, (j welcher der Längsfaden an- I liegt, den mit einem geraden Skelettfaden versehenen Hals und endlich den Schwanz, dessen Skelett durch zwei zusammengewundene Fäden i repräsentiert wird. Ein nor- males Aussehen zeigt der Kopf nur auf Fig. 8 a, während 23 Fig. 9. Spermien von Raja clavata: a, normal; h, nacli 5-Min. Beliandlnng mit l«/oiger KOH-Lösung; r, nacli t-Min. Behandlung mit 2»/o KOH; d, dasselbe Spermium wie c, nach der Neutralisierung der Eeabtion. e, dasselbe Spermium wie c und d mit lOVoiger KOH-Lösung bebandelt. Vergr. c. 3500mal. 24 N. K. KoltzofF auf Fig. ^h-d die Resultate der bei der Färbung in Biondilösuug statt- gebabteu Veränderungen wiedergegeben sind. Die beste Erklärung für diese Veränderungen bietet uns die Voraussetzung, daß der Längsfaden sieb hier wie bei Coronella aus zwei miteinander in Verbindung stehen- den Skelettfäden, einem kürzeren und einem längeren, zusammensetzt. Unter dem Einflüsse künstlich berbeigeführter Bedingungen kann sieb der komplizierte Faden entweder bis zur Länge des größeren Fadens ausdebnen oder bis zu der des Kürzeren verkürzen. Doch kann der spiralig gewundene Längsfaden nur in dem Falle wirklich eine kork- zieberförinige Gestalt des Spermienkopfes bedingen, wenn die von dem auf meinen Präparaten nicht tingierten Spiralfaden umwundene Chro- matinsäule ganz bestimmte Dimensionen aufweist. Quillt die Cbro- matinsäule jedoch auf, erweitert und verkürzt sie sich, so kann der Kopf bei unveränderter Form des Längsfadens eine cylindriscbe Ge- stalt annebmen, wie sie auf Textflg. 8b dargestellt ist. Doch ist der Fall nicht ausgeschlossen, daß der Kopf sein schraubenförmiges Aussehen selbst in dem Falle noch bis zu einem gewissen Grade be- wahrt, wenn der Längsfaden gerade geworden ist und sich verkürzt hat (Textflg. 8c). Hier tritt dieselbe Erscheinung ein, die wir in den Axolotl- (Textflg. 6aj und Regenwurmspermien (Taf. I, Fig. Ic?) beobachten konnten. Verlängert sich aber der Längsfaden beim Auseinanderwinden und quillt das Chromatin nicht auf, so streckt sich der Kopf zu einem langen, feinen Faden aus (Textflg. 8d). Äußerst charakteristische Veränderungen lassen sich in den Baja- Spermien bei Einwirkung wäßriger KOH-Lösungen (Textflg. 9) beob- achten. Bereits in schwachen Lösungen macht sich eine intensive Verkürzung des Kopfes, welche vom Verschwinden dessen schrauben- förmiger Gestalt begleitet wird, bemerkbar {9& u. c). Interessant ist es, daß der stark verkürzte Längsfaden in manchen Fällen trotzdem seine fünf Schraubenwindungen beibehält (9Z>), in andern Fällen da- gegen, wahrscheinlich dank der ungleichmäßigen Verkürzung seiner beiden Fasern, sich stark zusammenwindet (9c). Nach und nach fällt der Längsfaden der Zerstörung anheim und der Kern tropfen gewinnt nun ein nahezu regelmäßig kugelförmiges Aussehen (9e). Beim Anblick der Fig. 9i-e steigt in uns unwillkürlich der Ge- danke auf, ob wir es hier im Kopfe nicht mit noch irgend einem die Länge desselben bestimmenden Gebilde zu tun haben; doch ist es mir nicht gelungen, außer der von mir als Läugsfadeu angesprocheuen Faser, das Vorkommen irgend andrer, am Aufbau des Kopfes teil- nehmender Fäden nachzuweisen. Ein gewisses Interesse bietet auch Studien über die Gestalt der Zelle. 25 der im Halse anzutreffende Faden, der die Tendenz zeigt, sich zu einer Spirale zusammenzurollen. Beim Studium der Spermien von Raja clavata war ich anfangs zu glauben geneigt, daß das Vorhandensein der von dem schwer zu differenzierenden, doch zweifellos existierenden Spiralfaden um- wundenen Chromatinsäule einerseits und eines Längsfadens andrer- seits zur Erklärung der Kopfform genüge. Zeigen beide Gebilde die gleiche Länge, so verlaufen sie einander parallel, und der Kopf weist eine geradegestreckte Gestalt wie auf Textfig. Stf auf, übertriflft das eine jedoch das andre an Länge, so windet es sich um das kürzere, wie dies auf Textfig. 8 b u. c wiedergegeben. Doch läßt sich nur durch die Längendififerenz allein die auf Textfig. Sa dargestellte Kopf- form noch lange nicht erklären, und wir sind genötigt anzunehmen, daß auch unter natürlichen Bedingungen die Längsfaser spiralförmig gekrümmt ist und so die schraubenförmige Gestalt des Kopfes bedingt. Eine solche Voraussetzung findet ihre Bestätigung auch in einigen, die Spermien einer nahe verwandten Form, des Haifisches Scyllium canicula^ betreffenden Befunden. Für den mit einer her- vortretenden Kante versehenen Spermienkopf dieser Tierform ist eine große Anzahl von Schraubenwindungen bezeichnend. Die Kante ent- lang verläuft der Längsfaden (Taf. IV, Fig. 24 a). Letzterer umwindet hier die Chromatinsäule nicht seiner größeren Länge wegen, sondern weil die Spiralform hier den natürlichen Zustand dieser festen Faser repräsentiert. Euft man ein Quellen des Chromatins hervor, so gelingt es bisweilen eine Konzentrierung der Chromatin flüssigkeit am vorderen Ende des Kopfes herbeizuführen, wobei die Windungen des Längsfadens zur Aufnahme des aufgequollenen Chromatintropfens an dieser Stelle auseinandertreten, während im hinteren Abschnitt des Kopfes der Längs- faden, jeglichem Einflüsse von Seiten des Chromatins entzogen, doch seine Spiralform bewahrt. Folglich kann letztere als der natürliche Zu- stand des Längsfadens angesehen werden, so daß derselbe im normalen Spermium eine bedeutendere Länge hat als die Chromatinsäule. Obwohl ich auf meinen Präparaten von Raja- und ScylUiim- Spermien keinerlei Spuren eines »Spiralfadens« entdecken konnte, so bin ich doch von der Existenz eines solchen überzeugt, da sonst die cylindrische Gestalt der Chromatinsäule unerklärlich wäre. Wenn wir auf Textfig. 8h die Ursache einer solchen cylindrischen Gestalt der Chromatinsäule auch in dem dieselbe hier umschlingenden spiralig gewundenen Längsfaden suchen würden, so müßte jedoch für die andern Abbildungen dieser Tafel diese Erklärung wegfallen. 26 N. K. Koltzoft' Das gleichzeitige Auftreten eines Spiral- und eines Längsfadens läßt sich an den schraubenförmig gewundenen Spermienköpfen des Sperlings und ihm nahestehender Vögel beobachten. In verschie- denen Quellungsstadien sind die Spermienköpfe des Sperlings auf Taf. IV, Fig. 30 o-^ dargestellt. Von diesen Abbildungen gibt die Fig. 10 ft am besten die Gestalt des lebenden Kopfes wieder. Der- selbe macht 21 2 Schraubenwindungen, von denen 11/4 Windungen auf das Chromatiu, die andre Hälfte auf das Perforatorium kommen. Am lebenden Spermium läßt sich von diesen 2' , auf den Kopf kom- menden Umdrehungen der proximale Abschnitt des Schwanzes, der seinerseits noch eine Schrauben windung macht, nur schwer unter- scheiden (Mittelstück?), an dem durch Biondilösung tingierteu Kopf grenzt sich der Kernteil jedoch scharf vom übrigen Spermium ab. Auf Fig. 30i erkennt man den nur hier und da in Körnchen zer- fallenen Spiralfaden; das Mittelstück hat sich vom Achsenfaden des Schwanzes losgelöst. Auf Fig. 30c hat sich der Kern zu einem eiförmigen Tropfen aufgebläht und der Spiralfoden hat sich vollständig in Körnchen (Tröpfchen) aufgelöst. Der Chromatintropfen zeigt hier nur deshalb keine kugelige, sondern eine eiförmige Gestalt, weil er von dem noch erhalten bleibenden Längsfaden daran verhindert wird. Der Spieß ist in zwei Teile zerfallen, einen geraden und einen gewundenen, der die unmittelbare Fortsetzung des Läugsfadens des Kernabschnittes bildet. Die Windungen dieses Längsfadens entsprechen beinahe ge- nau den Schraubenwindungen des unveränderten Kopfes : sie gehören dem natürlichen Zustande des Längsfadens an und bedingen die schraubenförmige Gestalt des Kopfes. Auf Fig. 30rf hat sich das Mittelstück völlig abgelöst. Die Windungen des Kernabschnittes des Kopfes sind gänzlich unverändert geblieben ; ihre Kante entlang ver- läuft der Längsfaden, und der durch die Färbung nicht differenzierte Spiralfadeu ist augenscheinlich gleichfalls intakt geblieben. Im Spieß- abschuitt ist derjenige Teil, der auf den vorhergehenden Abbildungen uns als geradegestreckter Stachel entgegentrat, zu einem eiförmigen Tropfen ansgeflossen, der nun ebenso von den Windungen des Längsfadens zusammengehalten wird wie früher der aufgequollene Kernabschnitt. Die Zahl der Schraubenwindungen des letzteren stimmt wiederum mit denjenigen des schraubenförmigen Kopfes^des lebenden Spermiums überein. Auf Fig. 30e bemerken wir ein neues Aufquellen des Kern- abschnittes in Zusammenhang mit dem körnigen Zerfall des Spiral- fadens, während der Spieß und das Mittelstück nur unbedeutende Studien über die Gestalt der Zelle. 27 Veränderungen erlitten haben. Auf Fig. 30 f hat sich der Spieß ganz losgelöst und mit ihm möglicherweise auch der ganze Längsfaden, von dem keine Spur mehr zu entdecken ist. Dafür tritt der das Chromatin durch seine Windungen zusammenhaltende Spiralfaden um so deutlicher hervor. Auch auf Fig. 30^ sehen wir den Spieß losgelöst, doch ist der Längsfaden im Kernabschnitt deutlich erkenn- bar; gleichzeitig ist in der vorderen Hälfte des letzteren auch der Spiralfaden noch erhalten, während er in der hinteren Hälfte sich bereits in Körnchen aufgelöst hat. So wird bei allen erwähnten Wirbeltierspermien die schrauben- förmige Gestalt des Kopfes durch die Längsfaser bedingt, die im natürlichen Zustande, wahrscheinlich dank ihrer Zusammensetzung aus zwei verschiedenen Fasern, gleichfalls schraubenförmig gewunden erscheint [Coronella). Theoretisch ist jedoch auch ein andrer Ur- sprung der Schraubenform des Kopfes wohl denkbar, deren Ursache nicht im Längsfaden, sondern im Spiralfaden zu suchen wäre. In der Tat trifft dies wahrscheinlich für die Gastropoden zu. Die eupyrenen Spermien von Paludina, Murex, Tritonium, Cherithium u. a. zeichnen sich durch einen schraubenförmigen, bisweilen sehr langen und mit einer bedeutenden Anzahl von Windungen versehenen Kopf aus. Auf Texttig. lOa-d sind ausschließlich die distalen Hälften des Spermienkopfes von Tritonium corrugatum mit dem sich ihm anschließenden Mittelstück des Schwanzes zur Darstellung gebracht. Von den beiden Skelettfasern des Kopfes entspricht die dünne axiale voraussichtlich dem Längsfaden, während die breite oberflächliche wohl dem Spiralfaden als gleichwertig anzusehen ist. Beide Fasern weisen die gleiche Anzahl von Spiralwindungen auf Auf Text- fig. 106 ist die auf Fig. 10a noch deutlich hervortretende Schrauben- form, wahrscheinlich durch das Aufquellen des nun die Windungen des oberflächlichen Fadens völlig ausfüllenden Chromatins, ganz verschwunden. Auf Textfig. lOe ist der zu einer Schlinge zu- sammengefaltete Längsfaden aus dem Kopf herausgetreten, was jedoch noch keine Veränderung der eylindrischen Gestalt des Kopfes veranlaßt hat. An der Entstehungsstelle der Schlinge hat jedoch im Zusammenhänge mit der Veränderung des natürlichen Zu- standes des Längsfadens eine Biegung des Kopfes stattgefunden. Auf Textfig. 10^/ endlich hat das Auseinanderwinden der beiden Skelettfäden eine sehr bedeutende Streckung und Verschmälerung des Kopfes, von dem hier nur ein Teil dargestellt ist, zur Folge gehabt. 28 X. K. Koltzoff Bei dem der eben beschriebenen Art nahestehenden 21urex bran- daris zeigt das eupyrene Spermium gleichfolls eine schraubenförmige Kopfform. Doch ist der obertiächliche Spiralfaden, der der Kante der Schrauhenwindungen entlang verläuft und so die besagte Gestalt Spermien von Tritonium corrugatum in Biondi-Losung gefärbt. Vergr. c. CSUOmal. bedingt, hier äußerst zart und leicht durch jegliche anormale Be- dingungen beschädigt; auf meinen Präparaten tiugiert er sich nicht, so daß ich nur auf Grund theoretischer Erwägungen und einer Ver- gleichung mit Tritonium auf sein Vorhandensein schließe. Auf Fig. 8a, Taf. II hat der Kopf durch Ausgleichung der Windungen bereits seinen Schraubencharakter eingebüßt; der axiale Läugsfaden hat sich aufgerollt und ist nun nur schwach gebogen, wodurch wahr- Studien über die Gestalt der Zelle. 29 scheinlich auch die schwache Krümmung des Kopfes veranlaßt wird. Daß die Ursache der Schraubenform des Kopfes dieser Spermien nicht im Längsfaden zu suchen ist, beweist ein Blick auf die Fig. 8b, wo der Längsfaden noch zu einer Spirale zusammengewunden ist, was den Kopf jedoch nicht vor dem Verlust seiner Schraubenform bewahrt hat. Der oberflächliche Spiralfaden verleiht dem Chromatin aber noch eine cylindrische Gestalt. Alle übrigen Abbildungen Fig. 8a-g 30 N. K. Koltzoff beziehen sieb auf solche Spermien, in denen das aufgequollene Cbro- matiu bereits den Widerstand des hier wahrscheinlich schon voll- ständig zerstörten oberflächlichen Spiralfadens überwunden hat und Kugelform anzunehmen strebt, soweit der Längsfadeu diesen Be- strebungen nicht eutgegeuwirkt. Letzterer kann entweder seine axiale Stellung beibehalteu oder sich nur zusammenfalten, wie dies auf Fig. 8/" u. 8g wiedergegeben ist, wo wir den zusammengefalteten Längsfadeu doch noch die Form des Chromatintropfens bestimmen sehen; oder aber der axiale Längsfadeu kann seine Lage an die Ober- fläche des Chromatintropfens verschieben und so seiner Funktion nach den oberflächlichen Spiralfaden ersetzen, wie wir dies auf Fig. Sd u. 8e sehen. Einen interessanten Fall veranschaulicht Fig. 8e, wo das Chromatin sich in vier, den Falten des Längsfadens adhae- rierte Tropfen geteilt hat. Äußerst lehrreich erscheinen die Veränderungen, welche der Kopf der eupyrenen Spermien von PahuUna vivipara bei der Quellung erleiden (Textfig. 11), da dieselben sehr überzeugend den Entstehungs- modus der Schraubenform des Kopfes veranschaulichen. Unter natür- lichen Bedingungen weist der Kopf fünf Schraubenwindungen auf. Au der Oberfläche desselben verlaufen zwei von einander unabhängige Spiralfasern, die wohl am nächstliegeudsten mit dem einzigen ober- flächlichen Spiralfadeu bei Tritoniiim zu vergleichen sind; was den axialen Faden aubetriflft. so kann ich ihn hier nicht entdecken, wenn mir sein Vorhandensein aixch sehr wahrscheinlich erscheint. Von den zwei oberflächlichen Fäden läuft der eine die hervortretende Kaute der Schraubenwindungen entlang, der andre längs der tiefsten Stellen der Biuue zwischen denselben. Der erstere ist augenscheinlich der längere und dickere, so daß man die LTsache der schraubenförmigen Gestalt des Kopfes hier wohl im Längenunterschied der beiden Fäden wird suchen müssen. Unter dem Einflüsse der Keageutien, die ein Aufquelleu des Kopfes verursachen, findet meistens auch ein Zusammen- rollen der Fäden statt, wobei deren Länge sich im ganzen Kopfe oder nur in einem Teil desselben ausgleicheu kann. Au den Stellen, wo eine solche Ausgleichung in der Länge beider Fäden, meist im Zusammenhänge mit einer Verschmelzung derselben, eintritt, geht auch die schraubenförmige Gestalt des Kopfes verloren. Auf Text- figur 11b können wir bereits eine merkliche Quellung und ein be- deutend vorgeschrittenes Zusammenrollen der Fäden konstatieren, und doch hat der Kopf hier noch seine Schraubeiiform bewahrt, da der eine von den beiden oberflächlichen Fäden den andern immer Studien über die Gestalt der Zelle. 31 noch an Länge übertriflft. Auf Textfig. 11c ist der proximale Teil * des Kopfes bei einer verschiedenen Länge der Skelettfäden noch schrau- benförmig, während im . distalen Teil von den Schraubenwinduugen keine Spur mehr zu entdecken ist, da die Länge beider Fäden sich ausgeglichen hat und dieselben zusammengeflosseu sind. Auf Textfig. 11c? u. e sind die Schraubenwiudungen des Kopfes völlig verwischt und statt der früher vorhandenen zwei einzelnen Fäden begegnen wir einem ein- Fig. 12. a b c (I e Spermien von Opilio unmittelbar vor der Incystiernng: a, lebend; h—e in Biondi-Lösnng gefärbt. Vergr. c. 3500 mal. zigen doppelten, welcher den Kopf mit seinen Windungen umgebend ihm eine kegelförmige oder cylindrische Gestalt verleiht. Bei einer weiter- gehenden Quellung des Kopfes wird dieser doppelte Faden nicht zer- stört, gibt aber dem Drucke nach : seine Windungen treten auseinander und zwischen denselben treten einzelne Chromatintropfen hindurch. Auf Taf. II, Fig. 9a-e sind einige von den Präparaten, welche den bis zu einem gewissen Grade schematisierten Abbildungen der Textfig. 11 zugrunde gelegt sind, naturgetreu wiedergegeben. Fig. 9 c entspricht der Textfig. 11c; Fig. dd veranlaßte mich im Verein mit andern ähnlichen Bildern zur Entwerfung des Schemas Textfig. 11b; 32 N. K. Koltzolf Fig. 9e endlich stimmt beinahe vollständig mit der Textlig. über- ein. Was die Figuren 9o n. 9 b anbetrifft, so dienen dieselben zur Verauscbanlicbung einer recht verbreiteten Erscbeiunng: beide Fäden liegen einander so eng an, daß es nicht gelingt die Doppeluatnr des mm einheitlichen oberflächlichen Fadens zu erkennen, obwohl die- selben auf Fig, 9b nicht einmal von Chromatiu ausgefüllt werden. Im Zusammenhang mit den eben geschilderten Vorgängen in den schraubenförmigen Spermien ist es von großem Interesse, diesen eine Reihe von Umwandlungen, welche der cylindrische Spermienkopf der Spinne Opilio durchmacht, gegenüberzustellen. Der Kopf wird hier von zwei oberflächlichen Spiralfaden umwunden, während der Längsfadeu die Achse desselben bildet. Die Existenz des letzteren Fadens kann nur durch die Färbung uachgewiesen werden (vgl. Taf. I, Fig. 4fZ), die beiden Spiralfäden sind dagegen auch an lebenden Spermien, besonders bei der Beobachtung in hypertonischen Lösungen sehr schön erkennbar. So setzt sich denn das Kopfskelett hier aus denselben Teilen zusammen, die wir bereits bei Paluclina vorfanden, doch mit dem Unterschiede, daß beide Spiralfäden hier die gleiche Länge besitzen und der Kopf deshalb keine schraubenförmige, sondern eine gerade Gestalt aunimmt. Auf Textfig. 12b-d sind die Resultate der Quellung des Chromatins dargestellt. Die Spiralfäden treten nach und nach auseinander, rollen sich auf und können, wie wir dies bei Paluclina gesehen haben, zusammenfließen (Textfig. 126Zu. Taf. IV, Fig. 4:d). Doch kann auch der Fall eintreten, daß die eine Faser beim Aufwinden länger wird als die andre, was naturgemäß eine schraubenähnliche Gestalt des Kopfes resultiert (Textfig. 12e u. Taf. IV, Fig. 4/Q. Auf diese Weise erweist sich die Folge der Veränderungen, welche das 0/>«7/o-Spermium durchmacht denen bei Paludina gerade entgegengesetzt: die Ausgangsform im einen Falle (12a) bildet das Endresultat im andern (11c), und umgekehrt (11a— 12e). Werfen wir nun einen Blick zurück auf die soeben geschilderten Beobachtungen, so kommen wir zur Überzeugung, daß die länglichen Spermienköpfe der verschiedenartigsten Vertreter des Tierreiches sich durch einen äußerst einförmigen Typus des Skelettbaues aus- zeichnen. Diesem Skelett liegen zwei Fäden zugrunde, der Längsfadeu und der Spiraltäden; letzterer nimmt stets eine oberflächliche Lage ein, während der erstere an der Oberfläche verläuft [Axolotl^ Text- fig. Ib, Regenwurm Taf. I, Fig. Id) oder aber innerhalb der Chromatin- masse eingelagert sein kann [Murex, Taf. II, Fig. 8). Von dem Studien über die Gestalt der Zelle. bisweilen doppelten Längsfaden steht die Länge und Biegung des Kopfes in Abhängigkeit, während der Spiralfaden, der gleichfalls von zwei oder selbst drei Komponenten gebildet werden kann, die Dimensionen des Durchmessers bedingt. Die Schraubenform kann entweder durch den Längs- oder durch den Spiralfaden hervorge- rufen sein. Der eine solche Schraubengestalt des Kopfes veranlassende Faden besteht aus zwei ungleich langen Fasern, die entweder, wie bei Paludina, in einem großen Abstande von einander verlaufen oder aber einander wie bei Cwonella dicht genähert sein können. Wenn ich einen allgemeinen Bauplan des Kopfskeletts entwerfe, so sehe ich mich genötigt, nochmals besonders darauf hinzuweisen, daß ich stets von einer biophysikalischen, nicht aber von einer ver- gleichend morphologischen Grundlage ausgehe. Künftige Befunde in der Spermiogenese werden vielleicht nachzuweisen imstande sein, daß die Fasern, die ich in den verschiedenen Spermien als Längsfaden bzw. Spiralfaden anspreche, einander nicht homolog sind und möglicher- weise verschiedenen Bestandteilen der Spermatide ihren Ursprung verdanken. Ich bestehe nur auf der Analogie dieser Fasern, da die- selben ein und derselben Funktion dienen. Bis jetzt war nur von Spermien mit langgestrecktem Kopf, d. h. von solchen Spermien die Bede, deren Kopf am bedeutendsten von der Kugelform abweicht. Doch läßt sich auch in kurzen oder selbst kugelförmigen Spermienköpfen meist die eine oder andre Skelettform nachweisen. Die kugelförmigen Köpfe können nicht als Chromosol- tropfen auftreten, da sie zum Eindringen in das Ei einer gewissen Elastizität bedürfen. Bisweilen begegnen wir in denselben einer lon- gitudinalen Skelettachse, wie dies z. B. bei den auf Fig. 7 a-c, Taf. I dargestellten Aere?s-Spermien der Fall ist. Außer dieser Axialfaser stoßen wir hier noch auf ein recht kompliziert gebautes Perforatorium, einen von 2 — 3 Skelettreifen umgebenen Tropfen einer besonderen Substanz, ebenso wie auf gewisse, den kugeligen Kern umwindende Skelettfäden, deren Verlaufsrichtung festzustellen mir nicht gelang. Bei Anodonta (Fig. 13, Taf II) bemerkt man am abgeplatteten Sper- mienkopf gewundene Fäden, die selbst nach Abheben der oberfläch- lichen semipermeablen Membran dem Kern augelagert bleiben. Als ein drittes Beispiel führe ich die Spermien von Oohiiis ratan (Fig. 25, Taf IV) an, deren Kopf zweifellos irgend Skelettbildungen zukommen, von denen die querverlaufenden Fasern auf Fig. 256 sehr schön er- kennbar sind; der Längsfaden gehört scheinbar dem Halse an. Archiv f. Zellforschung. II. 3 34 N. K. Koltzoff Die Spermien der Sängetiere, deren Kopf meist löffelförmig ab- geplattet und schwach spiralig gewunden erscheint, habe ich nicht mit genügend sicheren Methoden untersuchen können. Bisweilen wollte es mir scheinen, als verliefen am Kopfe des menschlichen Spermiums eine lleihe von parallelen Fäden, doch will ich nicht auf der Zuverlässigkeit dieser Beobachtung bestehen. Doch scheint es mir, daß hier das meist einen bedeutenden Teil des Kopfes in Form eines feinen und festen Plättchens umkleidende Perforatorium in der Formbestimmung keine unbedeutende Rolle spielt. 4. Die innere Struktur und chemische Zusammensetzung der Skelettfasern. Die elastischen, die Form des Spermienkopfes bestimmenden Fasern bestellen, wie weiter unten genauer erörtert werden wird, aus einer chemisch äußerst stabilen Substanz, die selbst der zerstörenden Wirkung solcher Reageutien, wie starke Alkalilösungen und unver- dünnte Mineralsäuren, längere Zeit zu widerstehen vermag. Doch kann die Veränderung in den äußeren Bedingungen, ohne einen Ein- fluß auf die chemische Zusammensetzung der Skelettfaser auszuüben, eine Form Veränderung derselben zur Folge haben; diese Veränderungen führen uns zu dem Schluß, daß die Skelettfasern Kolloide, die sich im Zustand des Glel befinden und denen folglich eine ganz bestimmte innere Struktur zukommt, darstelleu. Weiter oben hatte ich bereits mehrmals Gelegenheit, darauf hin- zuweiseu, daß die Einwirkung der ein Quellen des Chromatins veran- lassenden Reageutien häufig auch ein Quellen, eine Verlängerung oder Verkürzung, ein Zusammenrollen oder Auseiuauderwiuden der Skelett- fasern zur Folge hat; dazwischen läßt sich sogar eine Vergrößerung ihres Durchmessers wahrnehmen. Ich verweise den Leser aufs neue auf die Textfig. 11. P., welche die im Spermium von Fnludina vivi- paro bei der Quellung stattfindeuden Veränderungen veranschaulicht. Im Kopf des lebenden unveränderten Spermiums erkennt man zwei oberflächliche Fäden, einen langen dickeren und einen kürzeren feineren, von denen ein jeder fünf Schraubenwinduugeu zeigt. Im Laufe des Quelluugsprozesses gleicht sich der Längenuuterschied beider Fäden nach und nach aus, wobei sich beide Fäden uocb stark zu- sammenwiudeu; so zeigte auf Textfig. Ile ein jeder Faden statt der normalen 5, 18 Schraubenwinduugeu. Ließe sich das Verschwinden der Korkziehergestalt des Kopfes noch vielleicht der durch die Quellung des Chromatins hervorgerufenen Steigerung des inneren Druckes zu- schreibeu, so ist die Ursache des Zusammeuwiudens doch jedenfalls in Studien über die Gestalt der Zelle. 35 deu Fäden selbst zu suchen, da die Quellung des Chromatins im Gegenteil höchstens noch, wie aufTextfig. 11 /'u. 11^, ein Auseinanderwinden der Fäden nach sich ziehen könnte. Bei derFormveränderung der Spermien- köpfe von Opüio (Textfig. 12, P.) ließe sich das Auseinanderwinden der Fäden vielleicht durch die Quellung des Chromatins erklären; doch kommt den elastischen Fäden bei der Umwandlung des geraden Kopfes in einen schraubenförmigen iFig. 12 e) natürlich eine aktive Bedeutung zu: der eine der- selben verkürzt sich, während der andre sich in die Länge dehnt. Genau eine eben solche aktive, eine gewisse Arbeit leistende Verkürzung der Ske- lettfäden tritt beim Quellen des Spermienschwanzes von Planor- bü (Textfig. V6a-c) in Erschei- nung. Im normalen, unver- änderten Spermium erblicktman drei oberflächlich verlaufende Spiralfäden von augenscheinlich gleicher Länge, von denen, je- doch der eine die übrigen an Dicke übertrifft. Auf Fig. 13 haben sich zwei Fäden bei der Quellung im Vergleich zum dritten verkürzt, und dieser Umstand läßt den Schwanz Schrauben- gestalt annehmen. Es ist mir nicht geglückt, die Frage nach der inneren Struktur der Skelettfasern durch direkte Befunde zu lösen. Am annehmbarsten erscheint die Voraussetzung, daß wir es mit Gel, das eine Schaum- struktur besitzt, zu tun haben; die Wandungen der Waben bestehen aus festem Stoff und umschließen einen flüssigen Inhalt. Bei der Quellung tritt eine Dehnung der Waben ein, was eine Veränderung der äußeren Form, ein Länger- oder Breiterwerden oder ein Zu- sammenwinden der Faser zur Folge hat. Andrerseits ist es nicht unmöglich, daß sich die Faser aus Fibrillen zusammensetzt und sich dank der verschiedenen Länge der letzteren zusammenwindet ; gesetzt den Fall, den einen Fibrillen käme eine größere Dehnbarkeit als den andern zu, so erklärt sich hieraus auch das Zusammen- und Ausein- 3* 36 N. K. Koltzoff anderwiuden der Faser unter dem Einflüsse von solchen, die Quellung hervorrufeuden Eeagentien. Die Auflösung der Fasern in Fibrillen läßt sich häutig in Spermienschwänzen beobachten; ich habe diese Erscheinung bereits in bezug auf den Hals von Eupagiirus- u. a. Krebsspermieii geschildert. Vielleicht waren jedoch meine Versuche, einen Zerfall der Skelettfaseru des Spermienkopfes in Fibrillen herbei- zuführen deshalb nicht mit Erfolg gekrönt, weil ich mich nur wenig der dauernden Macerationsmethoden, mit deren Hilfe Ballowitz eine lange Spaltung der verschiedenartigsten Fasern in den Spermienschwänzen erzielte, bediente. Ich weise hier darauf hin, daß ich keineswegs mit der Auffassung des Zerfalles einer Faser in Fibrillen als eines solchen Merkmales einverstanden bin, welches notgedrungen von einer Kontraktilität der Faser begleitet wird (Ballowitz, Verhandl. der anatom. Ges. 1907, Diskussion). Die Fortsätze der Eiipagunis-^TgQnmm. sind nicht kontraktil und zerspalten sich trotzdem. Doch stimme ich darin mit Ballowitz überein, daß die »Kontraktilität« der Faser dieselbe jedenfalls als kompliziertes Organ charakterisiert, dem eine bestimmte morphologische Struktur und eine Zusammensetzung aus kontraktilem flüssigem Protoplasma und dem einen oder andern Skelett, z. B. einem Bündel feiner, nicht kontraktiler, sondern nur die Form der kontraktilen Faser bestimmender Fibrillen, zukommt. Die Skelettfasern des Spermienkopfes unterscheiden sich schon ihren physikalischen Eigenschaften und ihrem Verhalten der Färbung gegenüber nach so scharf von der durch sie zusammeugehaltenen Chromatiumasse, daß sieh uns unwillkürlich der Gedanke an eine Zusammensetzung derselben aus einer chemisch ganz eigenartigen Substanz aufdrängt. Da nun aber auch die sich bei der Plasmolyse abhebende semipermeable Plasmamembran augenscheinlich gleichfalls aus einer besonderen chemischen Substanz besteht, so müssen wir erwarten, daß die genaue chemische Analyse uns im Spermienkopf mindestens drei verschiedene chemische Verbindungen kennen lehren wird. Die Spermienköpfe verschiedener Tiere, besonders die der Teleos- tier und speziell des Lachses, dienten mehr als einmal als Objekt genauer chemischer Untersuchungen, und es hat wohl kein andrer Teil der Zelle eine so eingehende chemische Bearbeitung erfahren wie das genannte Objekt. ^Iieschkr, dem das Hauptverdienst in der Lösung dieses Problems zukommt, gibt an, er hätte es sich zur Studien über die Gestalt der Zelle. 37 Aufgabe gemacht, den Kopf des Forellenspermiums »wie ein Mineral zu analysieren« (Wissenschaftlicher Briefwechsel, Brief 77). Die die Chemie des Spermienkopfes betreifende Literatur hat bereits einen solchen Umfang erreicht, daß es dem Nichtspezialisten schwer fallen würde, dieselbe zu bewältigen. Zu meiner Genugtuung gibt R. Burian in den letzten Bänden der »Ergebnisse der Physiologie« eine ein- gehende Übersicht von mehr als 200 einschlägigen Arbeiten (E. d. Pb. Bd. m, Abt. 1, S. 48—106 und Bd. V, S. 768—846). Vom Standpunkt der Morphologen lassen die von den Chemikern zur Analyse der Spermien angewandten Methoden an Genauigkeit sehr viel zu wünschen übrig. Schon der erste Schritt, die Trennung des Kopfes vom Schwanz, erweckt einigen Zweifel. Diese Trennung wurde erzielt durch die Einwirkung von »entweder Essigsäure (bis zu schwach saurer Reaktion) oder aber '/2 — 1® oioCr CaCl2 oder Ba CI2 Lösung«; »das allmählich sich absetzende Sediment enthielt fast nur die Köpfe der Spermatozoen, die protoplasmatischen Anteile wer- den zerstört«. Oder man trennt »die ersteren von den letzteren durch Centrifugieren unter mehrfach erneutem Wasserzusatz ab; das Wasser löst die Schwänze auf, und das Sediment besteht schließlich aus ab- solut rein und glatt isolierten Köpfen von Samenzellen« (Burian I, S. 54). Ich habe versucht, diese von Miescher erprobten Methoden auch für die von mir untersuchten Spermien in Anwendung zu bringen, und muß dieselben als bei weitem nicht genau bezeichnen. In erster Linie erzielt man durch dieselben keineswegs eine Auflösung des Schwanzes, dessen aus verschiedenartigen Fasern und Fibrillen be- stehendes Skelett, wie bekannt, recht lange Zeit der zerstörenden Wirkung der verschiedenen Macerationsflüssigkeiten widersteht. Doch werden die Schwanzskelette vom Kopf abgerissen, bleiben dank ihrem geringen spezifischen Gewicht im Wasser suspendiert, während die Köpfe zu Boden sinken. Doch haben wir es hier nicht mit Köpfen im morphologischen Sinne zu tun. Die Scheidung des Spermiums in zwei Teile findetgewöhnlich an der Stelle statt, wo sich der Schwanz auch unter natürlichen Bedingungen, d. h. bei der Befruchtung, ab- trennt; folglich bleibt der den bisweilen (bei Selachiern und Urodelen) recht bedeutenden proximalen Centralkörper enthaltende Hals mit dem Kopfe vereinigt. Auch kommt es vor, daß auch das Zwischenstück des Schwanzes mit dem Halse verbunden bleibt. So sind denn die von den Chemikern untersuchten Spermienköpfe keineswegs ausschließ- lich als Kern zu betrachten, da sich dem letzteren noch der Central- 38 N. K. Koltzotf körper, das Perforatorium und die eiueu oder andern dem Kopfe eine bestimmte Form verleihenden Skelettfäden zugesellen. Das allgemeine Schema der chemischen Analyse ist das folgende. Die abgesonderten Köpfe werden mit einem Gemisch von Alkohol und Äther bearbeitet, um die Fette und Lipoide zu lösen. Hierauf werden durch schwache (\2— l®o) Lösungen von Miueralsäuren die basischen Eiweißkörper-Protamine und Histone ausgezogen. Der Rest — hauptsächlich aus Nucleiusäure bestehend — wird in Alkali- lösungen gelöst. Die Analyse ergibt, daß »die Köpfe der reifen Lachsspermatozoen bestehen zu etwa 95% aus neutralem Salmin- nucleat« (BuRiAy II, S. 807), d. h. aus einer salzartigen Verbindung, in welcher ein Protamin (Salmin) die Rolle der Base, die Nuclein- säure die der Säure übernimmt. »Von den übrigen 5 ® q der Kopf- snbstanzen gehen 2,530 (, in den Salzsäureauszug über; es handelt sich im wesentlichen um anorganische Stoffe, Calciumphosphat und Calcmmsulfat« (ibid. S. 807). Die Frage, was denn eigentlich die übrigbleibenden 2,5 o'o des Gesamtgewichtes vorstellen, bleibt bis jetzt ungelöst. Es ist nur bekannt, daß ein bedeutender Teil des Restes, etwa 0,12% aus Eisen besteht, welches »ganz außerordent- lich fest organisch gebunden ist. Nicht einmal durch Behandlung des Kopfrückstandes mit heißer starker Salpetersäure, sondern nur nach der Veraschung desselben wird es nachweisbar. An welcher organischen Substanz haftet dies Eisen? An das Salmin und an die Nucleinsäure kann man deshalb nicht denken, weil weder im Salz- säureauszug noch im Natroulaugeextrakt Eisen zu entdecken ist. . . Es erscheint also als unabweisliches Postulat, daß das Eisen der Spermatozoenköpfe an eine andre, noch unbekannte organische Substanz gebunden ist« (ibid.). Diese »eigentümliche, bisher wenig untersuchte organische Eisenverbindung« , welche der zerstörenden Wirkung der Mineralsäuren und Alkalien länger als alle andern Be- standteile des Spermienkopfes widersteht, bezeichnen Mieschek und Buriax als »Karyogen«. Während für die Sperniaköpfe des Lachses das reiche Analysen- material von Miesciier vorliegt, sind Gesamtanalysen von Sperma- tozoenköpfeu anderweitiger Herkunft bisher fast gar nicht ausgeführt worden (Burian, 11, S. 809). Die soeben geschilderten Methoden der chemischen Analyse der Spermienköpfe lassen sich leicht auch unter dem Mikroskop aus- führeu. Diese Aufgabe stellte ich mir denn auch in erster Linie und Stadien über die Gestalt der Zelle. 39 wählte als erstes Untersucliuugsobjekt die großen und vom morpho- logischen Standpunkt interessant gebauten ^.ro/o^Z-Spermien. Ich be- obachtete mit der Ölimmersion die lebenden Spermien und tötete sie dann, ohne dieselben aus dem Auge zu verlieren, durch Zusatz von Alkohol-Athergemisch oder direkt von Säure unter dem Deck- gläschen, behandelte dann längere oder kürzere Zeit mit aufeinander- folgender V2%io6r) IVuiger, 5o/uiger, 10%iger und endlich kon- zentrierter Salzsäure (bzw. H2SO4 oder HNO3), dann Auswaschen mit Wasser und Behandlung mit ^/2%5 1%? lO^/o und 350/oiger KOH-Lösung. Da es laut Angaben der Chemiker nicht immer gleich bei der ersten Bearbeitung durch Säuren gelingt, alle Kernbasen und bei der durch KOH gleich alle Nucleinsäure zu lösen, wiederholte ich die Operation mehrmals, indem ich die Säure durch Lauge, und umge- gekehrt, ersetzte. Es glückte mir während der ganzen Dauer dieser Reaktionen, mitunter mehrere Stunden hintereinander ein bestimmtes Spermium nicht aus dem Auge zu verlieren und die Form des Kopfes und Halses desselben bei jeglicher wahrnehmbaren Veränderung mit I Hilfe des Zeichenapparates zu Papier zu bringen. Über die Lös- lichkeit des einen oder andern Kernbestandteiles in Alkohol-Ather- gemisch kann ich keinerlei Angaben machen. In Frage kann nur die äußere semipermeable Membran, in welcher man das Vorhanden- sein von Lipoiden (Overtox) vermuten könnte, kommen. Doch zeigt diese Membran eine so minimale Dicke, daß das Ausziehen des einen oder andern Bestandteiles derselben nicht durch die Beobachtung nachgewiesen werden kann. Auf die mit Alkohol-Ather fixierten AxoZo^Z-Spermien übt das Wasser keinerlei Wirkung aus, und können dieselben, bei geringem Thymolzusatz zur Verhütung der Fäulniß, monatelang ohne die ge- ringste nicht nur äußerliche, sondern auch ihren chemischen Chara- ter betreffende Veränderung zu erleiden, im Wasser verbleiben. Auch Mineralsäuren rufen in den mit Alkohol-Ather fixierten Spermienköpfen nur ganz minimale Veränderungen hervor. So konnte ich bei Einwirkung einer 0,1®/Qigen HCl-Lösung gar keine Verände- rungen wahrnehmen. Eine l%ige HCl-Lösung läßt den am leben- den Spermium nicht erkennbaren oberflächlichen Spiralfaden zutage treten und ruft eine leichte Quellung des Kopfes hervor, die am besten an der Halsgrenze zu erkennen ist; vor Einwirkung der Säure zeigt der Hals einen dem des Kopfes gleichen Durchmesser (Textfig. 14a); in l%iger HCl quillt der Kopf an. Durch lOo/oige 40 N. K. Koltzoff Fig. 14. b HCl erzieleD wir keine weiteren Veränderungen, und nur rauchende HCl, H2SO4 oder HNO3 rufen eine bedeutende Quellung und Auf- hellung des Kopfes hervor (Textlig. Hb]. Doch wird der Kopf durch diese Keaktiou nicht zerstört und schrumpft bei Ersetzung der rauchen- den von neuem durch Säure rasch zusammen und wird nun viel schmäler als der Hals, wenn er auch nach wie vor seine läng- lich-sichelförmige Gestalt beibehält (Textlig. 14 c); der zwar etwas zerstört erscheinende Spiralfaden tritt nun wieder deutlich an der Oberfläche hervor. Die Schrumpfung des Kopfes unter dem Einflüsse von HCl weist darauf hin, daß sich ein Teil der Kopfsubstanzen in der rauchenden Säure gelöst hat. AVahrscheinlich werden Schwanz hauptsächlich die schon durch die schwä- cheren HCl-Lösungen angegriffenen Ku- cleinbasen gelöst (Miesch er ist es nicht geglückt irgend organische Basen aus dem Kopf der Amphibienspermien durch schwache Säurelösuugeu auszuziehen). Doch fördert wahrscheinlich auch die ebenfalls in Mineralsäuren lösliche Nu- cleinsäure bis zu einem gewissen Grade die Zerstörung. Da die Biondifärhung nach Einwirkung konzentrierter Salz- säure schon nicht mehr gelingt, so läßt V/ M U Hals Kopf Ein Teil eines oligopyrenen Spenuinms von raludina livipara, teilweise zerstört. sich der Zerstörungsgrad des Chromatins nicht mehr nachweisen. Doch kann mau an gefärbten Präparaten deutlich erken- nen, daß die Skelettfaseru des Kopfes, sowohl der Läugsfadeu als zum Teil auch der Spiralfadeu, ungelöst bleiben. Die Einwirkung der Alkalilösung hat anfangs nur eine Volumen- verändernng zur Folge. Schon eine O,!» „ige KOH-Lösung veranlaßt eine starke Quellung des Halses und besonders des Kopfes (Textlig. 156), welche in l%iger und 10%iger Lösung die gleiche bleibt. In sehr starken KOH-Lösungen (00%) macht sich eine bedeutende Schrumpfung des Kopfes und Halses (15c) bemerkbar; doch haben wir es hier mit einer reversiblen Beaktion zu tun, denn bei Übertragung in lO/pigeu KOH wird das frühere Volumen amiähernd wiederhergestellt (löc?); bei einer Neutralisierung erlangen Kopf und Hals ihre früheren Dimen- sionen der Textlig. 15 a nicht wieder, und die Quellung bleibt bestehen. Studien über die Gestalt der Zelle. 41 Bei Behandlung mit l^/oiger HCl machen sich keine Dimensionsver- änderungen im Halse oder Kopf, wohl aber ein starkes Anquellen des Schwanzfadens bemerkbar (Textfig. 15e). In öO^/giger KOH er- langen die Spermien dasselbe Aussehen wie auf Fig. 15c wieder, wie man aus Textfig. \bf ersehen kann. Die l%ige KOH-Lösung ruft von neuem eine Quellung (15^) hervor, usw. Die Reaktion wird vollständig reversibel, was darauf hinweist, daß die unter dem Ein- flüsse von KOH vor sich gehenden chemischen Vorgänge ihren Ab- Spermien von Siredon, mit HCL behandelt. Vergr. c. 3500 mal. Schluß erreicht haben : alle löslichen Substanzen sind gelöst, und die Volumen- und Form Veränderungen tragen nun einen lediglich physi- kalischen Charakter. Das nucleinsaure Salz ist wahrscheinlich voll- ständig in die Lösung übergegangen, und das Übrigbleibende muß wohl dem für die Spermienköpfe von Salmo auf 2,5% des Gewichtes berechneten, in kalten Säuren und Alkali unlöslichen Rest zugerech- net werden. Welcher morphologische Teil des Kopfes ist nun der Auflösung unterworfen, und welcher ist auf Textfig. 14c u. 15^ zurückgeblieben? Schon nach Einwirkung von l%iger KOH auf die in Alkoholäther fixierten Spermien läßt sich die grüne Chromatintinktion nicht mehr erzielen. Im Stadium der Textfig. 15^ ergeben schwache Biondi- 42 N. K. Koltzotf Fitr. 16. .3 u «i » > ‘•t'' *' c L\ - t *. c( t ♦ t. . «■r<, c C Ij4^.C C&i-C i.(SKf<~ VC^ c-c t C 4,^' <■<' c*" ^OC«. ct, tJ’ <' C O C i...«.*' W V I w ,? ^ J Eiu oligopyrenes Spermium von Paludina teilweise macerierl, in- dem der Spiralfaden verflüssigt nnd in eine Reihe von Tropfen zerfallen ist. lüsungen (selbstverständlich nach Keutralisie- rung der Reaktion!) nur noch die rote Fär- bung der Skelettfäden, nämlich des Schwanz- fadens, des Halses und des Längsfadens und Spiralfadens des Kopfes. Letzterer zeigt ge- wissermaßen das Aussehen einer spiralig ge- strichelten, außerordentlich feinen Membran oder durchsichtigen Hülle, in deren Innerem der Längsfaden verläuft. Vom Chromatin ist keine Spur zu entdecken. Augenscheinlich haben wir im Chromatiu eben die unter dem Einflüsse von Alkali und Säuren lösliche nucleinsaure Basis vor uns. Die gewöhnlich eine intensive Quellung des Chromatins her- vorrufende starke Biondilösung zeigt nun dieselbe Wirkung wie die schwache: die quelluugsfähige Substanz ist nicht mehr vor- handen ! Das der Auflösung durch Mineralsäuren und Laugen widerstehende Spermienskelett zeigt, keine einheitliche Struktur, was in erster Linie das verschiedenartige Verhalten den Säuren gegenüber bezeugt: aus dem Vergleich der Textfig. 15e u. 15c? ersieht man, daß unter dem Einfluß von schwacher HCl der Achsen- faden des Schwanzes bedeutend anquillt, wäh- rend Hals und Kopf dasselbe Aussehen, das sie in 1® oiger KOH zeigten, bewahren. Andrer- seits ruft konzentrierte HCl in solchen Sper- mien, die schon mit 50%iger KOH behandelt wurden, sehr charakteristische Veränderungen hervor. Der Spiralfaden des Kopfes wird zerstört, während alle übrigen Skeletteile un- verändert bleiben (vgl. Textfig. 6c). Ich habe mehrere Male im Laufe vielstüudiger Beobach- tungen die Axolotl- Spermien einer abwech- selnden Behandlung durch starke KÜH-Lösnn- gen, rauchende HCl, H2SO4 und HNO3 unter- worfen, und stets blieben die erzielten Bilder dieselben: das sich in den Längsfaden des Studien über die Gestalt der Zelle. 43 Kopfes fortsetzeude Perforatorium, der Hals und beide Schwanzfäden bleiben ungelöst. Die Versuche mit dem Einflüsse von Säuren und Alkalien müssen auf dem Objektträger ausgeführt werden. Will man dieselben Reak- tionen im Probiercylinder en masse vornehmen, so erweisen sich die Skelette als viel zu brüchig, und nur Bruchstücke derselben gelingt es zu sammeln und unter das Mikroskop zu bringen. Aus diesem Grunde sind dieselben wohl auch der Aufmerksamkeit der Chemiker entgangen, welche sich des Mikroskops zur Kontrollierung der che- mischen Vorgänge bedienten. Darin liegt auch die Ursache dessen, daß es schwer fällt, die Wirkung von heißer KOII und HCl -auf die Spermienskelette zu erproben. Bei Erwärmung in 20®/oiger KOH auf dem Objektträger konnte ich den Zerfall der größten Mehrzahl der Spermienskelette in kleine Bruchstücke konstatieren, was wahr- scheinlich auf rein mechanischen Ursachen beruht. Ein Spermium blieb zufällig erhalten, und das Kopfskelett desselben blieb völlig unzerstört. Beim Kochen ist die Reaktion jedoch eine so stürmische, daß die Erklärung für das Fehlen von einigermaßen deutlich erkenn- baren Skelettfragmenten wohl nicht nur in den chemischen, sondern auch in den mechanischen Prozessen zu suchen ist. Aus diesem Grunde konnte ich auch nicht genau den Stärkegrad der Säure oder Lauge bestimmen, der nötig ist, um beim Kochen die Spermienskelette aufzulösen. Überhaupt setzt bei der Experimentierung mit Laugen und Säuren die Möglichkeit mechanischerBeschädigungen durch die starke Spannung bei Quellung des Chromatins oder selbst durch die Strömung der unter das Deckglas fließenden Flüssigkeiten der Erlangung genauer Resultate die größten Hindernisse entgegen: die von der Plasmahaut und der Chromatinmasse befreiten Spermienskelette sind äußerst fein und brüchig. Selbst bei der Quellung des Chromatins in starker Biondi- lösung wird der Spiralfaden, wie im dritten Abschnitt genauer dar- gelegt wurde, häufig zerstört, obgleich wir es in diesem Falle selbstver- ständlich nicht mit einer Auflösung zu tun haben. Nichtsdestoweniger gelingt es die Unlöslichkeit der Skelettfäden des Kopfes nicht nur für die A.a:ofoif/-Spermien, sondern auch für eine ganze Reihe andrer Tierformen nachzuweisen. So lassen sich aus den Spermien des Rochens Raja durch Behandlung mit schwachen HCl- und KOH- Lösungen ganze und vollständige Skelette herausmacerieren, die von dem massiven, von dem feinen Achsenfaden durchzogenen Halse, dem Längsfaden des Kopfes und zwei Schwanzfäden gebildet werden. 44 N. K. Koltzoff Auf die so befreiten Skelette üben weder rauchende HCl, noch starke KOH-Lüsungen irgend welche ^yirkungen aus. Lassen wir jedoch noch vor Auflösung des Chromatins in schwachen Säure- oder Atz- kalilösungen eine starke KOH-Losung einwirken, so werden die Skelettfäden bei der Quellung des Kopfes mechanisch beschädigt, wie dies auf Textfig. 9e wiedergegeben ist. Auf Taf. IV, Fig. 28 c-d sind die Einwirkungsresultate der Lüsungs- stoflfe auf die Spermien der Schlange Coluher zur Darstellung ge- bracht. Anfangs wurden die Spermien mit Inniger und 10®/oiger H2SO4 behandelt, dann in 1 %ige KOH gebracht. Das Chromatin des Kopfes ist vollständig gelöst, und nur Perforatorium und Schwanz sind erhalten geblieben; auf Fig. 28c kann man auch den Längsfaden des Kopfes erkennen; wenn wir letzteren auf Fig. 28c? nicht mehr vorfinden, so läßt sich in diesem Falle das Fehlen desselben wohl schwerlich der Auflösung, wohl aber eher einer mechanischen Be- schädigung, die ein Heranziehen des Perforatorium s an den Hals be- wirkt, zuschreiben. Bei Parapodopsis cornuta aus der Familie der Mysidae löst sich das Chromatin in lOö/pigem KOH, während das Skelett in Form des Längsfadens (Fig. 22 f, Taf. III), dem sich bisweilen noch eine wahr- scheinlich dem Spiralfaden entsprechende und wie dieser leichter als der Längsfaden zerstörbare Hülle zugesellt (Fig. 22 e), bestehen bleibt. Ich hatte nicht die Möglichkeit, die »Sa/wo-Spermien, welche als Material für die am genauesten ausgeführten chemischen Analysen gedient haben, zu untersuchen. Doch zeigen die Spermien sämtlicher Knochenfische einen so einförmigen Bau, daß ich mich darauf be- schränken werde, die Wirkung der Lösungsstolfe auf die Spermien von Gobius ratan (Taf IV, Fig. 2bd-e) zu schildern. Kach einer einstündigen Bearbeitung mit 35®/oiger KOH-Lösung ist das Chromatin völlig gelöst, und es bleibt augenscheinlich nur das feste Spermieuskelett, das auf Fig. 2b d in toto dargestellt ist, übrig. Statt des Kopfes erblicken wir hier ni;r eine leere Hülle, welche nichts mehr von der Struktur, die noch auf Fig. 2bh sichtbar war, erkennen läßt. Die Hülle entlang zieht sich ein intensiv färbbares Stäbchen (möglicherweise der Hals oder das Mittelstück), davor be- findet sich ein ebenfiills intensiv tingiertes Körnchen (die Centriolen?), während sich ihr hinten das Skelett des Schwanzabschnittes, in dem man das Haupt- und Endstück unterscheiden kann, anschließt. An der Verbindungsstelle des Kopfes mit dem Schwänze liegt das Studien über die Gestalt der Zelle. 45 SchwaazkügelcheD, dessen Vorhandensein bei vielen Teleostiern, Lamellibranchiaten u. a. nachgewiesen worden ist. Durch Bearbeitung dieses Skeletts mit konzentrierter Schwefelsäure wird die den Kopf umgebende Hülle zerstört, während sämtliche übrigen Abschnitte des Skeletts unversehrt bleiben. Es unterliegt keinem Zweifel, daß bei sämtlichen chemischen Analysen von Spermien das Skelett dank seiner schweren Löslichkeit nicht mit in die Analyse einbezogen wurde und daß ein großer Teil des nicht analysierbaren Restes gerade auf Rechnung eben dieses Skeletts zu schreiben ist. Ob nun gerade die Skelettsubstanz sich mit dem Be- griff des Karyogens deckt, dessen Charakteristik Buriax auf Grund hypothetischer Erwägungen gibt, ob gerade am Aufbau der Skelett- substanz Eisen teilnimmt, das sind Fragen, die fürs erste wohl noch unbeantwortet bleiben müssen. Es will mir scheinen, daß sich dem Chemiker, der sich die Untersuchung der Substanz des Spermien- skeletts zur Aufgabe gestellt hat, keine großen Schwierigkeiten in den Weg treten werden. Hierzu benötigt er nur ein passendes Unter- suchungsobjekt zu finden. Am besten würden sich natürlich solche Spermien eignen, die einen massiven Hals, der in den Spermien vieler Amphibien und Selachier augenscheinlich den größten Teil des Ge- wichts des Skeletts bildet, besitzen. Durch Älaceration und Aus- waschen mit Hilfe der Centrifuge ließen sich vielleicht für die Ana- lyse reine Hälse, d. h. reine Centralkörper, ausscheiden, wenn auch viele der übrigen Teile des Spermienskeletts augenscheinlich gleich- falls dem Centralkörper ihren Ursprung verdanken {Achsenfaden des Schwanzes). Ich habe versucht, mir größere Mengen von Haifisch- oder Rochensperma zu verschaffen, und ist mir dies nur zufällig, dank der ungünstigen Jahreszeit, weder in Sebastopol noch in Neapel geglückt. Ich nehme an, daß bei diesen Spermien nicht 2,4%, wie in den Spermienköpfen von Salmo, sondern ein erheblich größerer Teil des Gesamtgewichts auf Rechnung des Skeletts kommt. Mir scheint, daß gerade hier das Centralin, d. h. die Centralkörper- bzw. Halsskelettsubstanz der Analyse am leichtesten zugänglich wäre. Doch läßt sich schon jetzt auf Grund der vorhandenen Unter- suchungen die Gruppe organischer Verbindungen, in die der Stoff des Spermienskeletts einzureihen wäre, annähernd bestimmen. Wahr- scheinlich haben wir es hier mit einem Albuminoid zu tun. Cohx- HEDi faßt in seiner »Chemie der Eiweißkörper« unter dieser Be- zeichnung »eine Reihe von Eiweißkörpern, welche die Gerüstsub- stanzen der Tiere bilden« (S. 269) zusammen. Hierzu gehört das 46 N. K. Koltzoff Collagen und Elastin der Bindegewebsfasern, des Knorpels, der Knochen nsw., das Keratin der Hornhäute der Vertebraten, das Fibrin der Seide, das Spongin und Conchiolin des Skeletts verschie- dener Evertebraten, die Albumoide der Linse, der Chorda und der verschiedenartigen tierischen Hüllen. All diese chemischen Substanzen > haben die physikalische Eigenschaft großer Festigkeit« . . . Eine andre »Eigenschaft müssen alle Gerüstsubstanzen haben, und das ist ihre vollständige Unlöslichkeit in allen tierischen Flüssigkeiten. Alle Albuminoide sind in Wasser und Salzlösungen ganz unlöslich, meist aber auch in verdünnten Säuren und Alkalien kaum löslich, sondern sie können nur durch Eingriffe in Lösung gebracht werden, die diese ihre Grundeigenschaft aufheben und von denen wir auch sonst wissen, daß alle Eiweißkörper durch sie zerstört und chemisch verändert werden« (S. 269). Cohxheim zählt die Albuminoide den kompli- ziertesten Eiweißkörpern zu, obwohl wir über keine genauen An- gaben über ihr Molekulargewicht verfügen, doch erwecken sie »die Vorstellung, als müsse ihnen bei ihren physikalischen Eigenschaften, ihrer hohen Dichtigkeit usw. ein noch höheres Molekulargewicht zu- kommen als den löslichen Eiweißen« (S. 271). Aus irgend einem Grunde nimmt der Autor an, daß »die Albuminoide niemals Teile einer tierischen Zelle sind, sondern die Grundsubstanz, in welche die Zellen eingelagert sind, bilden« (S. 269), doch steht diese Annahme in direktem Widerspruch mit unsern heutigen Vorstellungen von den Bindegewebsfasern als intracelluläre Gebilde. Mir scheint, daß neben dem die Hülle der Muskelfasern bildenden Sarcolemin und dem lieti- culin, welches »die Gerüstsubstanz der Darmmucosa bildet«, auch das Centralin des Spermienhalses, mit dem die Substanzen der übrigen Elemente des Spermieuskeletts vielleicht identisch sind, vielleicht aber auch nur nahestehen, in der Keihe der Albuminoide seinen Platz finden wird. 5. Die Form einiger vom normalen Typus abweichender Spermien. Das vorliegende Schlußkapitel soll gewissermaßen einen Anhang zu meinen Untersuchungen über den Bau des Kopfskeletts der Spermien bilden. Es gibt Spermien, die im erwachsenen Zustande keinen deutlich ausgeprägten Kopf besitzen, doch läßt sich bei eingehender Untersuchung auch hier das Vorhandensein eines Kopfes uachweisen, dessen Skelett im Verein mit den andern Skelettbildungen auf die eigenartige Spermiengestalt bestimmend einwirkt. Dieser Umstand Studien über die Gestalt der Zelle. 47 mag zur Erklärung dessen dienen, weshalb ich mich dazu entschließe, diese Spermien in einer dem Kopfskelett der Spermien gewidmeten Untersuchung zu schildern. Um sich Uber den Bau der atypischen Spermien klar zu werden, werde ich hin und wieder genötigt sein, auch die vergleichend-morphologischen Fakten zu erwähnen, doch will ich bestrebt sein, mich kurz zu fassen. 1. Die Spermien der Cirripedia. Die Spermien der Rankenfüßler wurden von E. Ballowitz (1889) eingehend beschrieben, und seitdem wird in sämtlichen Lehrbüchern, bisweilen mit einem Hinweis auf die Un Wahrscheinlichkeit dieser Tatsache, meist aber ohne diese Einschränkung, angegeben, daß wir hier kernlose Spermien vor uns hätten. In seinem auf dem deut- schen Anatomenkongreß 19U7 verlesenen Vortrage bezeichnet E. Ballü- wiTZ^) diese Spermien ganz direkt als »apyrene Spermien« und ver- gleicht dieselben mit den kernlosen Spermien von Paludina vivipara, die F. Meves mit diesem Namen belegte. Die Cirripediaspermien zeigen das Aussehen langer beweglicher Fäden, die sich ihrer ganzen Länge nach in Fibrillen spalten; daraus folgert nun Ballowitz, daß das ganze Spermium hier nur dem Schwänze entspricht und des Kopfes ganz entbehrt. Er betont noch, daß bei diesen Tieren nicht oligopyrene und apyrene Spermien neben eupyrenen, wie bei Paludina und Pygaera, gefunden werden, sondern vielmehr sämtliche Spermien apyren sind« (S. 228). Der Autor erkennt »die Bedeutung dieser Befunde für die Lehre von der Befruchtung und Vererbung, will aber auf diese hier nicht eingeheu« (S. 230 . In Anbetracht dessen, daß das tatsächliche Fehlen des Kerns bei sämtlichen Spermien irgend einer Tier- oder Pflanzenart all unsre heutigen Vorstellungen von der Befruchtung und Vererbung in der Tat umstoßen würde, so ist es mir eine besondere Genugtuung diese Befunde zu widerlegen. Sowohl die Baianus- als auch die Leyias-Spermieu besitzen einen typischen, aus Chromatin bestehenden Kopf, der sich durch Biondilösung ebenso intensiv grün tingiert wie in allen andern Fällen (vgl. Taf. III, Fig. 20—21). Der Irrtum Ballowitz’ ist dem Umstande zuzuschreiben, daß er sich nicht spezieller Chromatinfärbuugen bediente und nicht die b E. Ballowitz. Verhandlungen der anat. Ges. auf der 21. Versammlung in Würzburg. 1907. S. 220 fif. 48 N. K. Koltzoff Entwicklung des Spermiums verfolgte, sondern nach dem üblichen Typus, der aus intensiver färbbaren Substanz bestehenden Auftreibung am Vorderende des dünnen Schwanzes, suchte. Doch bieten die Lage- beziebungen des Kopfes und Schwanzes hier große Eigentümlichkeiten. Das Spermium erscheint zusammengefaltet, wobei die Biegung in der Halsgegend zu liegen kommt, von wo aus sich zwei Fäden einander parallel nach hinten erstrecken: der Scbwanzfaden und der Kopf- faden. Beim lebenden Spermium stehen diese beiden Fäden mitein- ander in Verbindung und werden von einer gemeinsamen semiper- meablen Membran umkleidet, so daß sie einen beweglichen Faden, dessen Doppelnatur sich durch nichts verrät, bilden. Bei der Fär- bung der lebenden Spermien in schwacher Biondilösung findet eine leichte Maceration statt, wobei der mehr oder weniger deutlich rote »Hals« (vielleicht der proximale Teil des Schwanzes), der rote Schwanz- faden und der grüne Kern ohne jegliche Spur eines Perforatoriums, deutlich zu Tage tritt (Fig. 21). Die weitere Macerierung läßt die Längsfaser des Kopfes hervortreten (Fig. 26); zuweilen zerfällt der Scbwanzfaden und die Längsfaser des Kopfes in zahlreiche Fibrillen, wie dies auf den Abbildungen von Ballowitz wiedergegeben ist. Diese Spaltung des Spermiums seiner ganzen Länge nach in Fibrillen hat eben Ballowitz dazu veranlaßt, den Spermien den Kopf abzu- sprechen, den er au ihrem Vorderende suchte. Doch hat er eben- falls seine Aufmerksamkeit dem zugewandt, daß der eine Faden des im Zerfall hegrifienen Spermiums dunkler färbbar ist als der andre, doch konnte er ohne Zuhilfenahme deutlicherer Färbungen und ohne das Studium der Spermiogenese sich nicht über die Bedeutung dieser Beobachtung Kechenschaft geben. Die Zusammenfaltuug des Spermiums in der Grenzgegend zwischen Schwanz und Kopf bietet keineswegs einen für die Cirripedia be- zeichnenden Ausnahmefall, sondern ist im Gegenteil eine bei andern Krebstieren nahestehender Gruppen, so bei den Isopoda, Amphipoda, Schizopoda, recht verbreitete Erscheinung. Von mir wurden die Spermien der Assel, die von Iclotea, Sphacron/a, Gaminarm und ver- schiedener Mysidae untersucht; auf Fig. 22 u. 23, Taf. III gebe ich den Bau zweier im Schwarzen Meer lebenden Vertreter der letzteren Gruppe wieder: Parapodopsis cornuta und Protosin'ella: bei beiden Formen sind die außerordentlich langen, unbew’eglichen Schwanz- fädeu, die augenscheinlich von einer Chitinhülle umgeben werden, nur teilweise zur Darstellung gebracht. Bei allen von mir unter- suchten Arten besteht der kurze (Kopf-) Schenkel der Spermien, vom Studien über die Gestalt der Zelle. 49 proximalen Ende angefaugen, 1. aus einem deutlich^ ausgeprägten Per f Oratorium, das bei Protosiriella eine besonders starke Ausbildung erlangt, den größten Teil des Kopfes bildet und bei Herabsetzung des osmotischen Druckes die Tendenz zeigt, sich zu einer Kugel zu- sammenzuballen (Fig. 23i); 2. dem Chromatinteil des Kopfes, dessen längliche Gestalt durch die auf Fig. 22/" und 23/' wiedergegebene Längsfaser bedingt wird; 3. einem intensiv rot färbbaren Körnchen — wabrscheinlicb wohl dem proximalen Centralkörper — (Fig. 22 a und 23 a) ; und 4. einem die Biegungsstelle einnehmenden Abschnitt, den ich am liebsten der Schwanzblase der Decapodenspermien vergleichen möchte; von diesem letzteren Abschnitt zieht sich, dem kurzen Kopf- schenkel parallel, der unbewegliche Schwanzfaden, welcher den Kopf an Länge mehrfach übertriift. Es ist hier nicht der Platz, mich mit der Schilderung der Spermiogenese der Mysidae zu befassen, welche die eben dargelegte Erklärung des Bauplanes der erwachsenen Spermien bestätigt und die Möglichkeit einer Vergleichung zwischen den Decapodenspermien und denen der Mysidae eröffnet. An dieser Stelle nimmt nur die Überein- stimmung der Spermien der Mysidae und der Cirripedia meine Auf- merksamkeit in Anspruch. Die Zusammenfaltuug ist in beiden Fällen die gleiche, doch haben bei den Cirripedia beide Spermienabschnitte annähernd dieselbe Länge, sind miteinander durch die gemeinsame semipermeable Membran zu einem Faden vereinigt und sind beweg- lich. Auf Fig. 22 e u. f sind die Spermienskelette von Mysis nach Bearbeitung mit Alkalien und Säuren und nach völliger Auflösung des Chromatins und der flüssigen Protoplasmabestandteile abgebildet. 2. Die Spermien der Turbellarien. Die Spermien der Turbellarien weichen noch stärker von dem gewöhnlichen Typus ab als die der Cirripedia, und erschienen die- selben den meisten Forschern, welche ihnen ihre Aufmerksamkeit zu- wandten, noch rätselhafter als die Decapodenspermien. Nachdem ich den Bau und die Entwicklungsgeschichte dieser letzteren unter- sucht hatte, war es natürlich, daß die Aufgabe, die Struktur der Turbellarienspermien aufzudecken, viel Anziehendes für mich hatte. G. Retzius, der den Bau derselben bei einigen, zum Teil unbestimmten Arten beschrieben hat, drückt sich über die eine von ihm geschilderte Form folgendermaßen aus: »Keine Abgrenzung in die gewöhnlichen Spermienstücke, keine Centralkörper usw. Man Archiv f. Zellforschung. II. 4 50 N. K. Koltzoff stellt vor diesen Spermien ratlos, und ich will keine weiteren Hypo- thesen Uber ihre Organisation und deren Bedeutung machen«. Über eine andre von der typischen stark abweichende Form schreibt Retzius; »Auch bei diesen Spermien kann man unsicher darüber sein, was vorn oder hinten, bzw. Kopf und Schwanz usw. Bestimmte Abgrenzungen der verschiedenen repräsentativen Stücke fehlen auch hier« (G. Retzius, Die Spermien der Turbellarien, aus Biologische Untersuchungen, Bd. XIII, S. 42 u. 43, Stockholm, 1906). Zwar schildern Luther (Zeitschr. f. wiss. Zoologie Bd. 77, 1904) und Böhmig (Zeitschr. f. wiss. Zoologie 1906, Bd. 81) die Spermiogenese einiger Turbellarien, und ihre Beschreibungen lassen deutlich hervor- gehen, daß diese Spermien sowohl einen Kopf als auch einen Cen- tralkorper und einen Schwanz aufweisen. Trotzdem stellte E. Ballo- wiTZ auf dem letzten Kongreß deutscher Anatomen die Behauptung auf, die Turbellarienspermien seien ebensolche kernlose apyrene Spermien wie die der Cirripedia. Der auf dem Kongreß anwesende Luther verwies (wie aus den Verhandlungen der Anatomischen Ge- sellschaft auf der Versammlung in Würzburg 1907 ersichtlich) den Referenten auf seine Arbeit und die Böhmigs, wo das weitere Schick- sal des Kerns während der Entwicklung dieser Spermien geschildert wird. Doch erschienen diese Untersuchungen E. Ballowitz nicht überzeugend genug, und er besteht in seiner neuesten, mit Tafeln versehenen Arbeit über die Turbellarienspermien (Archiv für mikr. Anatomie 1907, Bd. 71,1) auf seiner kurz vorher ausgesprochenen Meinung über die Kernlosigkeit der Turbellarienspermien. Über die Arbeiten Luthers und Böhmigs äußert er sich dahin: »diese beiden sperinatogenetischen Arbeiten bringen meiner Ansicht nach noch keine befriedigende Erklärung meiner Befunde an dem reifen Spermium und fordern zu weiteren eingehenden Studien über die Ent- wicklung dieser interessanten Gebilde bei den Turbellarien auf« (S. 20). Ich habe die lebenden Spermien und die Spermatogenese, letz- tere zum Teil ebenfalls an lebenden Spermatiden, zum Teil an Schnitten vieler Turbellarienarten sowohl des Schwarzen, als auch des Mittelländischen Meeres^; untersucht. Die von mir studierten Turbellarienspermien zeigen in ihrer Organisation zwei scharf von *) Leider muß man die lokalen Formen vom systematischen Standpunkte studieren , um imstande zu seiu ihre Art zu bestimmen. Es ist unschwer zu begreifen, weshalb Retzius die von ihm untersuchten Formen nicht mit dem Artennamen, sondern durch die Buchstaben A, B, C, D bezeichnet. Besonders schwer fallt die Bestimmung der Rhabdocoela des Schwarzen Meeres. Noch vor Studien über die Gestalt der Zelle. 51 einander abgegrenzte Typen. Der eine Spermientypus [Polydades: Leptoplana und Stylochus und Äcoela\ Aphanostoma, Darwinia, Con- Yoluta, die auf der Scholle parasitierende Triklade) nähert sich seiner äußeren Form nach am meisten den Trypanosomen, mit dem Unter- schiede, daß statt einer, zwei undulierende Membranen vorhanden sind, die sich die ganze Länge des abgeplatteten Körpers entlang ziehen, wobei jedoch beide Enden frei bleiben. Vor der Erklärung eben dieser Spermien blieb Eetzius »ratlos« stehen. Den zweiten Spermientypus habe ich an Procerodes segmentatus und Monotus studiert; hier setzt sich das Spermium aus drei, an einem Ende unter- einander in Verbindung stehenden Fäden zusammen, von denen der eine sich von den beiden andern, in Form von kontraktilen Geißeln auftretenden, durch größere Beweglichkeit und Dicke unterscheidet. Diesen Spermientypus untersuchte E. Ballowitz, welcher alle drei Fäden als Schwanzfäden anspricht, da sich dieselben bei seiner Färbungsmethode ganz gleich tingieren und alle auf ganz gleiche Weise in Fibrillen zerfallen. Mit der Beschreibung eben dieses Spermiums will ich beginnen. Fig. 15 e, Taf III stellt ein nach Biondi gefärbtes reifes Spermium von Procerodes dar. Der Unterschied zwischen den drei Fäden tritt deutlich hervor, so daß kaum noch die Möglichkeit vorliegt, den Kopf- charakter des mittleren dickeren Fadens anzuzweifeln. Letzterer zeigt das Aussehen eines schwach spiralig gewundenen Chromatiu- cylinders. Die beiden feineren Fäden müssen als Geißeln gedeutet werden. Die Übereinstimmung mit den im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen Krebstierspermien ist einein die Augen fallende: hier und dort haben wir dieselbe Zusammeufaltung des Spermiums an kurzem erschien diese Aufgabe nicht so koinpiiziert, da man dabei hauptsäch- lich auf die Monographie der Sebastopoler Turbellarien von E. Perejaslawzewa angewiesen war. Doch weigerte sich v. Graff, der in Sebastopol nach dem Tode der Perejaslawzewa arbeitete, die Arbeit der letzteren anzuerkennen, stieß nahezu alle von ihr aufgestellten Arten um und stellte neue auf Nur ein völlig unparteiischer dritter Fachmann könnte endlich die Frage lösen, auf wessen Seite das Recht in diesem Streite ist. Dem Nichtfachmann ist es nun aber bei- nahe unmöglich, die Sebastopoler Turbellarien zu bestimmen. Die von mir ange- führten Bezeichnungen entnehme ich zum Teil der Arbeit der Perejaslawzewa, zum Teil derjenigen Graffs, und kann ich nur mit dieser Einschränkung das folgende Verzeichnis anführen; Aphanostoma pidchella Per., Darivhiia alboma- culata Per., Convoliita confusa Graff, Maerorhynchus sp., Monotus sp., Procerodes segmentatus, Leptoplana, Stylochus. Außerdem noch eine Reihe von unbestimmten Arten, unter andern auch eine scheinbar neue Tricladenspecies, die parasitisch auf der Haut der Scholle (Rhombus) lebt. 4* 52 N. K. Koltzoff der Stelle, die ich mit der Schwanzblase bei den Decapoden verglich. Der Unterschied liegt nur darin, daß wir hier statt des einen dem Kern parallel nach hinten verlaufenden Schwanzfadens, zwei solche freie Fäden vor uns haben. Bei Monotus (Fig. 17, Taf. III) finden wir dieselbe Organisation wieder, doch mit einem für uns nicht über- raschenden Detail: der Kopf wird hier von einem spiralig gewundenen Skelettfaden umgeben. * Daß meine Deutung der Struktur des reifen Spermiums durch- aus berechtigt ist, beweist auch die Entwicklungsgeschichte des letz- teren. Fig. Iba-d, Taf. III veranschaulicht den Entwicklungsgang des P;’ocero(fes-Spermiums. Hier läßt sich die allmähliche Verwand- lung des Kerns verfolgen, ja sogar Spuren des spiralig gewundenen Fadens lassen sich erkennen [d). Die Geißeln haben entwicklungs- geschichtlich zu den Centralkörpern Beziehung (a). Über die Be- deutung des die drei Fäden miteinander verbindenden Stachels bin ich mir nicht ganz klar ; möglicherweise haben wir darin die Schwanz- blase, wie bei den Mysidae, zu suchen, vielleicht aber das aus der Centrotheke (Idiozom), welche, statt an das proximale Kopfende über- zuwaudern, seine Lage in der Nähe der Centralkörper bewahrt hat, entstandene Perforatorium. Um die Spermiogenese zu verfolgen, ist es keineswegs notwendig sich gefärbter Präparate zu bedienen. Auf Fig. 34 a-/; ist die Sper- miogenese von Monotus nach lebenden Objekten zur Darstellung ge- bracht, und wir können dieselben Prozesse, welche wir bei Pro- ccrodes vor sich gehen sahen, auch hier wiederfiuden. Fig. 34 Ä weicht nur insofern von dem reifen Spermium der Fig. 17 ab, als hier am proximalen Ende des Kopfes noch ein Protoplasmaklümpchen erhalten geblieben ist. Der spiralig gewundene Faden, den wir am lebenden reifen Spermium vergebens suchen, ist in früheren Ent- wickluugsstadieu (Fig. Ibfu.g) leicht erkennbar. So weicht dieser Spermieutypus nur in zwei Beziehungen von dem gewöhnlichen ab: erstens ist das Spermium hier, wie bei den Cirripedia, Isopoda, Amphipoda und Schizopoda, in der Mitte zu- sammengefaltet, und zweitens begegnen wir hier nicht einem, son- dern zwei Schwanzfäden. Doch darf letzterem Umstände keine all- zugroße Bedeutung beigemesseu werden, da ja bei vielen normalen flagellatenförmigen Spermien der Schwanz sich als aus zwei umein- andergewundeueu Fäden bestehend erweist (Coleoptera, Selachii). Äußerst interessant erscheint es, die Verwandlung dieses Spermien- typus in die trypauosomaähulichen Spermien bei Lepioplana^ Aphano- Studien über die Gestalt der Zelle. 53 stoma u. a. zu verfolgen. Auf den ersten Blick könnte man den Unterschied für sehr tiefgehend ansehen. Fig. 32, Taf. V stellt ein reifes, nach dem Leben gezeichnetes Spermium von Darivinia dar. Es fällt außerordentlich schwer, auf der Zeichnung die feinen Biegungen des Spermiums selbst und die sich an dessen Seiten hinziehenden, in beständiger wellenförmiger Bewegung begriffenen zarten undulie- renden Membranen wiederzugeben. Die Spermienachse erscheint stark verdickt und zeigt eine deutliche Querstrichelung. Schon die übliche Biondifärbung bietet uns zur Erklärung der Struktur ge- wisse Anhaltspunkte. Auf Fig. 166, Taf. III ist ein Spermium von Aphanostoma pulcJ/ella dargestellt, welches sich im Leben nur wenig von einem ilanf;mfa-Spermium unterscheidet, wie aus Fig. 36c u. d (lebendes Spermium von Aphanostoma., Flächen- und Seiten- ansicht) ersichtlich. Die axiale Verdickung entspricht sicher dem Kern. Die seitlichen undulierenden Membranen werden von zwei Randskelettfäden gestützt. Der fadenförmige Kern zeigt bei Ver- änderung des osmotischen Druckes die Tendenz sich zu einer Kugel oder einem Ellipsoid zusammenzuballen, wie dies auf Fig. 36cf wiedergegeben ist, wobei zuweilen der dasselbe umwindende spiralige Skelettfaden deutlich zutage tritt. Noch klarer wird die Struktur an leicht macerierten Spermien von Darivinia (Fig. 18, Taf. III) und Leptoplana (Fig. 19, Taf. III). Der eine axiale Stellung einnehmende Kern und die beiden Randfäden lassen an Deutlichkeit nichts zu wünschen übrig. Auch die Querstrichelung ist gut sichtbar, und die Annahme erscheint durchaus berechtigt, daß die Ursache derselben in einem spiraligen Skelettfaden zu suchen ist, welcher jedoch nicht mit dem selbständigen, den Kern umwindenden Spiralfaden zu ver- wechseln ist (Fig. 36 rf). So kann man denn auch hier nicht von einem Fehlen des Kerns reden. Doch wie läßt sich dieses Spermium mit andern Spermien in Beziehung bringen? Die Antwort auf diese Frage ist in der Spermiogenese zu suchen. Bei allen drei besprochenen Arten haben die jungen Spermatiden das Aussehen kugeliger Zellen mit einem ebenfalls kugeligen Kern und zwei nach hinten ragenden Schwanzfäden, wie bei Procerodes und Monotus. Nach und nach beginnt vor dem Kern ein Stachel hervorzuwachsen, der an den bei Procerodes und Monotus den Kern- faden mit den beiden Schwanzfäden verbindenden Stachel erinnert. Fig. 33, Taf. V stellt eine Spermatide von Leptoplana dar, in deren Centrum wir den ovalen Kern, dem sich vorn der lange Stachel 54 X. K. Koltzoff und nach hinten die beiden freien Schwanzfäden anschließen, er- kennen. Eine ebensolche Spermatide von Anhanostoma ist auf Fig. 36ß wiedergegeben. Nach und nach beginnt auch der Kern sich in die Länge auszudehnen. Fig. 36 entspricht der nach einem gefärbten Präparat entworfenen Fig. 16a, Taf III: der grüne Kern zeigt das Aussehen eines kurzen Stäbchens, vorn schließt sich dem selben der rosa Stachel, hinten ein von den basalen Teilen der nach hinten frei endenden Schwanzfäden umfaßter Protoplasmatropfen an. Diese Fäden nehmen wie bei den bereits besprochenen Spermien von Monotus und Procerodes an der Anheftungsstelle des Stachels an den Kopf ihren Ursprung. Auf Fig. 16 a hat sich au der linken Seite die Basis des Schwanzfadens vom Kopf abgelöst, während er sich an der rechten Seite innig an denselben anschmiegt und nicht zu erkennen ist. Im Laufe der weiteren Entwicklung des Spermiums halten die Fäden in ihrem Wachstum inne, während der Kopf sich zwischen ihnen nach hinten in die Länge dehnt, wobei sich ihm die ursprüng- lich freien Geißeln adhärieren. Die Skelettfädeu derselben werden nun zu den Kandfäden der undulierenden Membranen. Eine interessante Abweichung vom eben geschilderten Typus begegnen wir bei Macrorhynclms. Die reifen Spermien besitzen hier nicht wie bei Daricinia u. a. zwei, sondern nur eine sich über die ganze Länge des Spermiums hinziehende undulierende Membran, während die Spermatide zwei selbständige Schwanzfäden (Fig. 35«, 6, Taf. V) aufweist. Doch adhärieren die Fäden beim Auswachsen des Kopfes nicht an beiden, sondern vereinigen sich an einer Seite. Dies ist der Grund, weshalb das reife Spermium nur eine einzige undu- lierende Membran aufweist, deren Kandfaden bei günstiger Färbung seine Doppeluatur offenbart (Fig. 14 i, Taf. III). Der Umwandlungprozeß der freien Geißeln des Proccroc?cs-Sper- miums in die undulierenden Membranen bei Daricinia u. a. muß als äußerst überzeugende Illustration für die Bestimmung des Zellskeletts angesehen werden. Sowohl dem einen als auch dem andern Ge- bilde liegen identische Skelettfäden zugrunde: sind die Fäden frei und von einer besonderen Protoplasmahaut überzogen, so haben wir es mit Geißeln zu tun, haften sie dagegen dem Kopfe an, so spannen sie das Protoplasma au beiden Seiten desselben an und werden so zu den Bandfäden der undulierender Membranen. Oben verglich ich die Dnrzam^-Spennien mit Tryi)anosomen. und dieser Vergleich beruht nicht nur auf der äußeren Ähnlichkeit, sondern Studien über die Gestalt der Zelle. 55 auf einer tiefgehenden Übereinstimmung im Bau des Zellskelettes. Bei Trypanosoma werden die undulierenden Membranen ebenfalls von einem Skelettrandfaden gestützt und verdanken augenscheinlich gleich- falls einer dem Zellkörper adhärierenden Geißel ihren Ursprung. Bei einem andern Vertreter der Flagellaten, Trichomonas lacei'tae^ be- gegnen wir ebenfalls einer von einem Kandfaden gestützten undulieren- den i\Iembran, während der nächste Verwandte dieser Form, Tricho- mastix lacertae, statt mit einer undulierenden Membran mit einer freien Schleppgeißel ausgestattet ist. M. Hartmaxn meint in seinem Prak- tikum der Protozoologie (1907); »der Kandfaden von Trichomonas entspricht der Schleppgeißel von Trichomastix, die hier zum größten Teil mit dem Körper in Verbindung bleibt und so zur Bildung der undulierenden Membran führt« (S. 119). Genau ebenso kann auch die undulierende Membran bei Dar- ivinia aus den freien Geißeln von Procerodes abgeleitet werden. 3. Die Spermien der Spinnen. Es ist bereits längere Zeit bekannt fJuL. Wagner, 1896, H. Bösen- BERG, 1905), daß die Spermien der Arachnoidea höchst eigentümliche regressive Entwicklungsprozesse durchmachen. Die in den Testikeln befindlichen Spermien sind ganz nach dem normalen Typus gebaut; sie besitzen einen langen cylindrischen , mit einem Perforatorium, einem Längsfaden und zwei Spiralfäden versehenen Kopf, und einen kontraktilen Schwanzfaden, welcher vom Kopf durch ein die Stelle des Halses einnehmendes Protoplasmabläschen getrennt wird (vgl. Taf. I, Fig. 4 c u. 5a). An der vollen Ausbildung des Spermiums fehlt nur noch die Ablösung des Protoplasmabläschens und die end- gültige Entwicklung des Halses. Statt dessen quillt das Halsbläschen auf, der Kopf und der Schwanz umschlingen dasselbe, und das Spermium verwandelt sich in ein eiförmiges oder kugelförmiges, von einer festen Hülle umkleidetes Gebilde (vgl. Taf I, Fig. 4^ u. bb). In den Samenleitern stoßen wir nur auf solche eiförmige Spermien. Bei den meisten Spinnenarten führt das Spiunenmännchen seine Palpe in den Samenleiter ein und saugt die eiförmigen Spermien hinein. Bei der Begattung wird die Palpe in die Geschlechtsöffnung des Weibchens eingeführt. Die eigentümlichen Abweichungen im Begattungsakt lassen uns die Zweckmäßigkeit der festen Spermienhülle begreifen, welche mechanische Beschädigungen der Spermien während des Einsangens 56 N. K. Koltzoff in die Palpe und des Ausspritzens aus derselben verhüten. Es fragt sich aber, zu welchem Zweck das Spermium, bevor es die Gestalt einer kugeligen Zelle, in welcher die Färbung einen mehr oder weniger rundlichen Kern differenziert, annimmt, hier erst als komplizierte Geißelzelle auftritt. Sollten wir hier etwa eine glänzende Illustration des »biogenetischen Grundgesetzes« vor uns haben: die Ontogenese wiederholt die Phylogenese, und die beim erwachsenen Spermium verschwindenden Organe erreichen trotzdem ihre volle Ausbildung während früherer histogenetischer Stadien? Beim Studium der Spermiogenese in den Testikelu dreier Spinnen- arten — Opüio, Agalena und Pardosa — bin ich zur Überzeugung gelangt, daß hier im Laufe der Histogenese keinerlei Degenerations- prozesse mitspielen. Es liegt gar kein Grund für die Annahme vor, daß irgend ein in frühen Entwicklungsstadien angelegtes Organ im Laufe der weiteren Entwicklung verschwindet. Die Umwandlung des flagellatenförmigen Spermiums in das eiförmige Gebilde ist ledig- lich als einer Encystierung gleichbedeutend anzusehen. Auf Textfig. 17 u. 18 gebe ich den Encystierungsvorgang bei Opüio und Agalena wieder; keine der Abbildungen ist schematisiert, und stellen dieselben eine genaue Wiedergabe der lebenden Spermien dar. Auf Fig. 17« sehen wir ein dem normalen Typus am nächsten stehen- des Spermium. Nur selten gelingt es, an einem lebenden Objekt bei einer andern Art mit solcher Deutlichkeit die Spiralfäden des Kopfes zu erkennen, wie hier. Bemerkenswert ist das Protoplasmabläschen in der Halsgegend. Ähnliche Bläschen — Reste des Protoplasma- körpers der Spermatide, — lassen sich häufig während der Spermio- genese beobachten, doch lösen sie sich im Laufe der weiteren Ent- wicklung meistens ab. Hier tritt diese Ablösung nicht ein, sondern das Halsbläschen fängt im Gegenteil an auszuwachsen. Doch läßt sich der beginnende Prozeß eigentlich nicht als Aus- wachsen bezeichnen, da während desselben keine Volumenvergröße- ruug stattfindet. Das Spermium wird natürlich von einer flüssigen Plasmahaut umkleidet, und diese wie gewöhnlich sich ununterbrochen von einem Abschnitt zum andern erstreckende Membran beginnt nun sich zusammeuzuziehen, was den Eindruck erweckt, als habe sich unter dem Einflüsse irgendwelcher innerer Ursachen die Oberflächen- spannung derselben gesteigert. Wir wissen, welche Erscheinungen die Steigung der Oberflächenspannung der semipermeablen Membran unter dem Einflüsse äußerer Ursachen in hypotonischen Lösungen hervor- ruft. Infolge der Plasmolyse überwindet die durch die Quellung des Studien über die Gestalt der Zelle. 57 Spermiums angespannte Membran den Widerstand des festen Skeletts und läßt das Spermium Kugelform annehmen. Doch die Oberflächen- spannung der semipermeablen Membran kann auch durch chemische Veränderungen ihrer Substanz gesteigert werden, und das Resultat bleibt dasselbe, d. h. es findet ebenfalls ein Kugeligwerden, und zwar ohne Volumenvergrößerung statt. Wenn wir unsre Aufmerksamkeit Fig. 17. der Reihe von Veränderungen auf Textfig. 17 zuwenden, so sehen wir auf b den Anfang der Kontraktion. Die semipermeable Membran hat sich an der einen Seite des Kopfes abgehoben, wodurch die eine Hälfte desselben sich halbringförmig zusammengebogen hat; die Skelettfäden haben bei diesem Vorgänge keineswegs gelitten. Auf Textfig. 17 c u. d ist die Kontraktion der semipermeablen Membran noch weiter vorgeschritten, und der Kopf biegt sich nach und nach ringförmig zusammen wie auf Textfig. 17e. Diese Kontraktion wird nicht nur von keiner Volumenvergrößerung begleitet, wie bei der 58 N. K. Koltzoft' Plasmolyse, sondern es findet im Gegenteil eine Volumenverminderung statt; das Wasser wird unter der semipermeablen Membran beraus- gestoßen, womit wohl der Umstand in Zusammenhang steht, daß die Skelettfädeu allmählich undeutlicher werden; doch auch auf Text- fig. 17e läßt sich deren Existenz nicht bezweifeln. Auf Textfig. 17/" hat sich auch der Schwanzfaden um das ellipsoidale Spermium ge- schlungen. Das Volumen dieses Körpers nimmt noch eine Zeitlang Fig. 18. Die Encystieruug des Spermiums von Agalena labyrintica. Vergr. c. 3500mal. ab, worauf die Ausscheidung einer festen, glänzenden Hülle an der Oberßäche stattfindet, unter welcher die innere Struktur vollständig verborgen bleibt. Das auf Textfig. IT^r abgebildete Spermium ist bereits dem Samenleiter entnommen. Beim Kochen solcher Spermien in Lauge lösen sie sich nicht auf. Die Cyste besteht hier augen- scheinlich ebenso wie die Schwanzkapsel des Decapodenspermiums aus Chitin. Auf Textfig. 18 können wir denselben Vorgang bei Agalena labgrinthica verfolgen. Textfig. 18n-r/i stellt ein lebendes Spermium von der Seite (bzw. von hinten) vor Beginn des Kontraktionsprozesses Studien über die Gestalt der Zelle. 59 dar. Die eigentümliche Gestalt des Kopfes (eine in eine Scbrauben- windung gewundene Sichel) wird durch den im lebenden Spermium unsichtbaren, auf Fig. 5a, Taf. I fingierten Längs- und Spiralfaden bedingt. Der Schwanzfaden geht vom vorderen Drittel des Kopfes, unweit vom Perforatoriuni ab. Eine ziemlich bedeutende Protoplasma- masse umhüllt die beiden hinteren Drittel des Kopfes. Den Beginn der Kontraktion der semipermeableu Membran sehen wir aufTextfig. 186. Auf Textfig. 18 c hat sich auch der Schwanzfaden um den Kopf ge- wunden. Bei der von einer Abnahme des Volumens begleiteten weiteren Kontraktion (18d u. e) nimmt das Spermium erst die Ge- stalt eines abgeplatteten Ellipsoids und dann die eines Drehungs- ellipsoids an (d’- u. stellen Querschnitte dar). Textfig. IS/" end- lich gibt eine in KOH ausgekochte Spermienhülle wieder. Die Übereinstimmung des geschilderten Vorganges mit den im zweiten Kapitel beschriebenen gewöhnlichen plasmolytischen Er- scheinungen in den Spermien ist in die Augen fallend. Der einzige Unterschied, die Abnahme des Volumens statt der Vergrößerung des- selben, läßt sich dadurch erklären, daß die Steigerung der Ober- flächenspannung hier durch innere Ursachen, wahrscheinlich durch chemische Veränderungen in der semipermeablen Membran, veranlaßt wird. Die plasmolytische Reaktion ist bekanntlich reversibel. In der Eigenart des für die Spermien geschilderten Vorganges sind keinerlei Ursachen, die eine Irreversibilität der Reaktion veranlassen könnten, vorhanden. Unwillkürlich drängt sich uns die Voraussetzung auf, daß ein solcher Moment eintreten muß, daß die das zusammen- gerollte Spermium umschließende Cyste springt, die Oberflächen- spannung der semipermeablen Membran sinkt und das Spermium dank den elastischen Eigenschaften seines unbeschädigten Skeletts seine ursprüngliche Gestalt wiedergewinnt. Ein solches Aufrollen des Spermiums muß man naturgemäß bei der Befruchtung erwarten, und ich habe nicht wenig Mühe darauf verwandt, den Zustand des Spermiums im Receptaculum seminis des Weibchens zu bestimmen. VieleDutzend Weibchen verschiedener Spinnen habe ich während der Sommer- und Herbstmonate untersucht, doch vergebens; während der Geschlechtsreife erwiesen sich die Recepta- cula seminis als leer. Ich hatte meine Nachforschungen bereits auf- gegeben und beschlossen, dem Beispiel meiner Vorgänger folgend, mich in meiner Arbeit auf einen einfachen Hinweis auf die Wahr- scheinlichkeit dessen zu beschränken, daß sich das Spermium vor der Befruchtung aufrollt. Doch stieß ich im Oktober dieses Jahres, 60 N. K. Koltzofif als die vorliegende Arbeit bereits ihren Abschluß erreicht hatte, zu- fällig auf ein Spinnenweibchen einer mir unbekannten Art und fand des Keceptaculum desselben von Spermien angefüllt. Ein Teil dieser Spermien war noch incystiert, während die andern, in ihrem Bau den A/7flZma-Spermien (Textfig. ISß-cfi und Taf. I, Fig. 5a) äußerst ähnlichen, sich mit Hilfe ihrer Geißel rasch vorwärtsbewegten. Vor meinen Augen sprangen mehrere Cysten und die Spermien liefen aus denselben heraus. So hind denn meine Hypothese völlige Be- stätigung; der Prozeß der Spermiogenese bei den Spinnen kann als sehr überzeugende Illustration der Bestimmung des Zellskeletts dienen. Tafelerklärung. Sämtliche Figuren sind mit dem ABBESchen Zeichenapparat, Ob. Zeiss, Immers. 2 mm, Tubuslänge 17 mm, Comp. Oc. 18 oder 6 (Vergrößerungen c. 3500 ev. c. 1400 mal!) in Tischhöhe entworfen. Fast überall ist nur der Spermium- kopf allein oder mit dem Ursprungsteil des Halses ev. des Schwanzes abgebildet. Tafel I. Alle abgebildeten Spermien sind mit der Biondi-Lösung gefärbt. Vergr. ca. 3500 mal. Fig. 1. Reife Spermien von Lumhrieus. a nach der Behandlung mit Os- miumsäuredämpfen; b — d direkt mit einem stärkeren Biondi-Gemisch gefärbt. a. Die Gestalt ist fast unverändert geblieben; die Spirale ist nur an wenigen Stellen der Längsfaser gar nicht zu sehen. b. Der Spermiumkopf ist mäßig gequollen ; die Spirale ist fast vollstän- dig gefärbt, die Spiralfaser unmerklich. c. Die Spirale ist zerfallen, die Längsfaser, welche schwach gekrümmt ist. gut gefärbt. d. Die Längsfaser ist abgesprungen und gestreckt. Die stark gequollene Chromatinmasse, deren cylindrische Gestalt durch die fast intakt gebliebene Spirale bestimmt wird, macht drei volle Windungen um die Längsfaser herum. Fig. 2. Reife Spermien von Aurelia aurita. a — c mit Osmiumsäuredämpfen behandelt; d — e ein und dasselbe Spermium mit Sublimat fixiert und in einem starken Biondi-Gemisch in der Untersuchungszeit allmählich gequollen ; f nach der Osmirung mit lo/o KOH behandelt. a. Die Gestalt ist fast unverändert geblieben; die Chromatinkugel mit einer dünnen rotgefärbten Schicht bedeckt. b. Der mäßig gequollene Kopf liegt en face-, die Längsfaser und ein ring- förmiger Centralkörper (?) gut zu sehen; die semipenneable Membran in der Halsgegend blasenartig geschwollen. c. Eine seitliche Ansicht des stark gequollenen Kopfes; die Chromatin- masse hat tropfenartige Gestalt angenommen und hängt auf der distalen Hälfte der Längsfaser auf Studien über die Gestalt der Zelle. 61 d und e. Die Chromatinmasse schwillt allmählich bis zur Kugelgestalt; die Längsfaser wird damit gekürzt ; merkliche Eeste der zerfallenen Spirale sind zu sehen. Fig. 3. Eeife Spermien von Formica. a und f nach der Behandlung mit Osmiumsäuredämpfen, andre Spermien direkt mit dem mehr oder weniger stark angesäuerten Biondi-Gemisch gefärbt, c vorher eine Zeitlang in destilliertem AVasser geblieben. a. Ein intaktes Spermium. b. Die Chromatinmasse stark gequollen, das Skelett unsichtbar. Der Schwanz in drei Fasern zerfallen. c. Der Schwanz bei Plasmolyse tropfenartig geschwollen ; das Kopfskelett, welches aus einer Längsfaser und einer Spirale gebildet ist, gut zu sehen. d. Starke Quellung; die Spirale allein gefärbt. e. Die proximale Hälfte des Kopfes ist stark gequollen, die distale aber fast intakt geblieben; in dieser sieht man die Spirale, in jener die Längsfaser. f. Die Längsfaser ist wellenartig gekrümmt und hat deswegen eine sichel- förmige Gestalt des Kopfes verursacht. g und h. Die Spirale ist wahrscheinlich sehr beschädigt; die Chromatin- masse ist mit breiten Windungen der Längsfaser umwickelt. Fig. 4. Spennatiden (a und 6), unreife (e — f) und ein reifes Spermium ig] von Opilio. f nach der Behandlung mit angesäuerter 60/oiger Lösung vom Tri- kaliumcitrat; andre direkt mit der Biondi-Lösung gefärbt. a und b. Allmähliche Verlängerung der Längsfaser bei der Entwicklung der Spermatide. e. Beide Spiralen sind normalerweise in gleichen Abständen geteilt. d. Die Spiralen sind gepaart, die Längsfaser geradegestreckt. e. Die Spiralen sind ganz zerfallen, der Chromatintropfen hängt auf dem distalen Teile der Längsfaser an. f. Eine Spirale ist kürzer als die andre geworden und hat eine schrau- benartige Gestalt der Chromatinmasse verursacht. g. Ein reifes encystiertes Spermium aus dem Samenleiter. Fig. 5. Ein unreifes [a) und ein reifes (i) Spermium von Agalena-, nur beim ersteren sind die Spiralen und der Schwanz sichtbar. Fig. 6. Eeifes encystiertes Spermium aus dem Kopularionspalpe von Parrfoso. Man sieht die Windungen des Schwanzes. Fig. 7. Eeife Spermien von Nereis. a mit Osmiumsäuredämpfen, b und c mit Sublimat fixiert. a. In der Kopfgegend ist die semipermeable Plasmahaut stark geschwollen. Der ganze Kopf ist mit einer Längsfaser durchbohrt. Das Perforatorium wird aus einem färbbaren Tropfen und zwei Skelettringen gebildet. b. Um den Kopf herum sieht man Skelettrippen; der Perforatoriumtropfen ist geschwollen, die Skelettringe gepaart. c. Ein ebensolches .Spermium von vorn gesehen. In dem optischen Querschnitt sehen die Skelettrippen wie Körnchen ans. Tafel II. Alle abgebildeten Spermien sind mit Biondi-Lösung gefärbt. Vergr. ca. 3500 mal. Fig. 8. Eeife eupyi’ene Spermien von Murex brandaris mit Osmiumsäure- dämpfen fixiert und mit schwacher Biondi-Lösung gefärbt. 62 N. K. Koltzoff fl. Ein mäßig gequollenes Spermium hat seine Länge fast unverändert behalten; die schraubenartige Gestalt aber ist schon verloren ; der Schwanz ist voll- ständig abgebildet. Tom Kopfskelett sieht man die Längsfaser, vielleicht auch die körnigen Reste der Spirale (auf der Oberfläche). b. Die Längsfaser ist wellenförmig verkürzt, was auch die Verkürzung des Kopfes selbst bedingt. Die Plasmahaut in der Halsgegend ist blasenförmig geschwollen. c. Das Chromatin des Kopfes ist verflüssigt und auf breiten Krümmungen der Längsfaser tropfenweise angehängt geblieben. d. Die Längsfaser hat die Rolle einer oberflächlichen Spirale über- nommen und nicht nur die Länge, sondern auch die Gestalt des Chromatin- tropfens bedingt. e. Die Längsfaser spielt dieselbe Rolle, der Chromatintropfen hat sich aber erhöhten Turgors wegen der kugeligen Gestalt genähert. f und g. Die Längsfaser hat bei Verkürzung ihre innerliche Lage be- halten und bedingt die Länge allein und nicht die Gestalt des Chromatintropfens. Fig. 9. Reife eupyrene Spermien von Paludina rinpara nach der Wirkung mehr oder weniger starker Biondi-Lösungen. fl. In dem intakt gebliebenen schraubenartigen proximalen Teil des Kopfes bleibt das Skelett unsichtbar ; in dem gequollenen distalen Teil bemerkt man eine einfaserige Spirale. b. Die einfaserige Spirale ist frei geworden und enthält kein Chromatin. c. Die Spirale in dem distalen nichtschraubenartigen Abschnitt ist doppel- faserig. d. Beide Fasern der Spirale sind auf gleiche Abstände verteilt und sehen wie Ränder eines schwach gefärbten Bandes aus. Da eine von diesen zwei Fasern kürzer als die andre ist. so bleibt die Gestalt des Kopfes schraubenartig. e. Ein sehr stark gequollenes Spermium. Der proximale Abschnitt ist tropfenförmig geblasen. Die Spirale läßt doppelfaserige Struktur merken. Fig. 10. Verschiedenartig gequollene Spermien von Troebus gramdatus. Auf b und c sieht man die Reste der Spirale, auf d ist auch das Perforatorium zerflossen und tropfenweise geschwollen. Fig. 11. Zwei reife Spermien von Helix ncmoralis. Auf a sind drei ober- flächliche Spiralen, auf b die innere Längsfaser allein sichtbar. Fig. 12. Zwei reife Spermien von Planorbis. fl. Wenig veränderter Sperminmkopf, dessen Krümmung durch die Spirale bedingt wird. h. Stark geqnollener Spermiumkopf. Die Anwesenheit der unsichtbaren Spirale ist durch die Krümmung des Chromatintropfens bewiesen. Fig. 13. Reifes Spermium von Anodonta mufabilis. Die Plasmahaut ist durch Plasmolyse blasenförmig abgelöst; feine Skelettfasern (Spirale) sichtbar. Tafel III. Alle abgebildeten Spermien sind mit der Biondi-Lösung gefärbt. Ver- größerung der Fig. 18, 21 und 23 ist ca. 3500 mal, sämtlicher andern Figuren ca. 1400 mal. Fig. 14. Reife Spermien von Macrorhynchus, in Sublimat fixiert. fl. Auf dem distalen Ende des Spermiums ist die Chromatinmasse ge- quollen. Die undulierende Membran mit ihrem Randfaden ist in diesem Abschnitt wellenförmig gefaltet. Studien über die Gestalt der Zelle. 63 b. Chromatin ist normalerweise gleichmäßig verteilt. Der Randfaden er- scheint zweifaserig. Fig. 15. Spermatogenese von Procrrodes srgmnitatus. Man sieht die all- mähliche Verlängerung des Kerns, die Entstehung der Schwanzgeißeln in Zu- sammenhang mit zwei Basalkörperchen (Centralkörperchen?), einige Skelettreste und aufgehobene Plasmahaut auf Fig. d. Fig. e reifes Spermium. Fig. 16. Spermatide (a) und reifes Spermium [h] von Aphanostoma pidchella. a. ist der Fig. löd sehr ähnlich, nur sind die Geißeln beiderseits auf dem Kern und der Plasmakugel angeklebt (links durch Maceration etwas auf- gehoben). b. Beiderseits vom Kern sind zwei undulierende Membranen entstanden, deren Randfäden den freien Geißeln der vorigen Figur entsprechen. Fig. 17. Reifes Spermium von Monotus mit zwei freien Geißelnund der Skelett- spirale. Fig. 18. Ein Teil eines macerierten reifen Spermiums von Darninia varia- bilis. Man sieht beiderseits vom verlängerten Kern zwei undulierende Membranen mit zwei teilweise losgelösten Randfasern und senkrechter Querstreifung Skelett- spirale?) Fig. 19. Dasselbe von Leptoplana. Randfasern der undulierenden Membranen sind den freien Geißeln von Moiiotus und Proccrodes homolog. Fig. 20. Reifes Spermium von Lepas peciinafa, maceriert. Die Schwanz- geißel ist vom Kernfaden losgelöst, zum Teil auch die Längsfaser des Kopfes frei geworden. Fig. 21. Reifes Spermium von Baianus improvisus, etwas maceriert. Der Kern (resp. Kopf) läuft parallel der Schwanzgeißel. Fig. 22. Reife Spermien von Parapodopsis cornuta. a fixiert mit Osmium- säuredämpfen ; b — f mit verdünntem Seewasser, ev. mit destilliertem Wasser be- handelt. a. Ein kaum verändertes Spermium mit einem Perforatorium, einem Kern- kopf, einem Halse, einer Schwanzblase und einem nach hinten laufenden Schwanz- faden. b, c und d allmähliche Vacuolisierung des Kopfes in hypotonischen Lösungen. e und f. Kernchromatin ist verschwunden (gelöst). Fig. 23. Reife Spermien von Protosixiella. Eine gleiche Straktur wie bei Parapodopsis. b Plasmolyse in hypotonischer Lösung. Tafel IV. Alle abgebildeten Spermien sind mit der Biondi-Lösung gefärbt. Ver- größerung der Fig. 26 ist ca. 1400, die andren Figuren ca. 3500 mal. Fig. 24. Reife Spermien von Seyllium canicida. a. Der Kopf hat noch seine Schraubengestalt behalten. b. Die Chromatinmasse hat sich auf dem proximalen Abschnitt gesammelt; im größeren distalen Abschnitt ist die Skelettspirale leer geworden. Fig. 25. Reife Spermien von Gobius rafan; a—c in Osmiumsäuredämpfen fixiert, in Biondi-Lösung gequollen. a. Mäßige Quellung; Kopfskelett ist nicht zu sehen, da der Knopf und das Stäbchen w'ahrscheinlich dem Halse gehören, die rote Kugel ist das Schwanz- bläschen. 64 N. K. Koltzofif b. Stärkere Quellung; einige parallele rote Fäden gehören der Kopf- spirale, welche teilweise zerstört ist. c. Sehr starke Quellung; die ganze Spirale ist zerstört. d. Nach der einstündigen Wirkung einer 1 eigen KOH-Lösung und Biondi- Färbung. Chromatin wird gelöst. e. Nach der Behandlung mit 35o/oiger KOH-Lösung zerstört konzentrierte H2SO4 auch die Kerumembran. Fig. 26. Reifes Spermium von Molge cristata. Auf dem wenig gequollenen Kopf ist in einigen Abschnitten Skelettspirale zu sehen. Fig. 27. Ein Teil des reifen Spermiums von Siredon in Biondi-Lösung ge- quollen; reine grüne Kernfarbe blickt zwischen senkrechten Fäden (spiralige Um- gänge) durch. Der Längsfaden ist stark gefärbt. Fig. 28. Reife Spermien von Cohther. a. Der Kopf ist wenig verändert, nur die Plasmahaut ist plasmolytisch blasenartig aufgehoben. b. Nach der Wirkung von lo/oiger Schwefelsäure. Das Kopfskelett ist zerstört und die Chromatinmasse tropfenartig zusammengeballt. c und d. Ein Spermium, welches nach der Wirkung von lOo/oiger H2SO4- Lösung mit lo/oiger KOH-Lösung behandelt wird; das Chromatiu ist gelöst, die Längsfaser ist in e zu sehen, in d verschwunden. Fig. 29. Reife Spermien von Corondla in Biondi-Lösung gequollen. a. Die Gestalt ist fast normal — man bemerkt IV2 Spiralwindungen des Kopfes, dessen Längsfaser ungefärbt geblieben ist und der grünen Kopfrippe entspricht; die Spirale ist gut gefärbt. b. Der Quellung wegen ist die Spirale teilweise zerstört; in dem distalen, blasenartig geschwollenen Kopfabschnitt sieht man einen Umgang der Längs- faser. c. Etwas stärkere Quellung. Die Spiralen verschwinden, nur im proxi- malen Abschnitte sind kärgliche Reste (rote Tropfen) zu sehen. Die Längsfaser, welche zwei volle Windungen macht, besteht aus zwei Fäden, einem dickeren und einem dünneren. d. Die Chromatinmasse ist kugelartig geschwollen, das zerfallene Skelett zur Seite geschoben. Fig. 30. Reife Spermien von Passer in Biondi-Lösungen teilweise ge- schwollen. a. Keine Quellung; normale Zahl der Schraubenwindungen. Vorn (unten) sind 11,2 Windungen des Perforatoriums, in der Mitte — IV2 Kernwindungen und hinten eine Mittelstückwindung. Kopfskelett vollständig ungefärbt. b. Auf dem Kernabschnitt sind Plasmahaut und einige Windungen teil- weise zerstörter Spirale zu sehen. Das Mittelstück des Schwanzes abgelöst und zur Seite geschoben. e. Die Chromatinmasse ist unter körniger Zerstörung der Spirale blasen- förmig geschwollen. Die schwach gewordne Längsfaser, deren Windungen den Windungen der normalen Kopfschraube entsprechen, ist im Kernabschnitt wie auch im Perforatoriumabschnitt zu sehen. d. Die Längsfaser bestimmt die Windungen der Kernschraube, das stachelförmige Perforatorium der vorigen Figur ist blasenartig geschwollen. Das Mittelstück des Schwanzes ist ausgefallen. c. Die Längsfaser ist nur auf depi geschwollenen Kernabschnitt zu sehen. Archiv für ZcUforschuiuj. Bd.U, I a % ^ t • r t • • > • \ c « % « l. Lunihriciis • < •'■4 ^ terrestris * ♦ \ « « •• ♦ •*« 4 • • '’U N KKollzoft iel 3. Formicci 9 ß * r • ß ^ i 4 . OfiUio 6 Paniosa t> 7. Nereis f/f.’'::; il^rir. F: '•n'Afur‘ -.V. Airltix' fiir ZrUforsfluuuj. ßcl.ll. Itll. fl. $ 's S vS' N \ f' d c. 9. Paludina vivijiara %• y ▼ 10. Trochus granulcUns // . •• V • # 11. Helix nemoraUs 12. Planorbvs Wtrner l Vinter. FranUfar'. -’X. T 4^. , 1 1 3 i ' i J i 1 - - •? Arrhiv für Xcllforschunfj. Bd.H. N-K Kcltzoff del Tof. ///. V/trner k WirUtr, Frcaikfurt**}^. N K Kohzoff Sei. Tdf. IV. Wtmer k Wiaiir. Frankfivri^M. X Stiulien über die Gestalt der Zelle. 65 f. Das Perforatorium ist abgefallen, auf dem Kernabsclinitt nur die Spirale, keine Längsfaser sichtbar. g. Das Perforatorium, wie in voriger Figur, abgefallen, auf dem Kern- abschnitt die Längsfaser vollständig, die Spirale aber nur teilweise erhalten. Fig. 31. Reife Spermien von Gallus in Biondi-Lösung teilweise gequollen. a. Die Spirale allein zu sehen; eine leichte Windung der Kopfschraube ist durch die unsichtbare Längsfaser bestimmt. b. Die Längsfaser allein zu sehen. c. Schöne Schaumstruktur der stark gequollenen Chromatinmasse. Tafel V. Alle abgebildeten Spermien nnd Spermatiden sind nach dem Leben ge- zeichnet. Vergrößerung der Fig. 32—36 ist ca. 1400, der Fig. 37 — 39 ca. 3500 mal. Fig. 32. Reifes Spermium von Dartvinia mit zwei undulierenden Membranen. Vgl. Fig. 18, Taf. III. Fig. 33. Eine Spermatide von Leptoplnna mit zwei Schwanzgeißeln, aus welchen Randfasern des trypanosoma-ähnlichen reifen Spermiums sich entwickeln. Vgl. Fig. 19, Taf. III. Fig. 34. Verschiedene Entwickelungsstadien des Spermiums von Monnhis. Man beachte die Entstehung der Geißeln im Zusammenhänge mit zwei Körn- chen (Centriolen) , die allmählich Verlängerung des Kerns, dessen Spiralfaser auf f und g und auf Fig. 17, Taf. III zu sehen ist, und das Verschwinden des Plasinarestkörpers. Fig. 35. Zwei Spermatiden von Macrorhynchus. dessen reifes Spermium auf Fig. 14, Taf. III abgebildet ist. Aus beiden freien Geißeln entsteht später ein doppelter Randfaden des trypanosoma-ähnlichen Spermiums. Fig. 36. Zwei Spermatiden (a und b) und das reife Spermium von der Seite (c) und von der Oberfläche ((i;. Vgl. Fig. 16, Taf. III. Man sieht, daß undu- lierende Membranen durch Auhaften der freien Geißeln entstehen. Die Blase auf dem hinteren Ende des Kerns auf a und b entspricht dem Plasmarestkörper, welcher später abgeworfen wird. Auf c und cl bemerkt man die Skelettspirale. Fig. 37. Reife Spermien von Nereis intact (a) und durch Plasmolyse ver- ändert {b, c, d). Vgl. Fig. 7, Taf. I. a. Die Skelettfasern des Kopfes sind unsichtbar. Im Perforatorium unter- scheidet man einen Spieß, einen Tropfen und einen Ring. b. Die semipermeable Membran ist blasenartig gequollen, zwischen ihr und dem Kern ist eine große Vacuole entstanden. Um den Kern herum bemerkt man eine (vielleicht mehrere) Spiralen ebenso wie die Längsfaser. c Der ganze Kopf ist durch die Längsfaser durchbohrt. Die Bedeutung des distalen Ringes ist unsicher. d. Ein abgeworfenes Perforatorium. Die Gestalt des zerflossenen Tropfens ist durch den Ring und die Längsfaser bestimmt. Fig. 38. Reife Spermien von Spjna, verschiedenartig gequollen. Fig. 39. Reife Spermien von Gobius von der Oberfläche (a) und von der Seite (5) dargestellt. Vgl. Fig. 25, Taf. IV. Archiv f. Zellforschang. II. O On IVIorphological Difference of the Chromosomes of Ascaris megalocephala. By Thomas H. Montgomery, jr. XTnivcrsity of Pennsylvania, Philadelphia. With plates VI— YII. The egg of Ascaris was made classical by vax Bexedex (1883), who first showed thereon that two of the chromosomes of the fertili- zed egg come from the sperm and two from the egg itself, a funde- mental fact in all our consideratious of heredity, and who also foun- ded the theory of the persisting iudividuality of the chromosomes. Boveri (1888) next worked out these phenomena with still greater detail, and confirmed the theory of the individuality of the chro- mosomes by analyzing the process through which the chromo- somes change into the resting nucleus, and by which they emerge from it. These two basic studies on this particiilar egg have laid the way for the now alniost generally accepted idea that chromosomes are in the same sense persisting entities as cells themselves are. Discoveries on other objects, mainly on cells of the spermato- genetic cycle of insects, have tended to fiirther strengthen this theory by showing that particiilar chromosomes can be constantly distinguish- ed from others through successive generations. This condition I have expressed (1906) by the term «chromosome dilference». It will be rccalled that in the germ cells of certain groups (insects, spiders, chilopods, chaetognaths) a large number of cases have been descri- bed of curiously modified chromosomes, elements that in size and form relations as well as in behavior can be constantly distinguish- ed from the others. Of these modified elements, or allosomes (he- terochromosomes) I have distinguished the two main kinds monosomes and diplosomes, the former occurring singly and the latter in pairs in the spermatogonia. These cases have been sumnied up by me (1906), On Morphological Difference of the Chromosomes of Ascaris megaloceph. 67 and by Häcker (1907) in bis recent admirable review, and to the papers therein cited are to be added those of Borixg (1907) and Stevexs (1908). Bnt wbile such constant size and form ditferences are most clearly and unmistakably marked on the allosomes they have also beeu observed on certain of the unmodified chromosomes of various species. Thus there have been made known a fairly large uumber of examples where in germ cells with the unreduced or nor- mal number of chromosomes, that is, in oögonia and spermatogonia, constant morphological ditferences of the chromosomes have been demonstrated, sometimes only for a single element (monosome), some- times for a single pair (then usually diplosomes), sometimes for two or three pairs, in a few cases constant size and form ditferences of all the chromosome pairs (Plethodon, certain Hemiptera and Diptera). Such clear cases constitute one of the strongest proofs of persisting chromosome individuality, and they have not received fair considera- tion at the hands of Fick (1905) and others who have sought to overthrow this idea of persisting individuality. Further, when in spermatogonia the chromosomes exhibit such constant morphological ditference, the number of kinds of chromo- somes is determined to be one half the total number of chromosomes (when the latter number is an even one), that is to say, pairs of like chromosomes can be distinguished, the two elements of each pair being more like one another than they are like the elements of any other pair. But in the reduced number of chromosomes, such as is found in the spermatids, no such pairs can be defined but all the chromosomes are found to be morphologically ditferent. This coin- cidence is comprehensible only on the assumption, for which there is much observational evidence, that like chromosomes, i. e., the Hvo of any pair, conjngate in the first spermatocytes and are later sepa- rated by a reduction division (Moxtgomery, 1901, 1906). This con- sideration has been left entiredy out of account by those who still argue against the occurrence of a reduction division, namely Boxxe- viE (1906) and Vejdovsky (1907), and no explanation is given for it when it is assumed that both inaturation divisioiis are equational. The only contribution so far made to examine these phenomena in the Ascaris egg were presented in a short paper (1904) by me, in which the conclusion was reached, from a study of the chromo- somes of the polar spindles as well as of the first cleavage, that the egg furnishes one larger and one smaller chromosome, that the sperm cell introduces one larger and one smaller, and that in the 68 Th. II. Montgomery, jr. first cleavage tbere are to be distinguislied a pair of larger and of smaller chromosomes. Of each such pair, accordingly, it was concluded that one elemeut is of paternal and the otlier of maternal origin. The present paper attempts a more thorough examination of the questiou of chroinosome diflfereuce in Ascaris megalocephala hivalens than was given in that earlier study. It is in place to mention how the fignres illustrating this con- trihution have been inade, for in general the reader considers the figures the essential part of auy niorphological argument. If the differences in length of the chromosomes were simply variable quan- tities, then hy carefully drawing only those that Support the theory of chromosome difference and discarding all others, the figures might seem to prove the case and yet teil only a portion of the truth. To avoid this pitfali and to render the observatious as objective as possible I have carried out the following plan in the making of all the dra- wings : only such examples were drawn where all the chromosomes lay eutirely in the plane of the section, and such cells were drawn in the order of their fiuding whether they appeared to demonstrate chromosome difference or not. And no case was discarded that ex- hibited all the chromosomes in their entirety. It would have been desirable to have reproduced a mach larger number of cases, but the ones drawn are perhaps sufficient to establish the conclusions reached. 1. The Sperm Chromosomes. The ripe Spermatozoon contains a compact nnclens that appears to be uever spherical, bnt always more or less elongate and con- stricted (PI. 2, Fig. 73). This is such a constant appearance that each portion of the bilobar strncture is to be looked upon as a single chromosome. In this Spermatozoon the chromosomes appareutly maiu- tain their identity even though they are more or less closely appo- sed. And Boveri States (1888): »in einer großen Anzahl nicht ko- pulierter Spermatozoeu habe ich die Zusammensetzung der homogenen Chromatinkugel aus zwei Halbkugeln mit vollster Sicherheit fest- stellen können«, and he has given several figures illustrating this point 1). q This sperm is then anotlier case to be added to that of Myzostoma (Wheeleu, 1897) where the chromosomes maintain morphological distinctness. The hypothesis suggests itself that in the compact chromatin mass of all sper- matozoa the chromosomes may be morphologically distinct, even though this condition is rarely demonstrable. Ou Morphological Ditference of the Chroiuosomes of Ascaris megaloceph. 69 It is difficult to decicle in tbe Spermatozoon whether these chro- mosomes are approximately eqnal in volume or whether they possess a constant size difference; but the study of a large number of free spermatozoa indicates that the two are in most cases slightly dissi- milar in volume, though I canuot he positive that they are constant- ly so. But when the sperm has reached the ceutre of the egg, and the latter has the first polar spindle at the surface, the sperm chromosomes are mueh larger as well as more separated (PI. 7, Fig. 67 — 71), and are now in all cases ocularly separable, as noted by Zacharias (1887), Carnoy (1886; and Büveri (1888). What has not been observed before is that at this stage the two sperm chro- mosomes can be seen to be of constantly different volume, though not of constant different form. And at the time of the second polar spindle when the sperm chromosomes are already loosening to form the male pronucleus, they are also always somewhat different in volume (Fig. 53, 72). Therefore we conclude that the two chromosomes introduced by the sperm into the egg are constantly of different volume. 2. The Chromosomes of the Polar Spindles. It is well known that the first polar spindle contains two quadri- partite chromosomes, or two tetrads, that the second has two dyads and that the second polar body as well as the egg each receive two single chromosomes. Of each dyad of the second polar spindle one chroinosome is given out into the second polar body while the other remains in the egg, therefore if the two dyads are constantly une- qual in volume the two chromosomes left in the egg must also be so. I have studied the second polar spindle rather than the egg chromosomes at the completion of this stage simply because I had more preparations of the stage of that second spindle. Figures 53 — 65, PI. 7, represent views of second polar spindles, all seen obliquely so as to Show the dyads with the greatest distinctness. It will be no- ted that in all of them the two dyads are of constant unequal volume. Therefore we conclude that the two chromosomes left in the egg at the dose of the maturation divisions are constantly of une- qual volume. 3. The Chromosomes in the Prophases of the First Cleavage. Chromosomal boundaries are ocularly indistiuguishable during the rest stage of the pronuclei, a fact, however, that in no way dis- 70 Tli. II. Montgomery, jr. proves the morphological separateuess of cliromosomes at that time. But iu the succeediug prophases of the first cleavage mitosis two separable chromosomes reappear iu eacli prouucleus. Figiires 48—52 iliustrate such prophases before the dissolution of the nuclear mem- braue; all except Fig. 51 represent both prouuclei. They show that the chromosomes of a particular prouucleus are uuequal iu leugth, coustautly so, aud the louger oiies are marked iu these figures by the letter »x«. The dilfereuce iu leugth is really greater thau the drawings iudicate, because the plane of the paper cauuot adequately reproduce the depths and heights of the twistiugs helow and above that level. Sometimes this leugth ditference is very marked as in Fig. 51, aud not iu a siugle case have I fouud the two elemeuts of a prouucleus of even approximately equal leugth. Figures 43 — 47, Fl. 7, show later prophases wdieu the nuclear membraues have dis- appeared aud the chromosomes become more coudeused. The latter are still iu tw’o groups, oue materual aud oue paterual, aud iu each group (except the right haud oue of Fig. 46 that wuxs not wholly in the plane of the sectiou) a larger oue (marked »x«) is clearly distiu- guishable from a smaller. To these may he added Fig. 27 of my former ])aper (1904), and Boveki’s (1888) Figs. 23 and 38. It follows that in all the cases examiued, where all the chro- mosomes could be clearly seeu for thcir full leugths, there proceeds from each ])rouucleus coustautly oue louger aud oue shorter chro- mosome. Oue curious pheuomeuou of this stage may be noted. In some cases (Figs. 49, 51 the chromosomes of the prouuclei have much the ai)})earauce of those uudergoiug the diraiuutiou process of the cleavage: the euds aloue are solid aud thick while the intermediate portious are beaded, composed of successive discs aud masses. This is au uuusual condition, possibly ])athologic; it is of iuterest iu iu- dicatiug that the begiuniugs of the diminutiou process may occasio- ually be fouud so early as the stage of the i)rouuclei. 4. The Chromosomes of the First and Second Cleavages. Figures 1 — 35, PI. 6, show pole views of ecpiatorial plates of the first cleavage. Where they could be determiued the two larger chromosomes are marked »x«. It will be seeu that two louger chro- mosomes can with ease he distiuguished from two smaller in all cases but three, uamely, Figs. 25, 30, 34, though eveu in these ex- ceptioual cases the chromosomes are of ditfereut leugths. It Stands On Morphological Difiference of the Chromosomes of Ascaris megaloceph. 71 to reason that the bendings of the chromosomes above or below the plane of the paper, which are represented unshaded, are longer than the drawings seem to represent them, and that it is only after a carefiil ocular estimation of the heights and depths of such bends that I have ventured to decide in each case which are two longer chromosomes. In some of the cells the length difl'erence is very considerable. We couclude from this series of 35 examples, selected entirely in the order of their fiuding and so picked at random, that in the great majority of cases, 32 out of 35, the four chromosomes com- pose one pair of longer elements and one pair of shorter. And, con- sequently, on comparison with the observations previously related, that in each pair one element is paterual and the other maternal. Fignres 36 — 42, Fl. 1, illustrate a few equatorial plates of the second cleavage, and in these also the elements of the larger ])air are indicated by the letter »x«. In several of these cases the lar- ger chromosomes cannot be distiuguished with certainty from the smaller, but I believe the difficulty here is due to the chromosome.s of this second cleavage beiug usually more slender and more twis- ted than those of the first, which reuders less certain the estimation of their lengths. A study of the cleavage chromosomes shown in Flate 1 would show that there are no constaut form dififerences. In general the shorter chromosomes have fewer angles than the longer, a phenomenon well referable to the relative pressure conditions exerted upon the chromosomes while confined within the membranes of the pronuclei. The smallest chromosome of all is very frequently hook-shaped and the other one of the smaller pair often U-shaped, while the longer ones have usually two or three angles each, but none of these diffe- rences in form appear to be constant. The morphological chromosome difl'erence in this species is there- fore one of volume or length but not of form. 5. General Considerations. We have found that the sperm introduces two chromosomes that are constantly of slightly unequal volume, and that the egg, wheu the two polar bodies are cut off, retains two also of slightly unequal volume. Further, from each pronucleus preceeds constantly one longer and one shorter chromosome; and in the first cleavage spindle there are distin- guishable in the great majority of cases, 32 out of 35, two longer 72 Th. II. Montgomery, _jr. and two sliorter chromosomes. These phenomena indicate that from tlie time of the maturation and fertilization of the egg on into the cleavage not ouly do the chromosomes persist as distinct entities, hat also they retain their morphological differences. That is to say, the sperm and the egg not only contribute chromosomes in equal number, but also chromosomes of relatively corresponding individual leugths, becanse each pronucleus furnishes a shorter and a longer one. I would seek to forestall at this place an objectiou that might he made to my interpretatiou of the chromosome difference in this egg. One might object that the relative lengths of the chromosomes are suhject to fluctuating Variation, a matter of mathematical chance, and that conseqiiently the mere distinction of two larger from two smaller need not prove constant constitutional difference. But if the leiigth of a pai’ticular chromosome were not a more or less constant character, then hy the probabilities of chance we ought to find in not more than half the cases two distinctly larger and two distinctly smaller. What we do find, however, in almost all the cases of the first cleavage is a pair of larger and a pair of smaller chromosomes, the former beiug more like each other in length than either of them is to either of the smaller pair. Further, the egg retaius two that are always dissimilar, and the two from the sperm are also always dissimilar, and we do not find at cleavage three larger and one smaller chromosome, or three smaller and one larger. Therefore the conditions described are not the resultant of mere chance varia- tious, but represeut individual chromosome difference. At the same time the two elements of a particular pair rarely appear precisely alike in length or volume, usually more or less of a difference is apparent. Such appareut difference between the two of the same pair is uudouhtedly due in some cases to the chromo- somes lying iu different planes, which would result in more or less ocular aberration. In by far the greater number of cases the difle- rence between the two chromosomes of the same pair is decidedly less than the difference between either of them and either of the chromosomes of the other pair. In most cells it is the two smaller chromosomes that show greater differences in volume or length than the two larger do; rather marked cases in instauce are Figs. 2, 5, 8, 9 of PI. 6. Xow curiously euough it is the smaller dyad of the secoud polar spindle that also shows in some cases marked size difference of its two elements, while the larger dues not; thus of On Morphological Difference of the Chromosomes of Ascaris megaloceph. 73 tbe second polar spiudles shown on PI. 7, Figs. 53—65, oue may uote specially the two elements of the smaller dyad shown in Figs. 54, 55, 59, 61, 65. Thns the egg retains sonietimes the smaller and so- metimes the larger element of this smaller dyad, which retained ele- ment would have sometimes the volume of the smaller sperm chro- mosome and have sometimes a diö'erent volume. It is at least re- markable, and speaks for persistiug chromosome difference, that it is ouly the smaller dyad of the second spindle that sometimes shows marked size difference of its elements, in conjimction with the fact that the smaller chromosomes of the cleavage differ more from each other than do the larger. Here I wish to correct an error of observation in an earlier paper (1906). I then reasoned from the examination of the sperma- togenesis of various Hemiptera.- »When I first discovered the con- stancy of such chromosome pairs, I concluded that the two compo- nents of each pair were exactly equal in form and volume, and so have the others who followed me. In the present paper I have given especial attention to this point, and now find good evidence that the components of each pair are probably constantly slightly different from each other in volume.“ The evidence was based part- ly on the difi'erences between corresponding diplosomes, partly on the unmodified chromosomes of Corizus alternatus and Harmostes reflexulus. As an example I reproduce in Fig. 75, PI. 7, the sper- matogonial chromosome plate of Corizus that was given in Fig. 107 of my paper of 1906. Mo is the monosome, Di and di the diplo- somes, and A, a-E, e the pairs of ordinary chromosomes. Of the latter the pair A, a is of interest, the largest elements of all, for in this cell as well as in the only two other clear cases these two chro- mosomes are slightly different in volume and markedly in form. The observation that calls for correction is that on Harmostes; Fig. 74, PI. 2, is a redrawiug of Fig. 94 of the earlier paper. Then I had misiuterpreted the chromosome pairs, and so had been led to assume differences in volume between the two elements of a pair. But the relettering here given shows that the two of each pair are relatively equal, and that the monosome is the longest. Harmostes is therefore not a case showing morphological difference within the same chro- mosome pair. While so far as present evidence goes the two chromosomes of a particular pair seem to be as a rule indistinguishable from each other, this is not always so. The smaller pair of Ascaris sometimes 74 Th .n. Montgomery, jr. shows mavked size differeuce of its elemeiits, this is still more pro- noiiuced iu tlie largest pair of Corizus, and notably so in a number of cases of tbe diplosomes (paired modified cbromosomes) of Hemip- tera as described pai'ticularly by Stevens (1905), Wilson (1906), and me (1906). Tbiis constaut morpbological cbromosome differeuce is a condi- tion tbat must bencefortb be reckoued witli, and it speaks strougly for the view tbat particular cbromosomes represent partieular meta- bolic (pialities, tberefore particular bereditable energies. Tbis result from morpbological study is tbeu quite in agreement witb tbe ex- perimental results tbat bas beeu so excellently syntbetized by Boveki (1907). It is quite probable tbat it will be not possible to demou- strate such difference on the cbromosomes of all species, but so far tbe tbeory bas been tested ou ouly a few. Kow tbat attention is called to cbromosome difference iu tbe classical egg of Ascaris tbe sceptics may be led to give tbe wbole subject a reuewed examiuation. Literature List. Buneden, E. van. 1883. Recherches sur la luaturation de l’ceuf et la fecon- dation et la division cellulaire. Gand. Bünnevje, K. 1906. Untersuchungen Uber Keimzellen. Beobachtungen an den Keimzellen von Euteroxenos östergreni. Jen. Zeitschr. Naturw. 41. Bouixg, A. M. 1907. A Study of the Spermatogenesls of twenty-two Species of the Membracidae, Jassidae, Cercopidae, and Eulgoridae. Journ. Exper. Zool. 4. Boveri, Tu. 1888. Zellenstudien. Heft 2. Jena. 1907. Zellenstudien. Heft 6. Jena. Carxov, J. B. 1886. La vesicule germinative etc. chez TAscaris megalocephala. La Cellule. 2. Eick, K. 1905. Betrachtungen über die Chromosomen, ihre Individualität, Re- duktion und Vererbung. Arch. Anat. Entw. Supplement. Häcker, V. 1907. Die Chromosomen als angenommene Vererbungsträger. Er- gehn. Fortschr. Zool. 1. JIONTGOMERY, T. 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Sperm chromosomes, at the stage when the first polar spindle is at the surface and the sperm at the centre of the egg. Fig. 72. Sperm chromosomes, at the stage of the second polar spindle. Fig. 73. Mature sperm before copulation. Fig. 74. Pole view of spermatogonial equatorial plate of Harmostes reflexu- lus (Hemqiteron). Mo, monosome, Di and di the diplosomes, A, a — E. e the nnmodified chromosome pairs. Fig. 75. Pole view of spermatogonial equatorial plate of Corizus alternatus (llemipteron). Lettering as in Fig. 74. Experimentelle Untersuchung der IVIassenverhältnisse von Plasma, Kern und Chromosomen in dem sich entwickelnden Seeigelei. Von Kh. Erdmaun. (Ans dem Zoologischen Institut München.) Mit 6 Kurven und zahlreichen Tabellen. Inhalt. Seite I. Einleitung 77 II. Methode der Untersuchung 79 a. Materialgewinnnng 79 b. Wahl der Vergleichsstauien 80 c. Art der Messungen 81 III. Besprechung der Resultate au der Hand der Tabellen ... 88 a. Aufstellung der Haupttabellen 88 b. Gemeinsame Züge der llaupttabeileu 90 c. Verhältnisse der Kern-Chromosomen-Zellvolumina der einzelnen Kulturen zu einander. 92 d. Verhältnisse der Volumina der Zellen-, Kern- und Chromatinmengen unter sich in den verschiedenen Kulturen 106 e. Verhältnisse der Volumina zur Entwicklungszeit 112 IV. Zusammenfassung der Resultate 118 V. Besprechungen über Kernoberfläche, Zellgröße, Chromo- somengröße in ihren gegenseitigen Beziehungen .... 119 VI. Schlußbetrachtung 131 I. Einleitung. Die Aufgabe, die Massenverhältuisse zwischen Plasma, Kern oder Chromosomen in dem sich entwickelnden Scelgelei zn bestimmen, ist für jede Theorie der Zellteilung von Bedeutung. Denn die Teilung einer Zelle ist das sichtbare Endergebnis einer Reihe von Vorgängen, Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 77 bei denen Veränderungen der Kern- und Plasmavolumina stattfinden. Die Bedeutung des ungleichen Wachstums des Kerns und der Zelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen ist besonders durch R. Hertw'ig (05, 08) in seiner Theorie der Kernplasmarelation be- tont worden. Die Kernplasmarelation (der Quotient zwischen Kern und Plasmamasse) wird durch die Assimilation der Zelle während der Zeit, welche zwischen zwei Teilungen liegt, verändert. Hierdurch entsteht die Kernplasmaspannnng, eine Abweichung von dem ur- sprünglichen Verhältnis zwischen Kern und Plasmamasse, der Kern- plasmanorm. Die Entstehung der Kernplasmaspannung führt zur Teilung. Nun findet aber während des Furchungsprozesses keine Nah- rungsaufnahme von außen im Ei statt, obgleich eine ganze Anzahl von Teilungen rasch aufeinander folgen. Der Keim kann erst assi- milieren, wenn Organe der Nahrungsaufnahme gebildet worden sind. So lange wird die zu den Teilungen notwendige Energie durch Stofl- umsatz ira Ei selbst gewonnen. Die Kernplasmarelation hat nun nach R. Hertwig während der Wachstumsperiode des Eies selbst eine Verschiebung erlitten, die durch das Mißverhältnis des Wachstums zwischen Kern und Plasma in dem Reifei entstanden ist. Die so entstandene Kernplasmaspannung kann nun durch jede Entwicklungserregung, sei es Befruchtung oder Reiz zu parthenogenetischer Entwicklung ausgeglichen werden. Aber dieser Ausgleich geschieht, wie gesagt, durch eine Reihe von Teilungen, nicht durch eine einzige. Es entsteht natürlich die Frage, was zu diesem langsamen Ausgleich der Keruplasmaspannuug beitragen kann, warum erst am Ende des Furchuugsprozesses die Kernplasmanorm annähernd hergestellt wird. Um diese Frage zu entscheiden, ist es von Wert, für eine Reihe von Entwicklungsstufen die Beziehungen sowohl zwischen Plasma- und Kerumasse als auch die zwischen Plasma und Chromatinmasse zu bestimmen. Auch kann es wichtig sein, das Verhältnis von Chromatinmasse und Kerumasse zu unter- suchen. Hier soll aber dann unter Kernmasso das gesamte Keru- volumen verstanden sein, nicht nur der Chromatininhalt des Kerns. Es liegen in der Literatur außer den Untersuchungen R. Hert- wiGs und seiner Schüler nur wenige Arbeiten vor, die sich mit der Frage der Kernplasmarelation beschäftigen. An einem sich ent- wickelnden Organismus hat Bovbri diese Beziehungen geprüft. Boveri übertrug den von R. HERTwiG an Protozoen gewonnenen Begriff der Kernplasmarelatiou auf die Metazoenzelle (1905) und fand 78 Eh. Erdmann eine Reihe gesetzmäßiger Beziehungen zwischen Zellgröße und Kern- größe oder Chromosomengröße. Gerade das Verhältnis von Kern- größe und Chroraosomengröße setzt einer direkten Bestimmung Hin- dernisse in den Weg. Boveris wertvolle Ergebnisse waren durch indirekte Schlüsse von der Kerngröße auf die Chromosomengröße ge- wonnen. Die Aufgabe lag nahe, einen direkten Weg, um die Chro- mosomengröße zu bestimmen, zu finden. Zu diesem Zweck wurde auf Anregung des Geheimrats Professor B. Hertwig die folgende experimentelle Studie Winter iind Sommer 1906 07 im Zoologischen Institut der Universität München ausgeführt. Es sollte versucht werden, die Chromosomengröße des Seeigeleies von der ersten Furchung bis zur Ausbildung des Pluteus zu be- stimmen und die durch direkte Messung gefundenen Chromosomen- größen mit den von Boveri auf indirektem Wege erhaltenen Größen- bestimmungen zu vergleichen. Bis zu der von diesem Forscher 1903 ausgesprochenen Ansicht über die Größe der Chromosomen während der Zellteilungen sind meines Wissens keine bestimmten Meinungen hierüber ausgesprochen. Boveri sagt dort (S. 16) »Das Chromatin vermehrt sich zwischen zwei Teilungen — mag es viel oder wenig sein — ungefähr auf die doppelte Menge. Und diese Vermehrung ist also eine Funktion des Chromatins und nicht eines anderen Faktors der Zelle.« (Gesetz von dem proportionalen Kernwachstum.) Die eigene Gestalt des Chromosoms war wenig beachtet "worden ; die Chroniosomenzahl hatte vererbungstheoretischen Fragen zu liebe allein die Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Durch Boveuis (1905, S. 43) weitere Arbeit, die ein Gesetz zwischen Kerngröße und Chro- mosomenzahl aussprach, »Die Kernoberfläche ist direkt proportional der Chromosomenzahl und damit auch der in ihnen enthaltenen Chro- matinmenge« wurden neue Fragen veranlaßt. Es war zu erörtern, ob die einzelnen Chromosomen gleichwertig seien, ob die Größe des einzel- nen Chromosoms von seiner Bildung bei der ersten Teilung des Eies bis zu den Chromosomen sich teilender somatischer oder generativer Zellen des erwachsenen Tieres annähernd dieselbe sei. So hätte es das Gesetz von dem proportionalen Kernwachstum, das ich anführte, erfordert. Doch liegt die Frage nach der physiologischen und morphologischen Gleichwertigkeit der einzelnen Chromosomen außerhalb des Rahmens meiner Arbeit. Für mich kommt nur die zweite Fragestellung in Betracht. Dem Gesetz von dem proportionalen Kernwachstum wider- sprach Marcus (1906, S. 458) »Nun wachsen aber die Chromosomen Experimentelle Untersucliung der MassenverhUltnisse von Plasma usw. 79 bei der Furchung nicht auf das doppelte ihrer ursprünglichen Größe heran, denn sie werden im Laufe der Furchung immer kleiner.« Beide Autoren hatten ihre verschiedenen Ansichten über die Größe der Chromosomen bei der Furchung des Seeigeleis durch indirekte Schlüsse gewonnen. Direkte Messungen waren von ihnen nicht ge- macht. Meine Aufgabe verlangte nun eine genaue Bestimmtxng der Kern-, Chromosomen- und Zellgrößen, um die Massenbeziehungen zwischen Kern, Chromosomen und Plasma in dem sich entwickeln- den Seeigelei zu prüfen. Ich möchte nicht unterlassen, Herrn Prof. K. Hertwig an dieser Stelle für sein anregendes Interesse und die Einführung in seinen Ideenkreis zu danken. Auch Herrn Dr. E. Goldschmidt bin ich für seine mich fördernden Ratschläge ver- pflichtet. II. Methode der Untersuchung, a. Materialgewinnung. Das Material stammte von Seeigeln, die aus Rovigno zu Kurs- zwecken in das Münchener Zoologische Institut geschickt waren. Es wurde nur Strongrjlocentrotiis lividus benutzt. Ungefähr drei gleich große Teile von Eiern desselben Tieres, die mit dem Sperma des gleichen Männchens befruchtet waren, wurden verschiedenen Kulturbedingungen ausgesetzt. Die erste Kultur wurde in einen Thermostaten von 10° C gesetzt, die zweite in einen andern von 20° C. Die dritte Zucht, die als Normalkultur dienen sollte, wurde in ein mit stubenwarmem Wasser gefülltes, großes Gefäß ge- setzt. Die Temperatur des Wassers in dem umgebenden Gefäß be- trug 15 — -16° C. Daß die peinlichste Sauberkeit und Übereinstimmung in der Be- handlung der drei Aufzuchten, die normale Plutei ergaben, stattfand, braucht nicht erwähnt zu werden. Die Zeitdauer, in der bestimmte Teilungsstufen erreicht wurden, notierte ich für jede der drei Kul- turen. Genügendes Material derselben wurde fixiert. Nur Pikrin- essigsäure diente bei diesen Kulturen vom 8. November 1906 zur Konservierung. Später erneute Kulturversuche wurden mit Seewasser- sublimat oder mit Pikrinessigsäure behandelt. Meine Untersuchungen, die den später folgenden Tabellen zu gründe liegen, sind an der Aufzucht vom 8. November 1906 ausge- führt. Diese Eier zeigten selten Dispermie, wie ich an Schnitten fest- stellte. Ende Mai 1907 aus Rovigno geschickte Eier zeigten teil- 80 Kh. Erdmann weise sclion äußerlicli Unregelmäßigkeiten bei der Furchung und auch abnorme Chromosomeuverhältnisse. Vielleicht waren sie überreif oder irgendwie anders geschädigt. Nach einigen Versuchen, ob ich an Schnitten oder Zertrümme- rungspräparateu meine Messungen vornehmen sollte, entschied ich mich für die letztere Methode aus folgenden Gründen. Bettete ich die Eier und Larven ein, so kam zu der durch Fixierung verursach- ten Größeuveränderung des Objekts noch eine zweite, durch den Einfluß der Wärme entstandene, hinzu. Bei den Messungen aber waren sicher nur kleine Längen- oder Breitendifferenzen zu erwarten. Um nun aber diese nicht zu verringern, beschränkte ich mich auf Messungen an Zertrümmerungspräparaten, weil ich Veränderungen der Chromosomengröße, die vielleicht durch das Einbetteu entstehen konnten, vermeiden wollte. Gleiche Kouservierungsdauer und Fixie- rungsflüssigkeit bewirkten an dem gesamten Material dieselben Größenveräuderungen. Selbstverständlich sind die später gegebenen Zahleuwerte durch diesen nicht zu vermeidenden Fehler Ver- hältniszahlen. Gefärbt wurden die Zertrümmerungspräparate mit Boraxkarmin, Schnittserien, die ich zum Vergleich anfertigte, mit Eisenhämatoxylin. Einen Punkt möchte ich gleich hier noch anschließen. Es war für mich die Hauptsache, für meine Messungen völlig gleiche Vor- bedingungen bei den Kulturen, mit Ausnahme der Temperaturunter- schiede, zu erhalten. Einen in der Natur des Objektes liegenden Unterschied, die ur- sprünglichen Größenditterenzen der Seeigeleier, konnte ich nicht be- achten. Da die Unterschiede nur minimal sind und ich meine Mes- sungen auf eine relativ große Anzahl von Fällen ausdehnte, so wurde dieser Fehler ausgeglichen und Mittelwerte erzielt. Nach dem Ge- setz der großen Zahlen ist dies ja statthaft. b. Wahl der Vergleichsstadien. Es ist bekannt, daß, abgesehen von den ersten Teilungsschritten bis zum Vieruudsechzigzellen Stadium, sich bei der weiteren Entwick- lung der Seeigellarven nur schwer vergleichbare Stadien finden lassen. Die Bestimmung nach der Zeit läßt uns ganz im Stich, sowie wir Kulturen, die unter verschiedenen Temperaturverhältnissen gezüchtet sind, betrachten. Die Zellen der Wärmekultur bei 20° C teilen sich 21/4 mal so oft wie die der Kältekultur bei 10° C, wie Peter (06) angegeben hat. Eier, die sich gleich oft geteilt haben. Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 81 zum Vergleich herauzuzieheu, ist nur bis zum 128 Zellenstadium mit einiger Sicherheit möglich. Bei weiteren Teilungsschritten macht eine genaue Zählung der Zellen Schwierigkeit. Daher müssen nur morphologisch ähnliche Vergleichsstadien gewählt werden. Bei den von mir gewählten Vergleichsstadien ist also nicht das gleiche Einteilungsi)rinzip zu Grunde gelegt. Die Stadien I — VI sind gleich in der Zahl der Teilschritte, die Stadien VII — XI aber nur nach dem morphologischen Wert vergleichbar. Für die Bestimmung der Zell-, Kern- und Chromosomengrößen wurden folgende Stadien in allen drei Zuchten gewählt. I. 2 Zellenstadium II. 4 * III. 8 » » (animaler Poli IV. 10 » » » » V. 32 » » » . VI. 64-128 . * » » VII. Blastula ohne beginnende Mesenchymbildung. Da auf dem Blastulastadium die Kerne in Form und Lagerung variieren, auch die Zellhöhen im optischen Schnitt am vegetativen Pol größer sind, so wurden solche Zellen bestimmt, die sich in der Aquatorialzone der Blastula befanden. Hier geht die animale Hälfte kontinuierlich in die vegetative über. VHI. Ende des Blastulastadiums, nach Entwicklung der soge- nannten Ektodermplatte, die nach kurzer Zeit in der Normalentwick- lung invaginiert. Das Akron Zieglers ist schon gebildet. Der Ur- darm ist noch nicht entstanden. Auch hier wurden möglichst äcjua- torial gelegene Zellen gewählt. IX. Gastrulabildung mit noch nicht gebildeten Hydrocoeltaschen (Ektodermzellen). X. Prismatische Gastrula (Ektodermzellen). XI. Pluteus (Ektodermzellen). Bei der Abgrenzung der morphologisch ähnlichen Vergleichsstadien war mir die Arbeit von Sch.uidt (1904) eine wertvolle Hilfe. In den folgenden Tabellen werde ich mit Blastula I das erste Blastulastadium, mit Blastula H das zweite bezeichnen, ebenso bei den beiden Gastrulationsstufen, um bequeme Benennungen zu er- halten. c. Art der Messungen. Zell-, Kern- und Chromosomengrößen konnten wegen ihrer un- geheuren Größenunterschiede nicht mit den gleichen Objektiven Archiv f. Zellforschuiiff. 11. (J 82 Rh. Erdmann gemessen werden. Deshalb war ich genötigt, sämtliche Werte auf absolute Maße umzurechnen, um sie vergleichen zu können. Die Kerngrößeu waren am leichtesten zu bestimmen; ein oder zwei Durchmesser des Kerns, je nachdem er rund oder ellipsoid war, wurden bestimmt. Bei deu ellipsoideu Kernen wurde das halbe Mittel als Radius angesehen. Ich maß zwischen 50 und 100 Kerne, Je nach der größeren oder geringeren Veränderlichkeit der gefundenen Zahlen, von jedem der elf Stadien iu den drei Kulturen. So erhielt ich folgendes, aus meinen Protokollen beliebig herausgegrififene Resul- tat. Normalkultur; Zeiss Apochr. homogene Immersion 1,5. Compen- sationsocular 4. Kerudurchmesser in Teilstrichen des Ocularmikro- meters. (34 — 128 Zelleustadium 5,2 5,6 5,6 4,6 5,2 5,4 5,6 5,4 5,6 5,6 4,6 5,6 5,2 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,4 5,4 5,4 5,6 5,4 5,4 5,4 5,4 5,2 5,4 5,4 5,6 5,4 5,6 5,6 5,4 5,2 5,4 5,6 5,4 5,4 5,6 5,4 5,2 5,4 5,6 5,6 5,6 5,4 5,4 5,6 5,6 5,6 4,6 5,2 5,4 5,6 5,6 5,2 5,6 4,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,4 5,6 5,4 5,6 5,6 5,6 5,4 5,6 Es ergaben sich also 36 Durchmesser zu 5,6 Teilstrichen = 201,6 Teilstriche 8 » » 5,2 » == 41,6 26 » » 5,4 » = 140,4 4 » » 4,6 > = 18,4 74 Durchmesser 402,0 Teilstriche Der mittlere Durchmesser betrug dt = 5,43 Teilstriche des Ocularmikrometers rt = 2,715 > > > Diese Größe, die auf Teilstriche des Objektivmikrometers umgerech- net wurde, ergibt 3,8825 n. Es entsprachen iu diesem Fall 1 Teil- t Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 83 Strich des Ocuhirmikrometers 1,43 Teilstrichen des Objektivinikro- meters. In den Tabellen habe ich iin allgemeinen bei der dritten Dezimale abgerundet, um bessere Übeirsicbt zu gestatten. Schwieriger und bei weitem mühsamer war die Bestimmung der Cbromosomengröße. Drei Dimensionen der Seeigelcbromosomen waren zu messen. Sehr oft ist das Chromosom bei Strongylocentrotus livi- dus ein gerades, mehr oder minder gleich dickes Stäbchen im Zer- trümmeruugspräparat. Ich wählte mir, um Gleichartigkeit zu erzielen, stets gerade Stäbchen, und zwar maß ich nur dann Chromo- somen, wenn der Kernteilungsprozeß auf dem Stadium der Aquato- rialplatte augelangt war. Zur Wahl dieses Stadiums wurde ich durch folgende Überlegungen bestimmt. Die sichere Umschriebenheit dieser Phase gibt einen guten Anhalt zu Messungen. Der Amphiasterzu- stand, während dessen sich die Aquatorialplatte bildet, ist zwar von kürzerer Dauer als der Mouasterzustand, wie die auf Seite 116 aufge- stellte Tabelle zeigt. Aber dieser ist kein Ruhestand, wie Kostanecki [07, S. 657) hervorgehoben hat. Die Sonderung des Chromatius in Kernsegmeute und die Bildung der Kernspindel fällt in das Mouaster- stadium. Also ist dies Stadium trotz seines häufigen Auftretens für j\lessungen ungeeignet. Ferner habe ich nicht meine Messungen an Tochterchromosomeu ausgeführt, weil hier die Breiten- oder Tiefeumaße noch geringere Dimensionen zeigen und ferner das Stadium gegen die Zeit der Um- wandlung der einzelnen Chromosomen in Kernbläschen nicht sicher ahzugrenzen ist. Ich war mir bewußt, daß die einzelnen Chromosomen ein und derselben Aquatoriali)latte nicht gleich groß sind. Eine Regelmäßig- keit in der Anzahl von großen und kleinen Chromosomen fand ich nicht. Ich sah bei den vielen Aquatorialplatten, die ich aufsuchte, daß eine Aquatorialplatte nicht als das einheitliche Gebilde sogleich auftritt, was gewöhnlich mit diesem Namen bezeichnet wird. Die Aquatorialplatte ändert sich während ihrer Existenz als solche. Sie wird breiter, die Mutterchromosomen rücken in der Aquatorialehene voneinander ab. Daher ist zum Messen die Phase am besten, die kurz vor der Metakinese liegt. Hier zeigt sich die Gestalt der Chro- mosome am deutlichsten. Die Teilung der Mutterchromosomen findet im allgemeinen nicht zu gleicher Zeit statt. Es gibt voraneilende und zurückbleibende Chromosomen, gerade wie in der Äquatorial-, platte sich größere nnd kleinere, gestreckte und gebogene finden. Über den Betrag dieser Größenunterschiede berichte ich noch. Häufig ß* 84 Rh. Erdmann waren die kleineren Chromosomen die dickeren, wodurch ihre ge- ringe Länge com])ensiert wurde. Ich suchte aus den im Nelkenöl befindlichen Eiern oder Larven möglichst gleiche Stadien heraus, legte sie unter ein Deckglas mit Wachsfüßchen, bestimmte nochmals mit Objektiv DD Zeiß oder hom. Imm. Apoch. 1,5. Comps. 4 das Stadium genauer und isolierte mir ’ unter dem Deckglas die betrefteudeu Objekte durch Rollen, indem ! ich durch Saugen mit einer Pipette alle ungeeigneten Objekte ent- ; fernte. Hierbei vermied ich, viel Nelkenöl unter dem Deckglas zu haben. Mit einem Druck der Linse DD (Zeißi zertrümmerte ich die Objekte, die durch langes Liegen in Nelkenöl vorbereitet und brüchig geworden waren. Ich suchte daun mit Zeiss Apochr. 1,5, Compen- \ sationsocnlar 4 — 18 — bei Larven mit den stärkeren Ocularen ■ — eine Spindel, die womöglich nur teilweise erhalten war. Mit dem Zeißscheu Zeicheuapparat zeichnete ich dann mit möglichst hartem Bleistift bei sehr starker Beleuchtung die Konturen der Chromosomen auf Arbeitstischhöhe. Die gleiche Stellung des Spiegels, dieselbe Lage des Papiers und Tubuslänge wurde stets beibehalteu. Ich konnte ^ nur Länge und Breite des Chromosoms zeichnen. Die Tiefenmessung ist mir nicht geglückt. Ich hatte zwar längere Zeit versucht, ein durch Zufall in der Mitte durchbrochenes Chromosom zu finden oder | auf irgend eine Weise eine Verschiebung des Chromosoms aus seiner Tiefeulage zu erzielen. Da aber die Chromosomen fest im Proto- plasma eingebettet liegen, mußte ich diese Versuche aufgebeu und Breite gleich Tiefe setzen. Ich möchte hier noch nachtragen, was ich unter Breite eines Chromosoms verstehe. Unter Breite soll die- , jenige Ausdehnung angesehen werden, die zu der späteren Teilungs- ebene des Chromosoms senkrecht steht. Durch diese Festlegung sind also auch die anderen Richtungen bestimmt. . Es ist möglich die Chromosomenbreiten zu bestimmen, wieder- j holte Angaben finden sich in der Literatur. Fischer (1899, S. 253 — 255) gibt zusammengetragene Daten über Breite von Chromo- somen, es handelt sieh zwar hier um pflanzliche Elemente. Fick (05, 8. 187) hat die Chromosomenbreite von Salamandra, Asca?'is usw. gemessen; ihre Breite schwankt zwischen 1 und 2ti. Volumberech- nungen der Chromosomen gibt Janssens (1905). Janssens faßt die Gestalt der Chromosomen von Batmchoseps attenuatus als Cylinder auf, er mißt Höhe und Radius des Cylinders. Die Chromosomen A on Stronffylocentrotus lividm haben aber, wie schon erwähnt, die Gestalt von Stäbchen, würde ich sie als Cylinder auffassen, so würde ich zu Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 85 kleine Volumina erhalten. Ich war entweder gezwungen, diesen Fehler zu machen oder Breite gleich Tiefe zu setzen, was ja eine andere Fehlerquelle sein kann. Vielleicht ist es an einem andern Objekte, bei Nachprüfung meiner Arbeitsergebnisse möglich, größere und leichter in den Protoplasmarinnen bewegliche Chromosomen zu finden. Um nun mein Meßverfahren zu erläutern, wähle ich ein bestimm- tes Beispiel und zwar ein Ei auf dem 32 Zellenstadium. 96 Chro- mosomen aus verschiedenen Aquatorialplatten wurden mit dem Zei- chenapparat nach den am Anfang erwähnten Vorschriften gezeichnet. Länge und Breite wurden dann mit dem Zirkel an feste Maßstäbe angetragen, die der gewählten Vergrößerung entsprachen. Für das gewählte Beispiel gelten folgende Zahlen: Normalkultur. Hom. Imm. 1,5 Comp. 6 Länge: 26 Zeichnungen mit 5 » = 130 /< 42 » » 4,5 » = 189 u 28 » » 4 » = 112 u 96 Zeichnungen mit 431 (i Die mittlere Länge betrug daher 4,46 u Da die Breite des Chromosoms auf diesem Stadium 1 ,« betrug und ich Breite gleich Tiefe setzte, so betrug das Volumen eines einzelnen Chromosoms ungefähr 4,46 im Mittelwert. Um nicht voreingenommen zu sein, berechnete ich die Volumina der Chromosomen für alle Stadien in den verschiedenen Kulturen erst, nachdem ich sämtliche Messungen beendet hatte. Ich gebe die Tabellen ohne jede Ände- rung, obgleich ich später zu besprechende Punkte gern nachgeprüft hätte. Für die wichtigsten Ergebnisse sind sie von keiner Bedeutung. Es ist an dieser Stelle noch zu besprechen, ob es überhaupt er- laubt ist, Mittelwerte weiteren Berechnungen zu gründe zu legen. Die Längenunterschiede der einzelnen Chromosomen, wie es das ge- gebene Beispiel zeigt, betragen 0,5 bis 1 p. Bei einem so frühen Eutwicklungsstadium wie es das hier gewählte 32 Zellenstadium ist, sind diese Größenunterschiede natürlich bedeutender als beim Pluteus- stadium, wo sie unter die Grenze des Meßbaren aber nicht des Sicht- baren fallen. Die Größenunterschiede sind durch Zufälligkeiten im Wachstum hervorgerufen, die nicht berechtigen, verschiedene Arten von Chromosomen anzunehmen. Ich habe bei den vielen Äquatorial- platten, die ich gemessen, nie solche mit gleichgroßen Chromosomen- Rh. Erdmann 8ß paaren gesehen ; bei der Kleinheit des Objekts und der dichtgedrängten Lage der einzelnen Chromosomen in der Aquatorialplatte ist es fast unmöglich, in einem Totalpräparat über diesen Punkt exakte Aus- sagen zu machen. Jedenfalls fallen die Form- und Längenverän- deruugen nicht so in das Gewicht, um den Mittelwert unbrauchbar zu machen. Nach Angabe von Boveri (1905), der 16 — 18 Chromosomen als reduzierte Chromosomenzahl des Stroiujylocentrotiis liridus augibt und nach meinen eigenen Zählungen habe ich für meine Tabellen dort, wo es sich um die Chromatinmeuge einer Zelle handelte, das Volu- men des einzelnen Chromosoms mit 18 multipliziert, da nach der jetzt herrschenden Anschauung die Hälfte der in der Aquatorialplatte enthaltenen Chromatinmenge in die Bildung der Tochterzellen eingeht. Zur Bestimmung der Zellgrößen mußten verschiedene Methoden gewählt werden, da die Form der Zellen bei den einzelnen Stadien verschieden ist. Bei den 2, 4, 8, 16 Zellenstadien wurden der kür- zeste und längste Durchmesser einer Zelle gemessen und das halbe Mittel bestimmt. Dies wurde als Durchmesser der zu berechnenden Zelle angesehen, die also als Kugel aufgefaßt wurde. Die Zellen des 32 und 64 Zelleustadiums konnten als Pyramiden aufgefaßt werden. Die nach außen gewandte Zelloberfläche betrachtete ich als Basis der Pyramide. Da die polygonale Fläche, die durch die Zell- oberfiäche gebildet wird, zu unregelmäßig ist, um eine Ausrechnung zu gestatten, berechnete ich den eingeschriebenen Kreis. Zwei Durch- messer wurden bestimmt und das halbe Mittel als Radius angesehen. Als Pyramidenhöhe nahm ich die Dimension der Zelle in radialer Richtung. Da die Berechnungen sehr schematisch ausfallen mußten, so berechnete ich das Volumen der einzelnen Zelle im 2, 4, 8, 16, 32, 64 Zellenstadium noch auf einfachere Weise. Das Gesamt ei- volumen teilte ich in so viele Teile, wie sie dem jeweiligen Stadium entsprachen. Diese Werte sind eingeklammert neben die andern von mir berechneten gesetzt. Sie beachten nicht den Größenunterschied zwischen den animalen und vegetativen Zellen des Seeigeleis, auch wird der Umstand vernachlässigt, ob nicht durch Wasserauf- oder ahnahme im Lauf der Teilung eine Volumveränderuug bewirkt wird. Eine solche Volumänderung glaube ich bei der Zweiteilung zu be- merken. Diese beiden Berechnungsarten enthalten Fehler; da aber die Protoplasmamasse des Eies im Verhältnis zur Chromatinmasse unver- hältnismäßig groß ist und die frühen Stadien in meinen Folgerungen Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 87 nur selten heraugezogen werden, so lassen sieb die berechneten Werte für meine Zwecke verwenden. Sicherer ist die Berechnung der Zellgröße in den Blastula-, Gastnila- und Pluteusstadien. Die Zelle wurde als prismatischer Körper aufgefaßt, bei dem durch Rollen des Objekts drei Dimen- sionen zu bestimmen waren. Als Beispiel diene folgendes Stadium. Gastnila II, Zeiss Äpochr. 1,5. Comps. Oc. 4. (Ektodermzellen.) Kältekultur. Höhe in Teilstrichen. 6, 00 6,8 6,8 6, 00 6, 6, ,5 6. ,8 6 6,5 6, ,8 6 ,8 6 6 6,5 6,5 6, ,5 6 6, ,5 6; 6 6 6, ,5 6, .8 6, .5 6, ,5 6 6,8 7 7 6; ,8 7 6; ,8 6, ,5 6,8 6,5 6; ,5 6 ,8 6, ,5 6 ,8 6. ,5 6,5 6,5 6, ,8 6: ,8 6: ,8 6 ,8 6^ ,8 6,8 6,8 6, ,8 6, ,8 6. ,8 6, ,8 6, 8 6,8 6,8 6, 8 6, 8 ei 8 6, ,8 6, 8 Breite in Teilstrichen. 3,5 4 4 4 3,5 3,5 3,5 4 3,5 3,0 3,5 3,0 3,5 3,5 4 3,5 3,5 4 3,8 3,5 3,5 3,5 4 3,8 3,5 3,8 3,5 3,5 3,8 3,5 4 4 4 3,5 3,5 3,5 4 3,5 3,5 3,5 4 4 4 3,0 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 4 4 4 4 Tiefe in Teilstrichen. 2,4 2,5 2,4 2,5 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,5 2,4 2,4 2,4 Mittelwert für die Höhe in Teilstrichen ht = 6,74 Mittelwert der Breite in Teilstrichen bt 3,82 Eh. Erdmana Mittelwert der Tiefe in Teilstrichen tt = 2,4 log ht = 0,82866 log bt = 0,58206 log tt = 0,88021 3 log 1,43 = 0,46602 log V = 2,25695 ~ V = 180,7 ir^ Einem Teilstrich des Ocularmikrometers entsprachen bei diesem Beispiel 1,43 u. III. Besprechung der Resultate an der Hand der Tabellen, a. Aufstellung der Haupttabellen. Die ersten drei Tabellen geben von der Kälte-, Zimmer-, und Wärmekultur die Daten für 1. den Kernradius, 2. das daraus berechnete Kernvolumen, 3. den Zellradius, der aus dem gefundenen Zellvolumen be- reehnet ist, 4. Zellvolumen, 5. Chromosomenlänge, 6. Chromosomenbreite, 7. Volumen des einzelnen Chromosoms. Die vierte Tabelle gibt für alle drei Kulturen die Zeit an, welche von der Befruchtung bis zu der Entwicklung der bestimmten Stadien verflossen ist. Die zweite Spalte der Tabelle enthält die Zwischen- zeiten zweier aufeinanderfolgenden Teilungsschritte. Kältekultur 10° C. Entwicklungs- stadien Kernradius Kern- „ , Zellradius Volumen Zellvolnmen Ohromo- somen- länge Chromo- somen- breite Volumen des einzelnen Chromosoms 2 Zellenstd. 13,88 ,, 10037 «3 ‘ 29,383 „ 106250 (i3 8,53 ft 1,5 fl 19,17 »3 4 > » 7,264 » 1605,8 » 23,855 » 51063 . 6,41 . 1.3 . 10,83 » 8 » » 6,362 . 1081,0 s j 18,33 . 26290 . 5,78 » 1,2 . 8.32 . 16 » » 5,844 . 837,8 . 1 13,35 . 9973 . 5,3 » 1,2 . 7,24 . 32 » . 5,76 s 803,6 » 11,29 . 6023 . 4,54 . 1,1 > 5,46 . 64—132 » 5,41 . 529,7 » 8,616 . 2685,5 . 4,5 . 1.0 . 4,51 . Bl. I 4,791 . 460,5 . 6,842 » 1343 . 4,43 . 0,9 . 3,589 . Bl. 11 4,297 . 332,4 . 5,002 . 549,7 . 4,32 . 0,8 . 2,765 . G. I 2,97 » 117,39. 4,118 . 292,5 . 3,07 . 0.8 . 1,92 G. 11 2,466 > 62,87. 3.507 . 180,7 . 2,864 . 0,6 » 1,003 » Pluteus 1,9 » 28,73. 3,043 . 118 . 1,68 . 0,5 . 0,41045 . Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 89 Normalkultur 15°— 16« C. Entwicklungs- Stadien Kernradius Kern- volumen Zellradius Zellvolumen Chromo- somen- länge Chrom o- soTnen- breite Volumen des einzelnen Chromosoms 2 Zellenstd. 12,584 fx 8347,2 ^3 28,8 100000 .a3 (99450) 1) 8,53 1,5 // 19,17 ((3 4 > » 7,034 . 1598,0 . 22,7 43000 (49725) 6,12 . 1.3 » 10,343 . 3 » » 6,16 . 956,8 . 17,47 » 22343 (24862) 5,78 > 1,2 . 7,906 . 16 » » 5,17 » 578,8 . 13,074 » 9361,6 (124321 5,147 . 1,0 . 5,147 . 32 > . 4,92 » 500,8 . 10,47 » 4814 (6216) 4,46 . 1,0 . 4,46 » 54-132 . 3,88 » 245,14 » 7,309 . 1633,5 (1556,3108) . 4,27 . 0,9 » 3,458 . Blastnla 1 2,92 » 103,23 . 5,66 » 759,5 (778) 3,76 » 0,8 » 2,406 . . II 2,232 . 46,58 . 3,586 » 193,3 (194) 3,2 . 0,8 . 2,083 . 'lastrala I 2,05 » 36,07 » 3,321 . 152,6 » 2,28 ' » 0,8 » 1,459 . . II 1,81 . 25,03 » 3,0758 . 121,8 2.00 » 0,5 . 0,5 . Pluteus 1,62 . 17,81 . 2,44 » 53,0 » 1,00 » 0,45. 0,2042. Wärmekultur 20« C. Entwicklungs- Stadien Kernradius Kern- volnmen Zellradius Zellvolumen Chromo- somen- länge Chromo- somen- breite Volumen des einzelnen Chromosoms 2 Zellenstd. 11,984 u 7208,1 «3 28,751 n 99500 /(3 8,52 ,1/ 1,5 H 18,50 ,«3 4 . > 7,157 . 1535,7 » 21,55 . 42000 . 6,02 . 1.2 » 8,942 . 8 » » 6,26 . 1027,5 . 16.55 . 20060 » 5.49 . 1.2 » 6,323 . 16 . . 4,871 . 490.1 . 11,85 » 6968 . 3,47 . 1.2 » 5,007 . 32 . . 4,669 » 338.64 . 9.36 . 3401 . 2,53 • 1 » 2,53 . 64-132 . 2,739 . 86,02 . 6.541 . 1169 . 1.85 . 1 1,85 . Blastula I 1.863 . 27.23 . 4,778 . 457,7 . 1,22 » 1 » 1,22 . . II 1.59 . 16.84 . 3,318 . 153 . 1.06 . 1 » 1,06 . Gastrula I 1.57 . 16,24 . 2,905 . 104.1 . 0.92 » 1 » 0,92 . . 11 1,56 . 15,9 . 2,894 . 80,62 » 0,682 . 0,7 > 0,3345 . Pluteus 1,308 . 9,622 . 2,2 . 41,63 . 0.553 . 0,5 > 0,1382 • ') Die eingeklammerten AVerte sind die Werte für die Zellgrößen, die durch Aufteilung des Eis in 2, 4, 8 . . . Teile gewonnen wurden. Eidurchmesser : 19. 4.26 Ausgangspunkt. 90 Rh. Erdmann Entwicklungszeit und Zwischenräume der einzelnen Teilungen. KntAvieVlung?- slufe Zeit nach Befruchtung Bis znn alte Zeit zAvischen zwei aufeinan- derfolgenden Teilungen Auftreten des Monasters 15 Minuten Xormal 1 W Zeit zwischen Zeit nach zwei aufeinan-i Zeit nach Befrachtung derfolgenden Befrachtung Teilungen | arme Zeit zwischen zwei aufeinan- derfolgenden Teilungen 2 Zellenst 2*’ 20' 140' lh40' 100' lh40' 100' 4 > 3h 10' 50' 2h 20' 40' 2h 20' 40' 8 > 4h 15' 65' 3h 10' 50' 2h 50' 30' it? > Öh40' 95' 4h 24' 74' 3h 40' 50' 32 8h 20' 164' 6h 13' 109' 5h 30' 110' 64—128 . 18h CO 0 8h 8' 115' 7h 10' 100' Bl. I 31h 40' 1060' 10h 40' 152' 9h 20' 110' Bl. II 53h 20' 1120' 14h 30' 2.30' 13 220' G. 1 86h 06' 1900' 27h 10' 350' 19h 30' 390' G. 11 122h 50' 2210' 36h 20' 550' 26h 20' 410' PI. 143hl) 1230' 49h 34' 795' 45h00' 700' b. Gemeinsame Züge der Haupttabellen. Gemeinsame Züge ergeben sich bei der Betrachtung der ein- zelnen Tabellen. Die Gesamtmasse des (,'hromatins hat während des Furchungs- prozesses zngenommen, da die Zeilenzahl sich stark vergrößert hat. Es fällt auf, daß die Größe der Chromosomen mit jedem Teilungs- schritt abnimmt, sodaß sich zwischen der Chromosomengröße auf dem Pluteusstadinm und der ersten Spindel ein gewaltiger Unterschied findet. Dies zeigen alle drei Kulturen. Die Chromosomen auf dem Pluteusstadinm haben nur 1 40 des Volumens von den Chromosomen der ersten Spindel. Beachtenswert ist die geringe Größe der Chromosomen bei der zweiten Teilung. Es hat hier sich nur ein geringes AVachstum der Chromosomen während der Kernrnhe, die nach der ersten Teilung folgt, gezeigt. 19,17 o* betrug das Volumen des einzelnen Chromosoms in der Zimmerkviltur, als die erste Äquatorialplatte gebildet war, 10,343 finden wir als A^olumen der Chromosomen der der Vier- teilung vorausgehendeu zweiten Äqnatorialplatte. Diese Erscheinung ist aber eine Ausnahme, das AVachstum des einzelnen Chromosoms zwischen zwei aufeinander folgenden Teilungen ist bei den späteren 1) Hier wurde die Kultur abgebrochen, also relativ früher als die beiden nnderu, Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 91 Teilschritten ein größeres. Immerhin vrird nie die Größe erreicht, die das Chromosom vor der voransgegangenen Teilung besaß. Im ersten Blastulastadium beträgt das Volumen des einzelnen Chromo- soms 2,406 /<3 in der Zimmerkultur, dagegen war die Chromatiu- masse eines einzelnen Chromosoms des II. Blastulastadiums noch 2,083 , «3 groß. Es liegen, wie es die Messungen der Zellengröße der betreffenden Stadien zeigen, sicher 2 Zellteilungen zwischen den gewählten Stadien. Es findet also ein Anwachsen des Chroma- tius nahezu auf das frühere Maß statt, wie es Boveri (1905) allge- gemein für alle Teilungen angenommen hat. Ein weiterer in die Augen fallender Punkt ist folgender. Die Chromosomenlänge ist nicht auf gleichen Stadien in den drei Ver- suchskulturen dieselbe, wenn wir von den Anfangsstadien absehen. Vergleichen wir die Chromosomenlänge der Wärme-, Zimmer- und Kältekultur auf dem II. Gastrulastadium, so verhalten sich die Längen wie 1 (AV) : 3 (Z) : 4 (K). Dagegen haben sich die Längeuverhältnisse der Chromosomen im Pluteusstadium so verschoben, daß sie sich wie 1 (W) : 2 (Z) : 3 (K) verhalten. Die Differenzen der Länge der Chro- mosomen in den drei verschiedenen Kulturen sind also im Lauf der Entwicklung geringer geworden. Dies ist nicht auffällig, da das Chromosom an sich kleiner wird, während aus dem Ei der Pluteus sich bildet. Das großzellige Kältetier hat mehr Chromatin in seinen größeren Kernen als das kleinzellige Wärmetier in seinen kleinen Kernen. Ob hier eine Compensierung durch die Dicke des einzelnen Chromosoms erreicht wird, ob also in gleichen Stadien der drei ver- schiedenen Kulturen gleiches Chromosomen volumen jeder Zelle doch erzielt wird, scheint nach meinen Messungen ausgeschlossen. Es darf hier nicht übersehen werden, daß die Endwerte der in den Listen an- geführten Chromosomendicke bei allen drei Kulturen 0,5 n betragen. Da aber das »Kältechromosom« auf dem Pluteusstadium drei mal so lang ist, wie schon oben erwähnt, so bleibt es relativ schlanker. Die Kürze und die im Vergleich zu ihrer Kürze auffallende Dicke der Wärmechromosomen führt zu Verklumpungen der Spindeln in den späteren Stadien, die eine Messung besonders im Pluteusstadium er- schweren. Eine Erklärung dieser Verklumpungserscheinungen zu versuchen, wäre wohl nach dem Stande der physikalischen und che- mischen Kenntnisse von den Eigenschaften des Chromatins verfrüht. .ledenfalls bleibt die Tatsache beachtenswert, daß sich unter verschiedenen Zuchtbedingungen das Chromosomvolumen der einzelnen Zelle verändern läßt. Wie diese Veränderungen mit 92 Eh. Erdraann den Verschiebungen der Kern- nnd Zellgrössen in den betreffenden Kulturen Zusammenhängen, in welcher Weise sich die Kernplasma- relation verschiebt, soll im Folgenden erörtert werden. c. Verhältnisse der Kern-, Chromosomen- und Zellvolumina der einzelnen Kulturen zueinander. 1. Vergleich der Zellvolumina der einzelnen Kulturen zueinander. Entwickluiigsstadien Zcllrolumiiia Kernvolumina Chromosomen- Yolumina K Z W K Z W K Z W 2 Zellenstadien. . 1,069 1,005 1 1,393 1,197 1 1,03 1,03 1 4 > > 1,186 1,027 1 1,305 1,035 1 1,21 1,16 1 8 > 1,311 1,114 1 1,052 0,9312 1 1,07 1,04 .1 16 . . . 1,433 1.344 1 1,708 1,184 1 1,44 1,03 1 32 . . . 1,772 1,426 1 2,373 1,482 :1 2.2 1 64—132 > 2,302 1,399 1 6,158 2,856 1 2,4 1,87 1 Blastula 1 . . . 2,934 1,654 1 17,31 3,792 :1 2,9 1,9 1 » II . . 3,593 1,235 1 24,85 2,766 :1 2,6 ' 1,9 1 Gastiula I . 2,809 1,466 1 7,29 2,221 1 2,2 1,6 1 > II . 2.270 1,510 1 3.923 1,575 1 3,0 1,51 1 Pluteus . 2,707 1.273 1 2,993 1,849 :1 2,99 1,48 1 Die erste Spalte der Tabelle gibt die Verhältnisse der Zellvolu- mina der einzelnen Kulturen zu einander an. Die Zahlen sind auf folgende Weise gewonnen. Als Einheit wurde jedesmal das Volumen des betreffenden Stadium.s der Wärmekultur aufgefaßt nnd die Volu- mina der Normal- und Kältekultur darauf bezogen. Es ist schon von Makcus (1906) erwähnt, wie auffallend die Unterschiede in den Größenverhältnissen der Zellen bei den verschiedenen Kulturen^ sind. Doch werden die Unterschiede erst im Laufe der Entwicklung sicht- bar. Während noch auf dem 16-Zellenstadium die Größenverhält- uisse der Furchungskugeln in der Wärme-, Zimmer und Kältekultur sich wie 1 : 1,3 : 1,4 verhalten — Differenzen, die sich durch die Art der Messungen erklären — , sind die Verschiebungen auf dem T. Blastulastadium bis auf 1 (W) ; 1,6 (ZI : 1,7 (K) gelangt. Es ist zu beachten, daß das erste Stadium sowohl für das Wärme-, Zimmer- und Kälteei eine Entwicklungsstufe vorstellte, bei der die Zellzahl Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 93 gleich war, während das I. Blastulastadium nur ein in den einzelnen Kulturen morphologisch ähnliches Stadium darstellte, bei dem die Zellzahl jedoch verschieden ist. Exakt würde der Vergleich erst werden, wenn man entweder morphologisch ähnliche oder an Zellzahl gleiche Stadien der gesam- ten Entwicklungsreihe auf verschiedenen Punkten untersucht, wie es Marcus getan hat. Marcus, der nur das Blastulastadium von Sfroii- (jylocentrotics livühis mit beginnender Mesenchymbildung und das Gastrulastadium mit Anfängen der Enterohydrocoelausstülpung genau untersucht hat, gibt für sein erstes Stadium die Werte 1 (W) : 1‘,.2 (Z) : 2' 2(K). Da seine Kulturbedingungen nicht mit den meinigen über- einstimmen — er zog seine Tiere bei 9" C, 17 — 19” C, 22” C auf — auch das erste von ihm untersuchte Stadium morphologisch älter war als das meinige, so ist es klar, dass seine Werte mit den mei- nigen nicht ganz übereinstimmen können. Annähernd ähnlich sind Ja die Schwankungen der Zellgröße auf den Blastulastadien nach Marcus 1 : 1^/2 : 2^/2, nach meinen Messungen 1 : 1,6 : 2,9. Die vor- handene Übereinstimmung ist um so erfreulicher, da Marcus die Zellgröße auf eine von der meinigen abweichenden Weise bestimmte. Er zählte die Kerne der Blastula im größten optischen Durch- schnitt, berechnete die Peripherie der Blastula und dividierte diese durch die entsprechenden Kernzahlen. So erhielt er die lineare Zell- breite, die nach ihm gleich der Zelltiefe i.st. Er (piadrierte den Wert und erhielt so die Zellgröße, die mit der noch unbekannten Gesamt- zellenzahl multipliziert, die bekannte Oberfläche der Blastula ergab. So gewann Marcus die Werte 1650, 1045, 680 für Wärme-, Zimmer- und Kältekulturen für die Zahl der Zellen. Da weiter wie von ihm (S. 449) bewiesen, die Zellgröße umgekehrt proportional der Zellzahl war, so ergaben sich die erwähnten Verhältnisse 2V2:1V2-1 für Kälte, Zimmer und Wärme, zu denen die meinigen 2,9 : 1,6 : 1 an- nähernd stimmen. Jedenfalls steht fest, daß bedeutende Größeu- unterschiede in den Zellvolumiua der drei Kulturen auf morphologisch ähnlichen Stadien bestehen, die sich wohl auch kaum bei fortschrei- tender Entwicklung ausgleichen werden. Ist doch bei dem von mir gewählten II. Gastrulastadium der Unterschied noch wie 2,2 ; 1,5 : 1. Selbstverständlich sind bei diesen weiteren Teiluugsschritten die Zellen an sich kleiner geworden, also diese Unterschiede, absolut ge- nommen, größer. Daß sich für alle untersuchten Stadien keine gemeinsame Ver- hältniszahl ergeben hat, daß man also einfach sagen könnte, bei 94 Rh. Erdmann Kältetieren sind die Zellen beinahe dreimal so groß wie bei Wärme- tieren unter den vorausgesetzten Tempera tnrgrenzen, mag daran liegen, daß zwei morphologisch verschiedenwertige Gruppen von Stadien untersucht werden mußten. Ich habe darauf hiugewiesen, daß die 2, 4, 8, 16, 32, 64 — 128 Zellenstadieu in allen drei Kulturen gleich- viele aber verschieden große Zellen haben, während die übrigen untersuchten Stadien der drei Kulturen verschieden viele und daneben auch ungleich große Zellen besitzen. Die erste Gruppe zeigt ein langsames Größerwerdeu der Zellen der Kältetiere im Vergleich zu denen der Wärmetiere. Das Verhältnis der Zellgrößen der einzelnen Kulturen beträgt im Zwei- zellenstadium 1 (W) : 1,005 (Z) : 1,006 (K), die Unterschiede wachsen iin 64 — 128 Zellenstadium auf 1 (W) : 1,399 (Z) : 2,302 (K). Es ist hier nicht zu vergessen, daß das 64 — 128 Zellenstadium von den Kältetiereu in 18 Stunden erreicht wurde, die Wärmetiere aber eine mehr als eine ’ ^ ™al kürzere Zeit gebrauchten. Die vermehrte Flüssigkeitsaufnahme der Kältezellen geht also Hand in Hand mit einer längeren Entwicklungsdauer. Ich möchte hier noch auf einen Mangel der Versuchsanorduung hiuweisen, der sich nicht vermeiden läßt. Die Befruchtung des ge- samten Eimaterials mußte bei Zimmertemperatur erfolgen. Die Eier der Wärme- und Kältekulturen nahmen nun während der ersten Tei- luugsschritte die Temperatur des Thermostaten an, so daß sich die Verschiedenheit der Kulturbediugungeu erst allmählich herstellt. Daher erklärt sich das so überaus langsame Anwachsen der Ver- hältniszahleu der Zellgröße. Während die erste der auf ihre Zellgröße untersuchten Gruppen für die Kältetiere absolut größere Zellen zeigte, lehrt ein Blick auf die Tabelle, daß die zweite der untersuchten Gruppen andere Er- scheinungen darbietet. Die Kältetiere haben auch hier größere Zellen als die Wärmetiere, die Zellgrößen verhalten sich — nehmen wir das I. Gastrulastadium heraus — wie 1 (Wj : 1,4 (Zj : 2,8 (Kj. Das Kältetier hat also ungefähr 3 mal größere Zellen als das Wärmetier, aber eine kleinere Anzahl von Zellen. Marcus hat bei Blastuleu von Strongylocentrotus Uvidxis, die in Kälte-, Wärme- und Zimmertemperatur aufgezogen waren, nachgewiesen, daß die Zell- zahleu der drei verschiedenen Kulturen den Zellgrößen umgekehrt proportional sind. Es ist leidev luimöglich, die Zellzahl der Gastrula oder des Bluteus mit annähernder Genauigkeit festzustellen. Daher kann man vielleicht annehmen aber nicht beweisen, daß auch die Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 95 Zellgröße in den Gastrula- oder Pluteusstadien umgekehrt proportio- nal der Zeilenzahl ist. leh habe dies hier noch einmal betont, um zu zeigen, daß in der zweiten Gruppe der untersuchten Stadien sich keine absolute Zunahme des Gesamtvolumens des Echinidenkei'ms, der in der Kälte aufgezogen ist, nachweisen läßt. Ob die Zunahme gleichwohl vorhanden, kann nur eine volumetrische Messuugs- methode lehren. Fassen wir die gewonnenen Resultate zusammen, so kann mit Vorsicht folgendes behauptet werden; Mit Ausnahme der ersten Teil- schritte verschieben sich die Volumina der einzelnen Zellen so, daß die Wärmezellen in allen Stadien fast V2 “lal kleiner sind als die Zellen der Zimmerkultur. Die Volumina der Wärmezellen verhalten sich also annähernd im Durchschnitt zu denen der Zimmerkultur wie 1 (W) : 1,4 (Z) bei den von mir untersuchten Zellen in den späteren Stadien. Die Zellgrößen der Wärmekulturen verhalten sich zu denen der Kältekultur wie 1 (W) : 2,8 (K) bei den von mir untersuchten Zellen vom Blastulastadium an, wenn man den Durchschnittswert der für die einzelnen Stadien gültigen Werte nimmt. Ein für alle Sta- dien einheitliches Maaß für die Beziehungen zwischen der Größe der Wärme- und Kältezellen ist also nicht vorhanden. Sicher tragen die nicht zu vermeidenden Meßfehler, die Ungenauigkeit in der Be- stimmung der Zellformen und die Verschiedenheit der Formen der zu bestimmenden Zellen dazu bei, daß keine allgemein gültige Ver- hältniszahl gefunden ist. Was lehrt nun die Feststelhmg, daß ganz allgemein gesprochen die Kältelarven größere Zellen haben als die Wärmelarven? Läßt sich diese an der Metazoenzelle gefundene Tatsache mit Befunden ver- gleichen, die bei Protozoen gewonnen sind? Ein fundamentaler Unter- schied scheint bei den mir bekannten ähnlichen Fällen vorhanden zu sein. So gibt Hertwig (1903) an, daß in der Kälte aufgezogene Infusorien Paramaecien, Dilepten eine Größenzunahme im Vergleich zu Tieren, die in Zimmertemperatur gezüchtet waren, zeigen. Die Unter- suchung stammt von Wieriuczky, sie ist von Popoff (1908) nachgeprüft und erweitert worden. Hier wirken also auch Temperaturänderungen zellverändernd. Aber da in der Kältekultur das Infusor sich weniger oft teilte als in der Zimmerkultur, so ist die Volumenvergrößerung wohl auf Kosten einer längeren Nahrungsaufnahme zu setzen. In dem Seeigelei findet bekanntlich während der Furchung keine Aufnahme von fester Nahrung statt, nur eine Stotfumsetzung. Daß diese Stoff- umsetzung die gleiche Beschleunigung bei erhöhter Temperatur er- Rh. Erdmann 9() leidet wie chemische Keaktioueu, ist nach Peter (1906) nicht mehr zweifelhaft. Hierdurch ist aber nur der schnellere Teilungsrythmus der Wärmetiere erklärt, der eine größere Zellzahl, aber kleinere Zellgröße bedingt. Die konstatierte absolute Zunahme der Zell- größe der Kältetiere, wenn die von mir gegebenen Zahlen als Nähe- rungswerte aufzufassen sind, welche sich in der ersten Gruppe der untersuchten Stadien zeigte, ist nicht erklärt. Es bleibt nur die Annahme möglich, daß bei der energischen Stoffumsetzung der Fur- chung eine Wasseraufnahme oder Wasserbildung stattfindet. Diese problematischen Erscheinungen, die bei der langsamen Entwicklung der Kältetiere länger wirken könnten, auf gleiche Stufe mit einer länger dauernden Nahrungsaufnahme des Infusors in dem erwähnten Beispiel zu setzen, ist nicht angängig. Nur ein Beispiel, das lehrt, daß Größenänderungen der Zelle möglich sind während des Furchungsprozesses, habe ich in der Lite- ratur gefunden. Ich nehme hier sämtliche Versuche aus, die nicht an Ganz eiern gemacht sind. Mürüax gibt an (1904), daß aus Zwergeiern gezogene Larven von liana fast um die Hälfte kleinere Zellen hätten als aus normal großen Eiern entstandene. Die Zell- zahl sei dieselbe wie bei der Normalentwicklung. Ich habe diese Fälle, die gegen das Gesetz der fixen Zellgröße iDRiEscii) sprechen, angeführt, um zu zeigen, daß verschiedene Abänderungen vom nor- malen Entwicklungs verlauf gleiche Erscheinungen zeitigen. Die Zell- größe ist variabel bei Temperaturänderung bei solchen Objekten, die während des Versuchs Nahrung aufnahmen [Faramaecien, Düepten). Weiter zeigt das Gesetz von der fixen Zellgröße der Furchungszellen Ausnahmen bei solchen Objekten, bei denen während des Versuchs keine Nahrungsaufnahme,, nur eine Stolfumsetzung stattfiudet (See- igelei nach Marcus, Froschei nach Morgan). Ein verbindendes Band, das diese Fälle unter einem gemeinsamen Gesichtspunkte zu betrachten gestattete, läßt sich vorläufig nicht finden. Doch geht aus ihnen hervor, daß — wie schon Marcus an- gedeutet — zwei fest miteinander verknüpfte, experimentell gefundene Gesetze, das von der fixen Zellgröße und das von Morgan aufge- stellte von der minimalen Größe der Furchungszellen nicht allgemein gültig sind. Sie können nicht als Grund der Beendigung morpho- gener Prozesse angesehen werden. Es würde aus dem Rahmen dieses streng beschreibenden Teils meiner Arbeit fallen, wenn hier darauf eingegaugen würde. Nur gefundenes Tatsachenmaterial möchte ich gegen die Behauptung, dall Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 97 die fixe Zellgröße für die Beendigung morphogener Prozesse verant- wortlich gemacht werden kann, bringen. Mit 759 <<3 Zellvolumen erfolgt in der Zimmerkultur ungefähr die Mesenchymbildung, mit ISOO/f^ in der Kältekultur. Die Zellzahl be- trug auf diesem Stadium nach meinen Zählungen für die Normal- kultur ungefähr 245 Zellen. Berechne ich nun die Zellzahlen nach den von Marcus gefundenen Verhältniszahlen, so hat die Kältekultur ungefähr 170 Zellen, die Wärmekultur 420. Die Chromatinmasse des Keims auf dem I. Blastulastadium l)e- trägt also (halbes ) Kältekultur : 170 Zellen mit je 36 Chromos. (Chromos.) 1,795/(3 (volumen ) Zimmer » : 245 » » » 36 » » 1,203 /(3 Wärme > : 420 » 3 3 36 3 3 0,62 /(3 Nach der Multiplikation der Zellzahl mit dem halben Chromo- somenvolumen ergibt sich Kältekultur: Gesamtchromatinmenge 304,8 • 36 i/'^ Zimmer » : » » » 295,23 36 > Wärme » : » » » 260,6 36 » Es scheint beinahe, als ob gleich viel Chromatin in dem Ge- samtkeim enthalten ist, wenn man bedenkt, daß die Zählungen in der Wärme wegen der Kleinheit des Zellmaterials am ungenauesten ausgefallen sind. Noch auffallender wird die Gleichheit in der Masse des vorhandenen Chromatins in allen drei Kulturen, wenn wir die Zeilenzahlen des II. Blastulastadiums, für das die von Marcus auf- gestellten Zahlen brauchbar sind, unseren Betrachtungen zu Grunde legen Kältekultur: 680 Zellen mit je 36 Chromos. (halbes Chromos.-) 1,382 /r* Volumen) Normal » : 1045 » » » 36 » » » 1,041 Wärme » : 16.50 » » » 36 » » » 0,53 Nach der Multiplikation ergibt sich an Gesamtchromatinvolumen des Keims Kältekultur: 1087,8 • 36 Normal » : 939,7 • 36 Wärme » : 874,5 • 36. Archiv f. Zellforschung. II. 98 Rh. Erdmaun Die Ungenauigkeit der Messungen und Zählungen mag die Unterschiede in beiden Fällen erklären. Es ist aber gezeigt, daß bei ungleicher Zellzahl und ungleicher Zellgröße eine an- nähernde Gleichheit der Chromatinmengen des Gesamtkeimes auf- dem I. und II. Blastulastadium sich zeigt. Ich konnte natürlich nur das Chromatinvolum der berechneten Zellart meiner Aufstellung zu Grunde legen, aber die Zellen z. B. der sog. Entodermplatte werden sich auch in ihrem Chromatingehalt in den einzelnen Kul- turen Proportionen gleich verhalten und so gleiche Fehler überall bewirken. Leider ist es mir nicht möglich gewesen, die Zellzahlen für die Gastrula oder den Pluteus auf irgend eine Methode zu bestimmen, das Objekt läßt es nicht zu. Aber die Gleichheit der Chromatiu- mengeu gibt zu denken, zumal zu dem Aufbau dieser Chromatin- mengen in jeder Kultur verschieden lange Zeit gebraucht ist. Kann ein morphogener Prozeß, wie hier der Anfang der Mesenchymhildung oder die Bildung der sogenannten Entodermplatte nur stattliuden, wenn eine bestimmte Menge Chromatin und damit also eine be- stimmte chemische Zusammensetzung des Plasmas im Organismus vorhanden ist? 2. Beziehungen der Kernvolumina der einzelnen Kulturen zueinander. Von vornherein hätte sich erwarten lassen, daß sich gleiche Verhältnisse in den Schwankungen, welche sich bei dem Vergleich der Kern Volumina der einzelnen Kulturen für alle untersuchten Sta- dien ergeben, zeigen würden. Auf dem 64 Zellenstadium verhalten sich die Kernvolumina der Wärme-, Zimmer- und Kältekultur wie 1 ; 2,8 : 6,1, auf dem II. Blastulastadium wie 1:3:24, auf dem Gastrulasta- dium wie 1 : 1,5 : 4 und auf dem Pluteusstadium wie 1 : 1,8 : 2,9. Die Tabellenzahlen sind hier der leichteren Übersicht wegen abge- rundet (S. 92. Spalte 2). Eine Übereinstimmung in einer der beiden Gruppen von untersuchten Stadien, wie wir es in den Verschiebungen der Protoplasmavolumina für die zweite Gruppe, die die Stadien von Blastula I bis Pluteus umfaßt, gefunden hatten, existiert nicht. Sehen wir vorläufig von den Schwankungen in den Verhältnissen der Kern- volumina der untersuchten Stadien selbst ab und vergleichen wir sie mit denen des Protoplasmas, so zeigt sich in allen untersuchten Stadien, daß in der Kälte eine Verschiebung der Keruplasmarelation Experimentelle Untersuchung der Massenverhiiltuisse von Plasma usav. 99 stattgefuüden hat und zwar zu unguusten des Plasmas. Diese Ver- änderung der Kernplasmarelation zu uugunsteu des Plasmas ist keine befremdende Tatsache, da durch sie nach P. Hertwig der Teilungsrythmus verlangsamt wird, wie es ja auch die Tabelle Seite 90 zeigt. Marcus hat diese Veränderung der Kernplasmarela- tion schon für die Blastula mit beginnender Mesenchymbildung ge- zeigt und vermutet, daß diese Verschiebung der Kernplasmarelation auf allen Stadien sich gleichmäßig finden würde. Dies ist nach meinen Jlessungen nicht der Fall. Marcus hatte für das von ihm untersuchte Stadium bei Wärme-, Zimmer- und Kältekulturen die Zahlen 1:2'/4;3Y3 gegeben. Der Autor gibt auf Seite 462 Zahlen der Zelldurchmesser von je zwei Gastrulastadien und Pluteusstadieu. Berechne ich die Verhältnisse der Kernvolumina nach dieser Tabelle, so müssen sich hiernach die für die Blastula angegebenen Volum- ditferenzen verschoben haben. In den verschiedenen untersuchten Eutwickluugsstadien ist also die Verschiebung der Kerngröße in den einzelnen Kulturen verschieden. Welche Ursachen kann diese Erscheinung haben? Marcus weist selbst auf einen Faktor hin (S. 458j. »Bei verschiedenen Stadien des Furchungsprozesses dürfte schon der verschiedene Flüssigkeits- gehalt der Kerne den Rückschluß von Kerngröße auf die Chromo- somen vereiteln.« Es existieren also nach ihm Stadien in der Entwicklung des Seeigeleis, in denen der Kern wasserarmer oder -reicher im Verhältnis zur Chromatinmeuge ist. Meine Messungen haben diese Vermutung bestätigt. Die Tabelle S. 92 dritte Spalte, in der die Verhältnisse der Chromosomenvolumina der ein- zelnen Kulturen zueinander aufgestellt sind, zeigt folgendes. Vom Blastulastadium au finden sich bei allen untersuchten Stadien bei den drei Kulturen annähernd gleiche Verhältnisse, wenn die Menge des Chromatins in der einzelnen Zelle betrachtet wird. Ich habe dies meinen Besprechungen vorausgreifend, hier angeführt. Denn wenn die Verhältnisse der Chromosomeuvolumina bei den drei verschiedenen Kulturen beinahe konstant in den erwähnten Stadien bleiben, die Verhältnisse der Keruvolumina aber Schwankungen zeigen, so kann ohne weiteres nicht von Kerugröße auf Chromosomengröße ge- schlossen werden. Selbst wenn man gleiche Eutwicklungsstadien untersucht, kann die Kernmessuug allein nicht beweiskräftig für den Chromatiugehalt der Zelle sein. Es liegen in der Literatur eine Reihe von Angaben vor, die es gestatten auf ein Teiluiigswachstum des Kerns vor jeder Rh. Erdmann ICtO neuen Teilung zu schließen. Zwar sind die Angaben nicht ohne weiteres für unseren Fall brauchbar, aber sie lassen doch die An- nahme eines Teilungswachstums des Metazoenkerns rechtfertigen. Es ist ja durch Popoff (1908) sichergestellt, daß der Kern bei Infusorien ein funktionelles und ein Teilungswachstum zeigt. Das funktionelle Wachstum der Kerne von Drüsenzellen ist nach den Angaben von R. Heidenhaix, Langley, Garnier, Carlier, Launoy allge- mein anerkannt. Bei solchen Zellen aber, deren assimilatorische Tätigkeit nicht stark erscheint, finden wir ein Wachstum vor der Zellteilung. Das Anwachsen des Kerns weist Flemming (1882) für sich teilende Bindegewebszellen nach. Eine beinahe typische Schil- derung gibt Reinke (1899). In den > Endothelzellen wachsender Blut- kapillaren der Salamanderlarve wächst bei Eintritt der Mitose der Kern zunächst an, dann erfolgt eine mächtige Aufijuellung des Zelleibs, der mit der Prophase anhebt. Das Maximum der Anschwellung des Zelleibs ist mit dem Stadium des Muttersterns erreicht und nimmt in den Anaphasen schnell ab^).« Diese Beispiele aber erwähnen nur das Teilungswachstum des Kerns in Geweben. Mir muß es auf das Teilungswachstum des Kerns in Furchungszelleu ankommen. Hier ist ein Teilungswachstum von Erlanger (1896) am leben- den Echinidenei bemerkt worden. In seinen Zeiehnungen, die das Seeigelei auf verschiedenen Stufen von der Befruchtung bis zur Zwei- teilung zeigen, gibt Erlanger den Kern kurz vor der Spindelbildung noch einmal so groß an als nach der fertigen Verschmelzung von Ei- und Spermakern. Dieselbe Erscheinung findet sich bei Godlewski (1906) verzeichnet. Auch das parthenogenetische Ei zeigt vor der ersten Teilung Kernvergrößerung, die Herbst (1907, S. 193) als den ersten Ansatz zur Kernteilung betrachtet. Auch diese Beispiele sind nicht einwandsfrei, da sie nur für die erste Teilung den Beweis erbringen. Es könnte gerade die erste Teilung, bei der ja der An- fang der Auslösung der Kernplasmaspannung gemacht, eine Art Son- derstellung einnehmen, was aber nach den an Gewebszellen beobachteten Vorgängen nicht zu glauben ist. Ein zwingender Beweis kann nur durch die Beoliachtung am lebenden Objekt erbracht werden, den ich wegen Materialmangels augenblicklich nicht nachliefern kann. Doch stützt mich außer meinen Messungen au konserviertem Material noch die Angabe Teicumanns (1906, S. 306, 316), der ganz allgemein *) Zitiert uach Gurwitsch G904) Morphologie und Biologie der Zelle S. 192). Experimentelle Untersncliung der Massen Verhältnisse von Plasma nsw. 101 für das Seeigelei annimmt, daß vor jeder Teilung der Kern erst seine Maximalgrüße erreichen muß. Marcus wie mir ist es aufgefallen, daß häufig ellipsoide Kerne sich in den Furchungszellen befanden, er hat nur die runden, also wahrscheinlich die kleineren seinen Messungen zugrunde gelegt. (S. 452.) Ich aber habe sowohl kugelige wie ellipsoide Kerne ge- messen, — von letzteren 2 Durchmesser, um den Mittelwert be- stimmen zu können — , daher sich auch die Unterschiede unserer Messungen erklären lassen. Es ist klar, daß, wenn ein Teilungswachstum des Metazoenkernes existiert, dieses mit dem Stadium des »ovalen Kerns« zusammenfällt. Ob dieses Stadium das Ende oder den Anfang dieser Periode dar- stellt, müssen erst Messungen entscheiden. Aus den vorangehenden Betrachtungen geht aber zur genüge hervor, daß zwei Momente bei Größenmessungen des Kerns beach- tet werden müssen. Zuerst dürfen nicht die Kerngrößen verschie- dener Entwicklungsstufen des Seeigeleis als Ausgang für eine Be- urteilung der Chromosomengröße angesehen werden; denn der Blastula- kern ist wasserreicher als der Gastrulakern. Weiter muß festgestellt werden, ob der Furchungskern kurz vor einer Teilung sich befindet oder ob er sich neu aus den Tochterplatten gebildet hat. Mögen auch bei der Gastrula und dem Pluteus sich nur geringfügige Diffe- renzen ergeben, so zeigt die Blastula in ihren Zellgrößen bei den verschiedenen Kulturen Unterschiede, die bei Rückschlüssen von Kerngröße auf Chromosomenzahl nicht vernachlässigt werden dürfen. So kann der S. 41. von Boveri (1905) aufgestellte Satz nicht in dieser Form aufrecht erhalten werden. »Nachdem allgemein festge- stellt ist, daß ein Kern um so größer, je mehr Chromosomen er ent- hält, erhebt sich die Frage in welchem Maße die Kerngröße mit der Chromosomenzahl zunimmt.« Denn bei meinen Versuchen war stets nur die Normalzahl der Chromosomen (32 — 36) vorhanden und doch schwankte die Kerngröße innerhalb dergleichen Stadien der Wärme-, Zimmer- und Kältekukur. Weiterhin ist es wahrscheinlich, daß die Kerngröße von einer Teilung zur andern, sich ändert, also ein Tei- lungswachstum des Kerns anzunehmen ist. Auch die Chromosomen wachsen zwischen zwei aufeinander folgenden Teilungen, daher muß der Kern energischen Anteil an den Stofifwechselvorgängen der Zelle nehmen, die sich in seiner Größenzunahme zeigen. Weiter geht aus den veränderlichen Verhältnissen der Kerngrößen gleicher Stadien in der Wärme-, Zimmer- und Kältekultnr hervor, daß nur mit Vorsicht 102 Kh Erdniann von der Kerugröße auf die Zellgröße geschlossen werden darf. Boveri schließt in seiner Arbeit stets von Kerngröße auf Zell- größe; er schreibt zwar Chromatingehalt (S. 68) z. B. »Sie, die Zellgröße, ergibt sich als eine Folge des Chromatiugehaltes der Zelle.« Da aber keine Chromosomengröße gemessen, sondern das Chro- mosomenvolumen aus der Kerngröße bestimmt wurde, sind seine Schlüsse eigentlich solche von der Kerngröße auf die Zellgröße. Inwiefern diese Schlüsse mit den meiuigen übereinstimmen, möchte ich später erörtern. Jetzt bespreche ich einen von mir au- gestellten Versuch, der die Beziehungen von Kern- zu Zellgröße unter verschiedenen Bedingungen zeigt. Meine Messungen hatten in mir die Annahme erweckt, daß der Kern vermöge seiner führenden Rolle leichter durch Veränderungen irgend welcher Art in seiner Größe zu beeinflussen sei als das Protoplasma. Eine Kultur von Strongylocen- trotus lividus, die sich in Zimmertemperatur entwickelt hatte, teilte ich in vier Portionen, als sie sich auf dem Blastulastadium befand. Eine dieser Portionen wurde als Controllkultur unter gewöhnlichen Bedingungen fortgeführt. Die drei anderen Portionen wurden 7 Stun- den in Lösungen von verschiedener Konzentration weiter aufgezogen, I. Teil in 90 Teile Seewasser, 10 Teile 12^io Mg CI Lösung. II. » » 90 » » 10 » 5% Ka CI » III. » » 50 * » 50 » 2® Q Ka CI » Die zweite Kultur starb ab, die erste und die dritte Kultur lieferten lebhaft schwimmende Gastrulae, die in Pikrinessigsäure konserviert und mit Boraxkarmin gefärbt wurden. Es ergaben sich im Mittel für die Ka CI Kultur 1,7 /c Kernradius, für die Mg CI 3,1 u Kernradius. Für die Kontrollkultur betrug dieser 2,4 u die Radien der Gastrula waren laug 30, 33, 35 mm. In den 7 Stunden waren die Veränderungen des Kerns größer als die des Protoplasmas. Sie verhielten sich ungefähr wie Ka CI Kontrollkultur Mg CI Kerugröße 6:8 : 10 Gastrularadius 6 : 6'/2 : 7 Der Kern hatte sich in der Ka CI Lösung um viermal mehr ver- kleinert als das Protoplasma, in der Mg CI Lösung viermal mehr vergrößert als letzteres. Daß Plasma und Kernmasse verschiedene osmotische Durchlässigkeitsquotieuten haben, ist durch Hamburger Fixperinicntelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 103 (1904, S. 339, 414. Bd. III) für Spermatozoen, Lymphdrüsenzellen, Leber-, Milz- und Nierenzellen gezeigt. Die von mir gefundene Tatsache läßt sich mit Hilfe der dort entwickelten Schlüsse verstehen. Hier kommt es nur darauf an zu zeigen, daß das Kern- gerüst andere osmotische Eigenschaften hat, wie das Zellgerüst. Diese Verschiedenheit läßt das Entstehen einer Verschiebung in der Kernplasmarelation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tei- lungen verstehen. Es muß kurz vor der Teilung eine Spannung entstanden sein, die durch das Anwachsen des Kerns auf Kosten des Protoplasmas bedingt ist und die nicht auf osmotischem Wege aus- gelöst werden kann. Diese Spannung wird nun nicht im Furchungs- prozeß schon bei der ersten Teilung ausgeglichen, weil das Plasma- volumen im Vergleich zur Chromatinmenge auch nach der ersten Teilnng des Eis immer noch zu groß ist. Die Plasmanorm, d. h. das im fertigen Organismus bestehende Verhältnis zwischen Chroma- tin- und Plasmamasse, kann erst durch eine Keihe von Teilungen hergestellt werden. Die Zellteilungen vermehren auch die Chromatinmenge des Ge- samtkeims. Die geringe Zahl der Teilungen in der Kältekultur geht parallel mit dem ungeheuren Anwachsen des Kerns. Das Mißver- hältnis zwischen Plasma und Kernvolumen ist, wie schon erwähnt, größer als das in der Normalkultur. Warum teilt sich nun aber die Kältezelle nicht früher? Der russische Botaniker Gerassimoff (1904. S. 77) sagt: »Bei einem ÜberHnß an Kerumasse findet eine Verspätung der Teilung, folglich eine Verzögerung der Vermehrung der Kerne und eine rela- tive Abnahme der Quantität der Kernsubstanz in den Nachkommen- zellen statt. Bei Mangel an Kernmasse umgekehrt findet eine ver- stärkte Häufigkeit der Teilungen, folglich eine Steigerung in der Vermehrung der Kerne und eine Vergrößerung der allgemeinen Menge der Kernsnbstanz in den Nachkommenzellen statt.« Diese Regel war an Versuchen mit Spirogyreu gewonnen. Zellen mit verdoppelter Kernmasse teilten sich erst, wenn das Protoplasma auf das Doppelte seines früheren Volumens angewachsen war. Bei diesem Versuch konnte das Mißverhältnis in der Kernplasma- relation durch die Ernährung der Pflanzeuzelle selbst geändert werden. Das Protoplasma wuchs, und so entstand die zur Teilung notwendige Spannung. Die Langsamkeit der Teilungen wurde durch die mehr oder minder schnelle Assimilation der Zelle erklärt. Für die in der Kälte sich entwickelnden Seeigeleier gilt diese Erklärung nicht. Nur 104 Kli. Erdmanu der in der Kälte langsamer vor sich gehende Stoffunisatz, der mit einem absolut stärkeren Anwachsen der Chromosomen und einer größeren Imbibitionsfähigkeit der Kerne verbunden ist, ist hier für das unge- heure Mißverhältnis zwischen Kern- und Protoplasmagröße verant- wortlich zu machen. Dieses Mißverhältnis bedingt die Langsamkeit der Teilungen. Nach Peter (1906) stimmte die Verlangsamung der Teilungen im Seeigelei mit der Verlangsamung von chemischen Pro- zessen bei gleichen herabgesetzten Temperaturen überein. Wahr- scheinlich haben sich die Zellen der Kältetiere vom Blastulastadium an bis zur Gastrulation nur auffallend wenig geteilt. Ich bestimmte das erste Blastulastadiura mit annähernd 170 Zellen, das zweite mit 680. Die Kernradien hatten in diesen beiden Stadien die Beträge von 4,79» und 4,29 ». Berechnete ich die Zellradien nach den durch Messungen gefundenen Volumina unter der Annahme, daß die Zellen Kugeln seien, so ergaben sich die Werte für die Zellradien für I. Blastula 6,842 ii, hei der II. Blastula nur 5,002 ,». Da wird es begreißich, daß so ungeheure Differenzen in den Kernvolumina in den Kältekultureu gerade auf den Blastulastadien entstehen können. Die Kernplasmarelation hat sich eben in diesen Stadien ganz bedeu- tend zu ungunsten des Plasmas verschoben. Das Gastrulastadium zeigt eine langsame Abnahme des Mißver- hältnisses zwischen Kern und Plasma in der Kältekultur. Das Plu- teusstadium in allen drei Kulturen ist interessant, weil sich hier im Vergleich zum Gastrulastadium neue Verschiebungen in der Kern- plasraarelation finden. Wenn wir die Größe des Kerns, respektive des Zellkörpers in der Wärmekultur gleich 1 setzen, so erhalten wir folgende Proportionen : K Z W Kern 2,9 : 1,8 : 1 Protoplasma 2,9 ; 1,2 : 1 Es ist hier wie da eine relative Vergrößerung des Plasmas be- merkbar. Sicher werden sich in den Entwicklungsstadien, in denen neue Zellteilungen Vorkommen, die Verhältnisse zwischen Kern und Proto- plasma verschieben. Doch das Pluteusstadium hat nur wenige Zellteilungen. Es ist ja ein Stadium passiven Wachstums trotz der wenigen von Scii.midt (1904) und mir beobachteten Zellteilungen. In jeder Embryonalentwicklung, bei der es Stadien passiven Wachstums gibt, müssen sich Verschiebungen der Verhältnisse zwischen Experimentelle Untersuchung der Massenverlüiltuisse von Plasma usw. 105 Kern und Zellgröße finden. Hier ist, ich betone es, von dem Ge- samtvolumen des Kerns, also von der Flüssigkeitsmenge und ihrem Chromatiuinhalt die Rede. Die Größenzimnahme des Kerns ist bei passivem Wachstum durch Flüssigkeitsaufnahme bedingt. Bei den abweichenden osmotischen Eigenschaften von Plasma und Kern er- gibt sich eine Umstimmung des Verhältnisses der Kerngröße zur Zellgröße. Diese Umstimmung scheint sich im Pluteusstadium so zu voll- ziehen, daß das im Gastrulastadium bestehende Verhältnis zwischen Kern und Protoplasma zu ungunsten des Plasmas verschoben wird. 3. Vergleich der Chromosomengrößen auf verschiedenen Stadien der Entwicklung. Meine Untersuchungen hatten sich besonders auf die Größe der Chromosomen bezogen. Ich hatte gesehen, daß die bei einer Teilung entstandenen Tochterchromosomen nicht bis zur vollen Größe der Mutterchromosomen herangewachsen sind, wenn sie bei der folgenden Teilung sich in die Aquatorialplatte einstellen und nunmehr von neuem sich teilen. So entstand die Frage, ob diese in allen Kulturen be- obachtete Abnahme der Chromosomengröße irgend eine Regelmäßig- keit zeigte. Die dritte Spalte der Tabelle S. 92 gibt die Verhältnisse der Chromatinvolumina der einzelnen Kulturen an. Sie zeigt vom 16. Zellenstadium an ein ziemlich regelmäßiges Bild. Die Volumen- schwankungen der Chromosomengrößen bewegen sich in engeren Grenzen als die der Kerngrößen. So verhielten sich die Chromosomenvolumina in den drei Kulturen im I. Blastulastadium zueinander, wie folgt: (K; 2,9 : (Z) 1,9 : (W) 1 für das I. Gastrulastadium » 2,2 ; » 1,6 : » 1 » » II. » » 2,9 : » 1,4 : » 1 Pluteusstadium, wenn man das Volumen der Wärmekultur stets als Einheit setzt. Es ist vielleicht möglich mit besseren Methoden später eine ge- nauere Berechnung des Chromosomenvolumens auszuführen. Jeden- falls hat der Schluß von der Größe des Chromosoraeuvolnmens auf die des Zeilvolumens mehr Berechtigung als der von Kernvolumen auf Zellvolumen, weil bei ersteren den Schwankungen der Chromo- somenvolumina engere Grenzen gezogen sind. 106 Kh. Erdinann Die von Büveri auf experinieotellem Wege an Seeigellarven ge- wonnene Folgerung: »die Größe der Larvenzellen ist eine Funktion der in ihnen enthaltenen Chromatinmenge« (S. 74 Zusf. 3, 1905) hat sich durch direkte Messungen annähernd bestätigt. Dieser Boveri- sche Schluß indirekt aus den bekannten Befunden an hemi-diplo- thelykaryotischen Larven gezogen, hat die Erweiterung erfahren, daß er auch für solche Seeigellarven gilt, die während ihrer Entwicklung verschiedenen Temperaturen ausgesetzt waren. d, Verhältnisse der Volumina der Zell-, Kern- und Chromatinmengen unter sich in den drei Kulturen. Es erscheint mir von untergeordneter Bedeutung für die allge- meine Erkenntnis, wie groß die absoluten Volumina Von Plasma, Kern oder Chromatin in einer Zelle sind. Wir können uns aus dem Bekanntseiu dieser absoluten Maße keine Vorstellung von der Art ihrer Beziehungen zueinander machen, da wir bei der mangelnden Kenntnis der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Plas- mas nicht ihren Wert für die Lebenserscheinungen der Zelle erkennen können. Kur die Frage nach der Veränderung in diesen Maßen kann vielleicht einen positiven AVert haben. Finden sich Ähnlichkeiten oder Verschiedenheiten in den Be- ziehungen zwischen Zellvolumen und Kernvolumen oder Chromosomen- volumen einerseits oder andrerseits in denen von Kernvolumen und Chromosomeuvolumeu bei gleichen Stadien in den verschiedenen Kulturen? Ich gebe hier eine Tabelle, die nur diese Frage ent- scheiden soll. Die Aufstellung ist auf folgende AAVise gewonnen. (S. Tabelle S. 107.) Für jede Kultur ist eine getrennte Aufstellung der AVrhältnis- zahlen von Zellvolumen zu Chromosomenvolumen, von Zellvolumen zu Kernvolunien und Kernvolumen zu Chromosomenvolumen gemacht. Die kleinere der Größen ist stets als AVrgleichseinheit genommen. Ich suchte nun hauptsächlich nach Ähnlichkeiten in den aufgestell- ten Werten zwischen der Kormalkultur und den Kälte- oder Wärme- kulturen. Gleichartige Züge, die in allen drei Kulturen wieder- kehren, würden die Überzeugung in mir bestärken, daß die Werte in den aufgestellteu Tabellen der AAhihrheit nahekommen. In allen drei Kulturen ist das Verhältnis zwischen Zellvolumen und Chromosomenvolumen am Schluß der von mir beobachteten Ent- Verhältnisse der Volumina der Zellgröße, Kerngröße und Chromosomengrößen der drei Kulturen unter sich. Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 107 108 Rli. Erdniann wicklilug das Gleiche. In den berechneten Zellenarten tindet sich das Chromatin im Pluteusstadium in einejr siebzehnmal größeren Masse im Vergleich zu der zu ihm gehörigen Protoplasmamenge. Eine so übereinstimmende Vermehrung des Chromatins im Vergleich zum Protoplasma, die bei den geschilderten Versuchen trotz der ver- schieden langen Entwicklungszeit, trotz der verschieden häu- figen Zellteilung, trotz der absolut ungleichen Zell- und Chro- matinmenge festzustellen ist, gestattet diesen Schluß: Es bestehen Wechselbeziehungen zwischen Chromosomenmasse und Plasma- masse. Das phosphorhaltige Protein (Kossel, 1891, S. 181), das sich im Protoplasma befindet, ist in seiner Masse vor Anfang der Entwick- lung durch die Eigröße bestimmt. Es wird sich nun in jedem Or- ganismus in eine festbleibende Menge Nuclein umwandeln können, die in einem Organismus, der keine Nahrung aufuimmt, einmal auf- gebraucht sein muß. Deshalb ist auch die von mir festgestellte Größen- abnahme der einzelnen Chromosomen im Verlauf der Entwicklung logisch erklärt. Die Herbeischaifung des neugebildeten Chromatins ebensowohl als die Umbildung, muß, je weiter die Eidiflerenzierung fortschreitet, schwieriger werden. Es wäre sehr interessant zu be- obachten, ob mit beginnender Nahrungsaufnahme das Verhältnis zwischen Plasma und Chromatin ein konstantes bleibt, was ja wahr- scheinlich ist. Doch zurück zu der aufgestellten Tabelle. Es hat bei allen drei Kulturen, wie gesagt, bis zum II. Blastulastadium eine Chromatin- vermehrung in der einzelnen Zelle im Vergleich zum Protoplasma stattgefunden. Von hier ab findet sich eine kleine Verschiebung zu ungunsten des Chromatins. Entweder muß hier eine Wasseraufnahme wieder zellvergrößernd wirken oder es müssen ganz neue Bedingungen eingetreten sein. Sollte schon Nahrung aufgenommen werden? Der Munddurchbruch erfolgt schon zur Zeit der prismatischen Gastrula (Schmidt, 1904, S. 326), genau also auf der von mir als II. Gastrula- tionsstadium bezeichneten Entwicklungsstufe. Ferner findet zu dieser Zeit eine bedeutende Größenzunahme der Larve statt, wie Schmidt (S. 329) für Eclihius nticrohiberciilatus beweist, da auf diesem Stadium die allmähliche Umwandlung in den Pluteus beginnt, so kann diese Verschiebung zu ungunsten des Chromatins und die Wasseraufnahme bei passivem Wachstum wenigstens in einen zeitlichen Zusammen- hang gebracht werden. In sämtlichen Kulturen zeigt die Proportion Zellvolumen zu Kern- yolumen eine Abnahme, die ja selbstverständlich ist, weil die Zellen Experimentelle Untersuehung der Massenverliältnisse von Plasma usw. 109 durch jeden Teilschritt verkleinert vrerden. Aber diese Abnahme ist keine gleichmäßige. Wir würden erwartet haben, daß nach der herrschenden Annahme die Zelle sich annähernd bei jedem Teilschritt halbiert, der Kern aber auf seine vor der Teilung erreiehte Größe heranwächst. Demnach müßte sich eine Abnahme in dem Verhält- nis Plasmavolumen zu Kernvolumen bei jedem Teilschritt wie von 2 auf 1 ergeben. Aber diese Abnahme findet nie in diesem Ver- hältnis statt, selbst nicht, wenn ich Stadien vergleiehe, die mehr als einen Teilschritt auseinanderliegen. Die Kerne werden an sich immer kleiner absolut genommen und zwar je nach den verschie- denen Kulturen verschieden stark. Marcus hat schon darauf hin- gewiesen. Die Kältekultur erreicht ihr Maximum an Kerngröße, ihr Mini- mum an Zellgröße im zweiten Blastulastadium, von dort verkleinert sich der Kern wieder. Dasselbe zeigt die Zimmerkultur, die aber nicht auf ein so großes Maximum au Kerngröße heraufgeht. Das stimmt natürlieh mit der zitierten Anschauung von Marcus, der eine Verschiebung der Kernplasmarelation zu ungunsten des Plasmas in der Kälte nachgewiesen hatte. Auch im Verhältnis von Zellvolumeu zu Kernvolumen hat gerade auf dem II. Blastulastadium die Kern- größe ihr Maximum erreicht, wenn wir die Normalkultur anseheu. Nur das Pluteusstadium zeigt noch kleinere Werte. Die Wärmekul- tur erreicht ihr Minimum an Zellgröße erst im Pluteusstadium, wenn wir Zellgröße mit Kerngröße vergleichen. Doch zeigt schon die Wärmekultur vom 1. Blastulastadium an sehr kleine Kerne, die fast nur aus Chromatin zu bestehen scheinen. In der Wärme wird die Kernplasmarelation zu ungunsten des Kerns verschoben. Es ist nicht leicht, durch Worte allein bei dem Vergleieh so vieler Verhältuiszahlen Ähnlichkeiten des Eutwicklungsverlaufes zu zeigen, weil mehr als ein Vergleichsmoment beachtet werden muß. Drei Kurven, die für jede der drei Kulturen gezeichnet sind, orien- tieren schneller. Für jede Kultur ist gesondert die Kern-, Chromatiu- und Plasmamasse als eine Variable angesehen, die durch die Ent- wicklungszeit bestimmt wird. Für die ausgezogene Kurve ist die Plasmamenge die Ordinate, die Entwicklungszeit die Abszisse, für die punktierte Kurve die Kerumasse und für die gestrichelte und punk- tierte die Chromatinmasse die Ordinate. Die Abszissen sind auch hier wieder die Entwicklungszeiten. So ist es möglich, durch einen Blick sich zu überzeugen, wie sich Plasma, Kern oder Chromatin zueinander in gleichen Zeiten in allen drei Kulturen verhalten. 110 Rh. Erdmann Aus zeiclmerisclien Gründen mußten sämtliche Volumina auf Radien umgerechnet und als solche abgetragen werden. Eine direkte Abtragung der Volumina ist unmöglich wegen der Größe der Zell- volumina. Sämtliche Volumina sind als Kugeln gedacht. Benutzt wurden die Zahlen auf S. 88, 89. Die drei Kurven laufen nicht parallel in allen drei Kulturen nebeneinander her. Die Blasmakurven fallen am schnellsten und steil- sten ab. Im weiteren Verlauf der Entwicklung aber wird die Steilheit Fig. 1. Zellradius Kernradius Chromosomenradius — • — • — - Abszisse: x— 1 mm = 10 Minuten Ordinate y = 1 mm = 0,2 ,u^ 1. W .ärmeknltur. Beziehungen der Zell-, Kern- und Chromosomenvolumina zur Entwicklungszeit. gemildert, die Aufteilung des Eis in Zellen geschieht langsamer. Es zeigt sich, daß die Plasmakurven denselben regelmäßigen Abstieg in allen drei Kulturen haben wie die Kurven, die uns die Werte der Chromatinvolumina angeben. Auch hier eiu steiler Abstieg am An- fang; darauf erfolgt eine gleichmäßigere Abnahme der Ordinaten- werte. Dagegen zeigt uns die Kurve, die uns die Volumina des Kerns zu verschiedenen Entwicklungszeiten angibt, die auffallendsten Schwankungen, die aber besonders in der Wärme- und Zimmerkultur hervortreten. Maxima oder Minima der Kerukurve zeigen au, daß, abgesehen von dem allmählichen Abuehmen der Kernplasmaspaunung I Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. Hl noch eine zweite Veränderung in dem Kernplasmaverhältnis vor sich geht. Die erste Tatsache, daß die Kernplasmarelation im Laufe der Entwicklung geändert wird und zwar in der Kälte zu ungunsten des Plasmas, zeigen die Kurven dadurch au, daß gleiche Zwischenräume zwischen den Endpunkten der Ordinaten für Kern- und Plasmagröße in der Wärme- und Kältekultur liegen trotz der kleineren Eudwerte der Wärmekurven. Die zweite von mir zuerst behauptete Tatsache, daß die Kernplasmarelatiou außer durch die Teilung des Eis durch Fig. 2. Abszisse: x = 1 nun = 10 Minuten OrJinate y = 1 mm = 0,2 II. Xormalkultur. Bezielinngen der Zell-, Kern- und Chromosomenvolumina zur Entwicklungszeit. noch unbekannte Faktoren eine Schwankung zweiter Ordnung er- leidet, zeigen die Kernkurveu in ihren unregelmäßigen Verläufen. Sie nehmen Zickzackform an. Dies zeigt noch einmal klar, daß Vorsicht geboten ist, wenn mau Schlüsse von Kern- auf Zellvolumeii oder auf Chromosomenvolumeu macht. Doch der Ausgangspunkt meiner Betrachtungen, die zeigen sollten, daß sich gemeinsame Züge in den Volumenverhältnissen aller drei Kulturen finden, hat sieh verwischt. Ich fasse als gemeinsame Züge in der Entwicklung der drei Kulturen auf, daß die Schwankungen zweiter Ordnung in der Kernplasmarelatiou, wie ich sie genannt 112 Rh. Erdiuann habe, au bestimmten, bei allen Kulturen gleichen Entwickluugs- stadien erfolgen. Diese Stadien sind durch einen gemeinsamen Zug gekennzeichnet, dies dient nicht zu ihrer kausalen Erklärung, sondern gibt nur an, wann sie entstehen. Jedesmal, wenn eine Yolumänderuug des Keims eiutritt, sei sie positiv oder negativ, deutet eine Veränderung in der Kernplasma- relation, also die Schwankungen zweiter Ordnung, dies an. Die Veränderungen schlagen nach der einen oder anderen Seite aus. Nach Schmidt ist bei Eehinus microtuhercidatus, und ich kann dies für Strongylocenb'otus nur bestätigen, vor der Bildung des primären Mesenchyms eine schwache Größenzunahme des Keims bemerkbar. Dagegen findet sich bei dem Gastrulationsstadium eine Abnahme von etwa ein Fünftel der vorigen Größe (S. 314). Also gerade dann, wenn ümorduungen in dem sich entwickelnden Organismus stattfinden, zeigt die Kernplasmarelation, abgesehen von den Teilungsschwankun- gen, Schwankungen zweiter Ordnung, es findet stets eine Verschiebung zu uugunsteu des Kerns statt. Da nach Schmidt die Häufigkeit der Kernteilungen nicht mit der Organbildung im Zusammenhang steht, so wird Wasserauf- oder -abnahme, vielleicht auch Wassereutstehuug oder Zersetzung mit der Organbilduug verbunden sein. Nachdem ich die Beziehungen der Zellgrößen zu einander in allen drei Kulturen verglichen und daran die Besprechung der Ver- änderungen in der Abhängigkeit von Zellgröße und Chromosomen- größe geknüpft habe, bleibt mir noch übrig, die Verhältnisse zwischen Kerngrößen und Chromosomengrößeu auf ihre Ähnlichkeit zu unter- suchen. Ich kann mich kurz fassen. Bis zum II. Gastrulationsstadium werden in allen Stadien die Kerne absolut genommen chromatiureicher. Dies findet sich bei allen drei Kulturen wieder, wenn man den Cbromatinbestaud des Kerns am Autang der Entwicklung und im IT. Gastrulastadium vergleicht, nur daß dieser Cbromatinbestaud, relativ genommen, geringer in den Kältekernen ist. Vom IT. Gastrulastadium an findet eine Verschiebung zu un- gunsten des Chromatius statt, genau wie bei dem Zell- und Chromo- somenvolumeuverhältnis auf denselben Stadien. Auch hier mache ich wie dort das passive Wachstum dafür verantwortlich. e. Verhältnisse der Volumina zur Entwicklungszeit. Zum Schluß noch dieser letzte Vergleich. Wie wichtig die Zeit- dauer des Eutwicklungsablaufes ist, wie sehr sie stets als Anzeichen Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 113 der beschleunigten oder verlangsamten Keaktionsgeschwindigkeit des Chemismus der Zelle beachtet werden muß, z. B. für die Synthese des Chromatins aus gewissen Protoplasmateilen, zeigen die Literatur- angaben deutlich. 0. Hertwig ^1898) weist unter den Zoologen zu- erst darauf hin, der Botaniker Clausen spricht 1890 in seinen Unter- suchungen an Lupinen, Weizenkeimlingen denselben Gedanken aus. Erst 1906, abgesehen von einigen Betrachtungen Driesch’s (1898), nimmt Peter den Gedanken wieder auf und gibt ihm eine mathe- matische Form, die zeigt, daß der Chemismus des Seeigeleis den Gesetzen der Reaktionsgeschwindigkeit unterworfen ist. Die auf Seite 110, 111 besprochenen Kurven haben schon dazu gedient, die Veränderungen an den Verhältnissen zwischen Plasma, Chromosomen- oder Kernvolumina zu zeigen. Sie werden hier noch einmal herangezogen, um folgendes zu betonen. Die Kurve, die das Verhältnis der Abnahme der Chromatiuvolumina in der Entwicklungs- zeit zeigt, hat Ähnlichkeit mit der Kurve, die das Verhältnis der Zell- volumina in derselben Entwicklungszeit dargestellt. Das findet sich bei allen drei Kulturen. Es zeigt, wie eng der Zusammenhang zwischen den Veränderungen sein muß, die im Plasma- und Chro- matinbestand der Zelle vor sich gehen. Eindeutiger werden noch diese Beziehirngen , wenn wir die auf Seite 114 dargestellten Kurven betrachten. Diese Kurven sind eine graphische Darstellung der hier abgedruckten Tabelle. Beziehungen zwischen dem Chromosomvolumen und der zwischen den einzelnen Teilungen verstrichenen Zeit. Stadium Chromo- somen- voluraen Zeit in Minuten Chromo- somen- volumen Zeit in Minuten Chromo- somen- volumen Zeit in Minuten Kälte 10" C Noriud,! 16-17" C Wärme 20" G 2 19,17 140 19,17 100 18,50 100 4 10,83 50 10,34 40 8.932 40 8 8.32 65 7,906 50 6,323 30 16 7,24 95 .5,147 74 5,007 50 .32 5,46 164 4,46 109 2,53 110 64-132 4,51 580 3,458 115 1,85 100 Bl. I 3,58 1060 2,406 152 1,22 110 Bl. 11 2,76 1120 2,083 230 1,06 220 G. I 1,92 1900 1,459 350 0,92 390 G. II 1.003 2210 0,500 550 0,3345 410 Plutei 0,410 1230 0,2042 795 0,1382 700 Archiv f. Zellforschang. II. 8 112 Kh. Erdiuann habe, an bestimmten, bei allen Kulturen gleichen Entwicklungs- Stadien erfolgen. Diese Stadien sind durch einen gemeinsamen Zug gekennzeichnet, dies dient nicht zu ihrer kausalen Erklärung, sondern gibt nur au, wann sie entstehen. Jedesmal, wenn eine Yolumändernug des Keims eiutritt, sei sie positiv oder negativ, deutet eine Veränderung in der Kernplasma- relatiou, also die Schwankungen zweiter Ordnung, dies au. Die Veränderungen schlagen nach der einen oder anderen Seite ans. Nach Schmidt ist bei Echinus microtuhercidatus, und ich kann dies für Stro)igiflocentrotus nur bestätigen, vor der Bildung des primären Meseuchyms eine schwache Größenzuuahme des Keims bemerkbar. Dagegen findet sich bei dem Gastrulationsstadium eine Abnahme von etwa ein Fünftel der vorigen Größe (S. 314). Also gerade dann, wenn Umorduungen in dem sich entwickelnden Organismus stattfinden, zeigt die Kernplasmarelation, abgesehen von den Teilungsschwankun- gen, Schwankungen zweiter Ordnung, es findet stets eine Verschiebung zu ungunsten des Kerns statt. Da nach Schmidt die Häufigkeit der Kernteilungen nicht mit der Organbildung im Zusammenhang steht, so wird Wasserauf- oder -abuahme, vielleicht auch Wassereutstehung oder Zersetzung mit der Organbilduug verbunden sein. Nachdem ich die Beziehungen der Zellgrößeu zu einander in allen drei Kulturen verglichen und daran die Besprechung der Ver- änderungen in der Abhängigkeit von Zellgröße und Chromosomen- größe geknüpft habe, bleibt mir noch übrig, die Verhältnisse zwischen Kerngrößeu und Chromosomengrößen auf ihre Ähnlichkeit zu unter- suchen. Ich kann mich kurz fassen. Bis zum II. Gastrulationsstadium werden in allen Stadien die Kerne absolut genommen chromatiureicher. Dies findet sich bei allen drei Kulturen wieder, wenn man den Chroniatiubestand des Kerns am Anfang der Entwicklung und im 11. Gastrulastadium vergleicht, nur daß dieser Chromatiubestand, relativ genommen, geringer in den Kültekernen ist. Vom II. Gastrulastadium an findet eine Verschiebung zu nn- gunsten des Chromatins statt, genau wie bei dem Zell- und Chromo- sonienvolumenverhältnis auf denselben Stadien. Auch hier mache ich wie dort das passive Wachstum dafür verantwortlich. e. Verhältnisse der Volumina zur Entwicklungszeit. Zum Schluß noch dieser letzte Vergleich. Wie wichtig die Zeit- dauer des Entwicklungsablaufes ist, wie sehr sie stets als Anzeichen Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 1 13 der beschleunigten oder verlangsamten Eeaktionsgeschwindigkeit des Chemismus der Zelle beachtet werden muß, z. B. für die Synthese des Chromatins aus gewissen Protoplasmateilen, zeigen die Literatur- angaben deutlich. 0. Hertwig ^1898) weist unter den Zoologen zu- erst darauf hin, der Botaniker Clausex spricht 1890 in seinen Unter- suchungen an Lupinen, Weizenkeimlingen denselben Gedanken aus. Erst 1906, abgesehen von einigen Betrachtungen Driesch’s (1898), nimmt Peter den Gedanken wieder auf und gibt ihm eine mathe- matische Form, die zeigt, daß der Chemismus des Seeigeleis den Gesetzen der Eeaktionsgeschwindigkeit unterworfen ist. Die auf Seite 110, 111 besprochenen Kurven haben schon dazu gedient, die Veränderungen an den Verhältnissen zwischen Plasma, Chromosomen- oder Kernvolumina zu zeigen. Sie werden hier noch einmal herangezogen, um folgendes zu betonen. Die Kurve, die das Verhältnis der Abnahme der Chromatinvolumina in der Entwicklungs- zeit zeigt, hat Ähnlichkeit mit der Kurve, die das Verhältnis der Zell- volumina in derselben Entwicklungszeit dargestellt. Das findet sich bei allen drei Kulturen. Es zeigt, wie eng der Zusammenhang zwischen den Veränderungen sein muß, die im Plasma- und Chro- matinbestand der Zelle vor sich gehen. Eindeutiger werden noch diese Beziehiingeu, wenn wir die auf Seite 114 dargestellten Kurven betrachten. Diese Kurven sind eine graphische Darstellung der hier abgedruckten Tabelle. Beziehungen zwischen dem Chromosomvolumen und der zwischen den einzelnen Teilungen verstrichenen Zeit. Stadium Chromo- somen- volumen Zeit in Minuten Ckromo- somen- volumen Zeit in Minuten Chromo- i^omen- ! Volumen Zeit in Minuten Kälte 10" C Normal 16— 17"C Wärme 20” C 2 19,17 140 19,17 100 18,50 100 4 10,83 50 10,34 40 8.932 40 8 8.32 n5 7,906 50 6,323 30 16 7,24 95 .5,147 74 5,007 50 32 5.46 164 4.46 109 2.53 110 64-132 4.51 580 3.458 115 1,85 100 Bl. I 3,58 1060 2,406 152 1,22 110 Bl. II 2.76 1120 2,083 230 1,06 220 G. I 1,92 1900 1,459 350 0.92 390 G. II 1.003 2210 0,500 550 0,3345 410 Plutei 0,410 1230 0,2042 795 0,1382 700 Archiv f. Zellforschang. II. 8 114 Eh. Erdmann la ihr siud noch einmal die Chromosomenvolumina der einzelnen Stadien und die zwischen den Stadien verstrichene Zeit für alle drei Kulturen gesondert dargestellt. Die aus vorgedruckter Tabelle gewonnenen Kurven zeigen also, wie sich das Volum des einzelnen Chromosoms in der Zeit verändert, die zwischen den einzelnen von mir gewählten Stadien liegt. Die Zeitwerte siud als Abszissen, die Yolumwerte als Ordinaten aufgefaßt. Meine Messungen hatten nun gezeigt, daß von einer Teilung zur andern kein Anwachsen des Chromosoms auf seine alte Größe statt- tiudet. Natürlich kann daun die Zellteilung nicht dadurch ausgelöst werden, daß das Chromatiu sich auf seine doppelte Menge zwischen zwei Teilungen vermehrt hat. Boveri legt in seiner 1905 erschienenen Arbeit keinen großen Wert mehr auf das Anwachsen und Nichtan- wachsen der einzelnen Chromosomen auf ihre alte Größe. »Ob diese Feststellung speziell für den jungen Echiuidenkeim streng gilt, ist hier nicht zu entscheiden, im übrigen aber für unsere Betrachtungen gleichgültig« (S. 38). Ich dagegen kann die Tatsache des Anwachsens oder Nichtanwachseus des Chromatins zwischen zwei Teilungen nicht genug betonen; denn es fällt damit Boveris Annahme, daß eine Zelle sich teilt, wenn sie ihr früheres Maß an Chromatin erreicht hat. Die Zelle erreicht das anfängliche Volum ihrer einzelnen Chromosome nie: vor der ersten Teilung ist im befruchteten Ei, also in einer Zelle, das größte Quantum au Chromatiu. Ein bestimmtes Verhältnis der Abnahme des Chromatins im Ver- laufe der Furchung zeigt sich nicht direkt. Ein solches muß aber da sein, da die Kurven (S. 114) eine ganz charakteristische Form haben. Die Beziehungen der Zeit zwischen den einzelnen Teilungen zu dem Volumen des einzelnen Chromosoms, die vorangehende Tabelle zeigt, lassen sich so aussprechen. Da alle drei für die verschiedenen Kulturen aufgestellten Kurven graphische Ähnlichkeit mit der loga- rithmischeu Kurve zeigen und einigen Werte des Ausdrucks y = e"' entsprechen, wenn y die Chromosomengröße, x die Zeit zwischen den einzelnen Teilungen bedeutet, so ist vielleicht die Chromosomen- größe proportional dem Logarithmus der zwischen den einzelnen Teilungen verstrichenen Zeit. Es ist für die Auffassung der Tat- sache, ob diese Gesetzmäßigkeit so streng existiert, ohne Bedeutung, da meine Werte nur Näherungswerte darstellen können. Jedenfalls ließe sich durch die Eigenschaft der Kurve die so auffallend lang- same Verkleinerung der Chromosomen in der späteren Entwicklungs- geschichte des Tiers erklären, da das logarithmische Verhältnis be- Beziehungen zwischen dem Volumen des Fig. 4. Abszisse x = Zeit 1 mm = 20 Minuten Ordinate y = Chromosomenvolumen 1 mm = 3 ic* I. Wärmeknltur. Archiv f. Zellforschung. Jl. li Chromosoms und der Entwicklungszeit. I Fig. 5. Ordinate y = Ciromosomenvolumen 1 mm = 3 II. Xorm alkulln r. = Chromosoraenvolumen 1 ram =3u3 1900 2230 Experimentelle Untersueluing der Massenverhältuisse von Plasma usw. 115 diugt, daß bei einem späteren relativ großen Zeitzuwachs nur eine kleine, für uns kaum meßbare Abnahme des Cliromosomenvolums zu konstatieren ist. Doch ist der Wert einer solchen, empirisch gewonnenen Kurve nicht zu hoch anzuschlageu, hei den meisten derartig gewonnenen Kurven findet sich diese Form. Die Kurve lehrt nur, daß ein dem verstrichenen Zeitmaß parallel großer Stofiumsatz, der zur Bildung des Chromatins führt, während der Furchung stattfinden muß. Die Chromatingröße ist bestimmt durch die Zeitdauer des Stoffumsatzes. Es scheint also ein äußeres Anzeichen gegeben zu sein, das den Teilungsmoment bestimmt. Eine bestimmte Größe der einzelnen Chromosomen, deren Zuwachs proportional der zwischen den einzelnen Teilungen verstrichenen Zeit ist, mag notwendig sein , um die Zell- teilung auszulösen. Nach R. Hertwig (1908) wird die Zellteilung ausgeführt, wenn durch ein bestimmtes Maß chemischer Umsetzung gleichsam eine bestimmte Reizschwelle erreicht ist. Diese Reizschwelle ist durch die Chromosomeugröße bestimmt. Da wir gesehen haben, daß die Umsetzung in Chromatin nach jeder Teilung langsamer zu verlaufen scheint, also der Zwischenraum zwischen den einzelnen Teilungen größer wird, so fragt es sich, welche einzelnen Phasen des Teilungs- vorganges an dieser Verlangsamung besonders beteiligt sind. Folgende am lebenden Objekte gewonnene Tabelle (S. 116) zeigt für das 2, 4, 8, 16, 32, 64 Zellenstadinm, wie sich die einzelnen Phasen des Zellteilungsvorgangs im Laufe der Entwicklung verschieben. Die erste Phase, die auf der Tabelle als vierte bezeichnet ist, erstreckt sich von der fertigen Zellteilung bis zur Bildung des Mo- nasters. Sie zeigt deutlich, daß hier, wo die Ausbildung der Chro- mosomen stattfindet, von jeder Teilung an, mit Ausnahme der ersten, ein größerer Zeitraum verstreicht. Daß in dieser Phase die ehemische Arbeit geleistet wird, die sich dann in physikalische umsetzt, ist un- bezweifelbar. Ihr Endausdruck ist die Chromosomenbildung und die Aufreihung in die Kernspindel. Also diese Phase trägt zur Verlang- samung der Teilung am meisten bei. Die zweite und dritte Phase, die sich von der Monasterbildung bis zum Amphiaster, von hier aus bis zur sogenannten Hantelfigur erstrecken, erleidet geringere Verschiebungen, in ihnen findet die Umordnung der Chromosomen und die Umbildung zu Kernbläschen statt. Dagegen wird die vierte Phase, die der eigentlichen Zelldurchschnürung mit jedem Teil- schritte kleiner. Da aber nun mit der bei jedem Teilschritt absolut 8* 116 Rh. Erdmann 1. Beobachtung. Zimmertemperatur. Zellst. Monasler* Amphiaster Amphiaster- Hantel Hantel- Zellteilungsende Zellteilungsende- Monaster Dauer jeder ein- zelnen Teilung 2 25 Minuten 45 Minuten 20 Minuten 10 Minuten 100 Minuten 4 20 10 5 » 5 * 40 > 8 15 » 15 > 5 » 15 > 50 > 16 15 > 20 3,4 » 35 » 74 > 32 20 > 30 4,3 . 55 > 107 » 64 22 » 30 3 » 60 » 115 » II. Beobachtung. Zimmertemperatur. Zellst. llonaster- Amphiaster Amphiaster- Hantel Hantel- Zellteilnogsende Zellteilungsende- ]^onaster Dauer jeder ein- zelnen Teilung 2 18 Minuten 42 Minuten 18 Minuten 111 Minuten 99 Jlinuten 4 16 10 4 > 6 36 8 17 14 5 > 20 56 16 15 » 18 4 35 » 72 > 32 24 25 » 4 > 54 » 107 » kleiner werdenden Kernkugel ihr Krümmungsradius größer wird (Riiu.mulek, 1902. S. 241), so wächst die Oberflächenspannung pro- portional mit dem Krümmungsradius. Also muß bei jeder neuen Teilung mehr Kraft verbraucht werden, also mehr Zeit vergehen, bis die Kraft gesammelt ist. Die Häufigkeit der Teilungen leidet dadurch. Es wird nicht der zur einzelnen Zelldurchschnürnng gebrauchte Zeitraum länger, wie schon gesagt. Der Akt der Zelldurchschnürnng selbst erfolgt in je kürzerer Zeit, je kleiner die Zelle ist. Die längst bekannte Tatsache, warum man in späteren Stadien so wenig gerade in Durchschnürung befindliche Zellen trifft, läßt sich verstehen, da der Teilungsmoment schon bei dem 64. Zellenstadium drei Minuten dauert. Als Schlußstein meiner Ausführungen hätte ich gern exakt die Chromosomengröße aus dem Gewebe eines erwachsenen Tieres be- stimmt. In dem Darme eines Strongylocentrotus fand ich spärliche Mitosen, mit zusammengeklebten Chromosomen, die mir kleiner er- schienen als die mir aus dem Pluteusstadium bekannten. Doch exakte Maße konnte ich nicht gewinnen. Die Fortführung dieser Versuche und auch die Bestimmung der Chromosomengröße der Keifungstei- Experiiuentelle TIntersucliung der Masseuverhältnisse von Plasma usw. 117 langen behalte ich mir für eine spätere Arbeit vor, um so ein ein- heitliches Bild der Chromosomenplasmarelation für die Gesamtent- wicklung, soweit sie nachzuprüfen ist, zu gewinnen. Hervorheben muß ich noch die Sonderstellung, welche die zweite Teilung des Seeigeleis nach meinen Befunden einnimmt. Die Chro- mosomengröße ist ganz unverhältnismäßig gering, die Zeit, in welcher ihr Material gebildet wird, gleichwohl im Verhältnis auffallend lang. Nach einer Deutung meiner Tabelle, die K. Hertwig (Archiv für Zellforschung, Vol. I. Heft 1) in seinem auf dem Bostoner Kongreß 1907 gehaltenen Vortrage ausgesprochen hat, könnte hier eine Nach- wirkung des so interessanten Zustandes des reifen unbefruchteten Eis zu erblicken sein. Dieser Zustand kommt darin zum Ausdruck, daß die Eizelle, trotzdem sie ja durch ihre Eigenart besonders zu Teilungen befähigt ist, doch eine lange Frist in einem Lähmungszustand verharrt. Ich schließe mich ganz der Deutung Loebs (1905'i in betreff der Lähmungserscheinungen des reifen Eis an. Nach Loeb ist der Akt der Befruchtung lebensrettend. Das unbefruchtete Ei des Seesterns geht rasch zugrunde, während das befruchtete am Leben bleibt. Der Abbau der Moleküle im Plasma, die zu dem Aufbau des Chromatins dienen sollen, stößt bei den beiden ersten Furchungen auf Hemmungen, die noch von der Zeit vor der Befruchtung stammen. Die Synthese des Chromatins kann hier nicht so schnell vor sich gehen wie in den folgenden Teilungen, wo dieser Faktor überwunden ist. Auch steht diese Erscheinung in keinem Widerspruch mit dem Gesetz der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit. Es mag zwar ver- wundern, daß die Stofifwechselvorgänge, die sich zwischen Kern und Plasma abspielen, nicht zu allen Zeiten der Entwicklung gleich rasch verlaufen. Doch gehen in dem sich teilenden Seeigelei grob nach- weisbare stoffliche Veränderungen vor. Schmidt (1904, S. 300) be- tont die Tatsache, die jeder an Seeigeln arbeitende Forscher bestä- stätigen kann, daß die Aufnahme des Karmins bei verschiedenen Stadien durch die Beschaffenheit des Plasmas und des Kerns ver- schieden stark ist. Ein Hellerwerden des lebenden Keims bei der Entwicklung läßt sich auch dafür anführen. Diese Veränderungen im Aufbau der Moleküle während der Furchung erklären den verschieden schnellen Verlauf der Stoffwechsel- Vorgänge, denn Hamburger (1904, 1. Bd. S. 11) betont, »Anfangs- und Endgeschwindigkeiten der Osmose sind bei verschiedenen Stoffen verschieden.« So igt der scheinbare Widerspruch mit den Gesetzen der chemischen Reaktionsgeschwindigkeit gelöst. 118 Rh. Erdmanu IV. Zusammenfassung der gewonnenen Resultate. Ehe eine kritische Gegenüberstellung der Ergebnisse des spe- ziellen Teils dieser Arbeit mit den Ansichten anderer Autoren versucht werden soll, möchte ich sie zusammenfassen, um eine knappe Über- sicht Uber die gewonnenen Tatsachen zu erlangen. I. Im Verlaufe der Gesamtentwicklung vom Ei des Strongylo- centrotus lividiis bis zum Pluteus findet eine Chromatin Ver- mehrung des Keims statt. Aber die einzelnen Chromo- somen jeder Zelle werden von Teilung zu Teilung kleiner. Sie wachsen nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen auf ihr früheres Volumen an. II. Das Wachstum der einzelnen Chromosomen ist als eine Synthese des vorläufig nicht näher zu definierenden Begriffes »Chromatin« aus dem Protoplasma aufzufasseu. Die Stärke dieser Synthese wird durch die Reaktionsgeschwindigkeit des Entwicklungs- verlaufs bestimmt. III. Die Zellen der Kältetiere haben ein größeres Volumen als die der Wärmetiere. Doch scheinen die Zellen der zuerst betrach- teten Gruppe von Eutwicklungsstadien i2 Zellenstadium bis Bla- stula] in der Kältekultur absolute Größenzuuahme zu zeigen. Die zweite Gruppe von Entwicklungsstadien (Blastula, Gastrula, Pluteus) zeigen eine relative Zunahme des Volums der Kälte- zelle, da die Anzahl der Zellen bei den Wärmetieren größer ist als bei den Kältetieren. Für alle Stadien der zweiten Gruppe verhalten sich im Durchschnitt die Zellgrößeii der drei Kulturen annähernd wie 1(W) : 1,4(Z) : 2,8(K,. IV. Die Verhältnisse der Chromatinvolumina auf gleichen Stadien von der Blastula an in allen drei Kulturen sind ähnlichen Schwankungen unterworfen wie die der Zellvolumina. Ein Rückschluß von Zellvolumeu auf Chromosomenvolumen gleicher Stadien ist möglich. Die direkte Messung hat den schon von Boveri indirekt gefundenen Satz festgelegt: »Die Größe der Lar venzeilen ist eine Funktion der in ihnen enthaltenen Chromatinmengc.« V. In den Größenverhältnissen zwischen Kern und Plasma aller Kulturen auf verschiedenen Stadien der Entwicklung zeigen sich Veränderungen der Größenbeziehungen von Kern und Plasma. Eine Reihe von in jeder Kultur wiederkehreudeu Veränderungen Experimentelle Untersuchung der Massenverhältnisse von Plasma usw. 119 der Größenverhältnisse von Kern und Plasma ist auf den allmählichen Ausgleich der Kernplasmaspannung in den auf- einanderfolgenden Stadien zu schieben. Doch findet der Aus- gleich der Kernplasmaspannung nicht in unter sieh projjor- tionalen Verhältnissen statt bei den einzelnen Kulturen. Es besteht die Tatsache, daß die Kernplasmarelatiou sich in der Kälte zu unguusten des Plasmas verschiebt, doch das Maß dieser Verschiebung ist verschieden in den einzelnen Stadien. Klickschlüsse von Kernvolumen auf Zell- oder Chromosomeu- volumen sind nur bei Kenntnis des Funktionszustandes des Kerns und des Maßes der Veränderung, das die Kerngröße bei abgeänderten Kulturbedingungen erleidet, gestattet. Die Kernplasmarelation scheint Schwankungen zweiter Ord- nung, die sich auf funktionelle Veränderungen beziehen, zu er- leiden. (Blastula, Gastrula.) VI. Die im Pluteusstadium erreichte Chromatinplasmarelation wird durch Wasseraufnahme in allen drei Kulturen zu ungunsten des Chromatins verschoben. VII. Die Chromatinmenge des Embryos scheint annähernd auf gleichen morphologischen Entwicklungsstadien der drei Kulturen dieselbe zu sein (Blastula I, Blastula II). Die chemische Constitution des Embryos erscheint dadurch bestimmend für das Eintreten gewisser morphologischer Veränderungen. Vielleicht läßt sich hier eine Beziehung zu den SACHs’schen organbildendeu Sub- stanzen finden. V. Kernoberfläche, Zellzahl Zellgröße, Chromosomengröße in ihren gegenseitigen Beziehungen. Die Literatur, die sich mit ähnlichen Fragen beschäftigt, ist ver- hältnismäßig gering. Die Botaniker haben ihnen länger ihr Interesse zugewandt als die Zoologen. Erst durch die entwicklungsphysiolo- gische Richtung ist auch von diesen ihre Bedeutung erkannt, daher kann es nicht wundern, daß nur Teilgebiete dieser Fragen bearbeitet und sich vorläufig, da der zusammenfassende Gesichtspunkt, die Kern- plasmarelation, nicht überall als Klärer angewandt ist, weitgehende Differenzen in den Ansichten der Autoren zeigen. Diese lassen sich aber fast alle auf Spezialfälle zurückführen, und es ist nicht zu viel behauptet, wenn nach den Ergebnissen der MARCUs’schen und meinen Untersuchungen gesagt wird, daß die starren, für die Zellzahl aus- gesprochenen Gesetzmäßigkeiten Abänderungen erleiden können. 120 Rli. Erdmann Schwerwiegeud sind für eine Beurteilung meiner Resultate fol- gende beiden Tatsachen. 1. Die Chroinosomengrößen sind ebenso abhängig von Wärme und Kälte wie die Kern- und Zellgrößeu. 2. Die Chromosomen wachsen nicht zwischen den einzelnen Teilungen auf ihre frühere Größe heran. Durch die erste Erscheinung werden die Chromosomen ihrer Sonderstellung beraubt, sie sind nicht mehr, wie Boveiu will, in der Größe ihres Wachstums durch sich selbst bestimmt, sondern zeigen, was ja selbstverständlich ist, daß ihre Masse in Korrelation zu den wechselnden Zuständen der Zelle steht. Ihre Zahl ist nur das, was ihr 0. Hektwig (1894) und Fick (1905) zuschreihen, die beste taktische Anordnung, um den einschneidenden Akt der Kernteilung auszuführen. Kur in der Keruteilungsperiode nimmt das Chromatin die Gestalt des Chromosoms an, seinen anderen Funktionen kommt es im ruhenden Kern in wechselnder Form nach. Diese Funktionen sind so verschiedenartig von den einzelnen Autoren (Prowazek 1907, Loeb 1905) bestimmt, daß in der Auffassung der Aufgabe des Chromatins im Stoffwechsel der Zelle keine Einigung erzielt ist. Es ist nun nicht einzuseheu, warum die Arbeitsleistungen an die Zahl und nicht an die Masse gebunden sein sollen. Boveri (1905) hat gerade der Zahl der Chromosomen, deren Konstanz von Anhängern der sog. Individualitätshypothese als Stütze betrachtet wird, als einen wichtigen Faktor für die resultierende Kerngröße angesehen. Seine indirekt gefundene These lautet: Die Kernoberfläche ist proportional der Chromosomenzahl. Oft ist bei Besprechung seiner Behauptung statt Chromosomeuzahl Chromatiumenge gesetzt. Boveri konnte dies, da er das Chromosom als ein annähernd stabiles Gebilde während der Zellteilungen des Entwicklungsverlaufes betrachtete. Für ihn ist annähernd gleiche Zahl annähernd gleiche Masse, nach meinen Unter- suchungen ist das für die verschiedenen Stadien nicht der Fall. Ist Boveris Gesetz nun nur für die von ihm untersuchten Stadien gültig, Gastrula und Pluteus? Die Tabelle (S. 121) zeigt die Verhältnisse der Chromatinmenge zur Kernoberfläche, wie sie sich nach den von mir berechneten Werten gestalten. Das Chromatin volumen der einzelnen Zelle ist gleich eins gesetzt und die Größe der Kernoberfläche darauf bezogen. In der Kältekultur bietet sich ein ziemlich einheitliches Bild. Vom 64 Zellenstadium au haben die Kältekerue die größte Oberfläche im Vergleich zu ihrer Chromatinmeuge, wenn wir die anderen beiden Kulturen damit vergleichen. Wir finden hier z. B. bei der Blastula 1 Experimentelle Untersuchung der Massen Verhältnisse von Plasma usw. 121 Verhiiltuis von KernoberfUiche zu Chromosom volumeii. Kntwicklungsstadien Kälte Zimmer ’ Wärme 2 Zellenstadien 7,8:1 6,4: 1 7,4:1 4 4,6; 1 3,6:1 5,4:1 8 3,6: 1 3,6 : 1 3.8: 1 16 3,6: 1 4,0: 1 3,6: 1 .82 4,6: 1 4,4: 1 6,4: 1 64-128 5,0:1 3,4:1 3,1:1 Bl. 1 5,0 : 1 2,6: 1 2,0 : 1 Bl. II 5,2:1 1,8:1 1,8: 1 G. I , 3,6 : 1 2,2:1 2,0:1 G. II 4,6 ; 1 5,1 : 1 3,6:1 PI 6,8 : 1 6,0: 1 5,2:1 iiud II, daß die Oberfläche des Kältekerns sich zur Chromatiumeuge wie 5:1 verhält, dagegen in der Wärmekultur wie 2:1. Hier wechselt das Verhältnis von Kernoberfläcbe zu Chromatinmeuge auf gleichen Stadien bedeutend. Und doch ist bei diesen Fällen die Zahl der Chromosomen konstant. Nur die Chromatinmenge ist ver- schieden. Die Pluteuskerne aller drei Kulturen zeichnen sich durch be- sonders große Kernoberflächen aus. K Z W 6,8 : 1 6,0 : 1 5,2 : 1 Die Chromatinarmut dieser Kerne ist auffallend. Bedeutend ist die Vergrößerung der Kernoberflächen, im Verhältnis zur Chroniatiumenge des Kerns, wenn wir das erste und zweite Gastrulastadiuin aller Kulturen vergleichen. G. 1 : 3,6 : 1 (K) 2,2 : 1 (Z) 2,0 : 1 (W) G. II: 4,6:1 (K) 5,1 : 1 (Z) 5,2 : 1 (W) Dies zeigt deutlich, daß die einzelnen Entwicklungsstadien, da sich ihre Kernoberflächen in den verschiedenen Kulturen verschieden verhalten, veränderliche Bedürfnisse in Bezug auf Resorption und Oxydation haben müssen. Natürlich gilt dieser Schluß nur, wenn die Annahme richtig, daß der Kern das Oxydationszeutrum der Zelle und die Oberflächen der Kerne die Austauschstellen der oxydierten Stoffe sind. Auch zeigt eine einfache Überlegung, daß in dem sich 122 Rh. Erdmann entwickelnden Seeigelei die Chromosomenzahl nicht der bestimmende Faktor der Kerugröße sein kann. Es steht fest, daß die Kerne des Pluteus kleiner sind als die Kerne z. B. des 32 Zellenstadiums. Je kleiner eine Kugel, also hier die Kernkugel, je größer ihre relative Oberfläche. Da nun aber die Chromosomenzahl gleich bleibt, also auch, nach Boveui, annähernd ihr Volumen, so stellt sich hier, ein- fach mathematisch bewiesen ein Mißverhältnis zwischen Oberfläche und Zahl heraus. Oder sollte Boveei nur Spezialfälle herangezogen haben? In der normalen Entwicklung stimmt das Gesetz nicht, sondern nur, wie sein Autor sagt, bei Fällen von abnormer Chromosomen- zahl, bei denen die Chromosomen ihr typisches Volumen behalten sollen. Ist schon dies abweichende Verhalten des Verhältnisses von Kernoberfläche und Chromosomenzahl in der Normal entwich lung und in den von Boveei 1905 angeführten Spezialfällen überraschend, so fordert der am Anfänge meiner Arbeit zitierte Ausspruch, der die Chromatinvermehrung als eine Funktion des Chromatins selbst darstellt, noch mehr eine nähere Betrachtung heraus. In den vorangehenden Seiten habe ich gezeigt, daß die Verhält- nisse der Kern- und Chromosomenvolumina in den verschiedenen Entwicklungsstufen nicht konstant bleiben. Weiter ist wahrscheinlich gemacht, daß die Kerngröße sieh z^vischen zwei Teilungen verändert. Diese doppelten Schwankungen der Kerngröße, also daher auch der Keruoberflächen lassen den Metazoenkem als Ausgangspunkt für Vergleiche ungeeignet erscheinen. Sicherer ist es, die Chromosomen direkt zu messen, als nur die Kernradien. Aber nicht nur diese Betrachtung mag das Gesetz vom propor- tionalen Kernwachstum nicht als allgemeingültig erscheinen lassen. Es war gestützt auf die Erfahrungen, die Boveei durch die Bestim- mung der Zeilenzahl an Larven mit abnormer Chromosomenzahl ge- wonnen hatte. Die Methode der Kernzählung, die Boveei angewandt, hat einen Mangel. Schmidt 1904 , der die genaueste Entwicklungs- geschichte des Seeigels bis zum Pluteus geschrieben hat. sagt S. 519: >Die Methode der Kernzählung setzt stillschweigend voraus, daß zu den Kernen in den verschiedenen Keimbezirken die gleiche Proto- plasmamenge gehöre, dies ist sicherlich nicht der Fall.« Die Zell- größe läßt sich also nur annähernd durch die Methode der Kern- zählung bestimmen. Boveei sagt (1905. S. 74): »Die Größe der Larvenzellen ist eine Funktiuu der in ihnen enthaltenen Chromatiumenge und zwar ist das Experimentelle Untersuchung der Massenverbältnisse von Plasma usw. 123 Zellvolumen der Cbromosomerizabl direkt proportioual. * Nun habe icb gezeigt, daß der erste Teil dieses Leitsatzes mit meinen Resul- taten übereinstimmt. Doch erscheint mir der zweite Teil »das Zell- volumeu i.- der Zellzahlen 2 1 1 > der Durchmesserl). . . . IV2 2 2 » der Kernoberflächen. . . 1 2 2 2) der Plasmamasse am Aus- gang der Entwicklung . . 1/2 V2 1 Die amphikaryotiscbe Fragmentlarve und die amphi- karyotische Ganzlarve sollen trotz des ungleichen Plasmagehalts sich in ihren Kernoberflächen zu der der arrhenokaryotischen Frag- mentlarven wie 2 : 1 verhalten. Es muß also nach Boveri gleich sein, ob das Ei seine ganze oder halbe Plasmamasse zur Synthese des Chromatins besitzt. Nur weil gleich viel Chromosomen in beiden sind, nämlich die Normalzahl, deshalb soll hier die gleiche Kerngröße resultieren. Die Plasmamasse beim Ausgang der Entwicklung greift also nicht bestimmend ein, ein Resultat, das sich nur begreifen ließe, wenn die Chromatinmenge nur eine Funktion von sich selbst wäre. Und doch bezieht das Chromatin seinen Baustoft’ aus dem Plasma? Diese Betrachtungen führen ungezwungen auf eine weitere schon angedeutete Frage hin. In dem speziellen Teil dieser Arbeit war schon betont worden, daß das von Driesch aufgestellte Gesetz von der flxen Zellgröße nicht richtig ist. Sein Autor hatte es so formuliert. 1898, S. 829); »So kann dann wohl als bewiesen gelten, daß unter ungleichen Bedingungen, hei verschiedener Keimgröße, die Zeilen- zahl von Elementarorganen variabel, und zwar in Pro- portionalität zur Keimgröße variabel, die Zellgröße aber konstant ist.« M.^rcus und ich haben gezeigt, wie wichtig die Be- 1) Boveri S. 8. 2j Boveri S. 43. Experilueutelle Untersuchung’ der Massenverhältuisse von Plasma usw. 129 achtung des einschränkenden Zusatzes »unter gleichen Bedingungen« ist. Driesch hatte unter ungleichen Bedingungen nur verschiedene Keimgröße verstanden. Schwankungen in der Temperatur (Seeigelei), ergaben wechselnde Zellgrüße. Sie waren nach meinen Untersuchungen an dem normalen Echinidenkeim durch die Chromatinmenge bestimmt, die wiederum für die einzelne Zelle von der Entwicklungsgeschwin- digkeit gesetzmässig abhängig ist oder auch umgekehrt. Schon Boveri hat gezeigt, daß die fixe Größe keine konstitutionelle Eigenschaft der Organzellen sei, wenn man sich nur auf die Erfahrungen, auf welche Driesch sich allein gestützt hat, beruft. Boveri wendet mit Hecht ein, daß erst seine eigenen Experimente die zweite Alternative, den Satz von der fixen Anzahl von Teilungsschritten ausgeschlossen hätten. Morgaxs und Drieschs bekannte Versuche lehren nach Boveri (1905. S. 68) nichts anderes als »daß bei ganz verschiedener Ausgangsmenge an Protoplasma und somit bei ganz verschiedener Organgröße die Zellgröße die gleiche ist.« In diesem Satz ist ein wichtiges Moment nicht erwähnt. Er kann nur unter zwei Bedingungen gelten, die erste ist, daß die Chro- matinmeuge der einzelnen Zelle am Endpunkte der Entwicklung die gleiche in beiden entstehenden Organismen ist; dies ist nach meiner Meinung nur möglich, wie ich gezeigt habe, wenn das Verhältnis Plasma- und Chromatinmenge am Ausgangspunkt dasselbe war, was ja auch Boveri anuimmt. Die zweite Bedingung, daß auch die Gleichheit der äußeren Umstände, Temperatur zum Beispiel, bei Auf- stellung eines solchen Satzes betont werden müssen, haben Marcus und meine Versuche gezeigt. Sie lehren eindeutig, daß wenn zwei Eier sich in Bezug auf Protoplasma und Chromatin gleich verhalten, zwei Organismen entstehen können, die ungleiche Zellgrößen haben, deren Zellzahl aber verschieden ist. Da so weit ich beurteilen kann, hohe oder tiefe konstante Tem- peraturen bei den Versuchen von Driesch, Morgan und Boviri ausgeschlossen waren, so sind sie im weiteren Sinne als Spezialfälle zu betrachten. Sie gehören alle zu einer Gruppe von Versuchen, bei denen die Heaktionsgeschwindigkeit des Plasmas bei den Versuchs- objekten die gleiche war. Marchs’ Peters’ und meine Versuche sind in die Reihe von Versuchen eiuzureiheu, bei denen die Versuchsob- jekte sich bei ungleicher Reaktionsgeschwindigkeit des Plasmas ent- wickelten. Es wird sich bei diesem erweiterten Gesichtspunkt ergeben, daß nicht wie A.melang, Dihesch, Rahe, Sachs, Strasuuuger behaupten Archiv f. Zcllforschnng. II. 9 130 Eh. Erdraann die Zellzahl allein variabel ist und die Zellgröße konstant, sondern es werden sich weitere Fälle finden, bei denen Zellzahl und Zell- größe variabel sind (Marcus). Sowie sich die Aufmerksamkeit der Forscher mehr auf diese allgemein biologischen Fragen richtet werden sich für den zweiten Fall weitere Beispiele finden. Jedenfalls darf auf Grund der von R. Hertwig bei Protozoen gemachten Versuche die Forderung erhoben werden, daß Bedingungs- änderungen — seien es Temperatur- oder Konzentrationsschwan- kungen — bei Pflanzen und Tieren weiter versucht werden, um zu erfahren, ob die Zellgröße eine Funktion der Chromatinmenge, ob diese wieder von der Ausgangsmenge des Plasmas abhängt. Wie sich dann diese Chromat in menge auf die einzelnen Zellen verteilt, scheint sowohl von der Reaktionsgeschwindigkeit des Plasmas einer- seits als auch von der Größe der Ausgangsmenge an Chromatin an- drerseits abzuhängen. So wäre eine befriedigende Lösung der Probleme von der fixen Zellzahl oder Zellgröße erst zu erwarten, wenn die chemisch-physi- kalischen Gesetze, unter denen sich das Zelleben abspielt, bekannt sind. Nicht zu trennen ist von der Frage nach der fixen Zellzahl oder Zellgröße die Untersuchung, wann sind morphogene Elementarpro- zesse beendigt. Bei Morgax ist die bestimmende Größe die Zell- zahl, bei Driesch die Zellgröße, bei R. Hertwig die Kernplasina- relation. Die Zell zahl kann es nach Boveri und Marcus nicht sein, die Zellgröße kann nach Marcus und mir nicht verantwortlich gemacht werden. Es bleibt nur die Chromatinplasmarelation. Sie ist nach Hertwig, Boveri der bestimmende Faktor. Während Boveri dev Chromosomenzahl die Hauptrolle hei der Bestimmung der Kern- plasmarelation zuschreibt, glaube ich gezeigt zu haben, daß der Chromatinmenge die führende Stellung gebührt. Diese ist wieder- um von der Ausgaugsmenge an Plasma und der Reaktionsgeschwin- digkeit des Organismus abhängig. Mit einer bestimmten Chromatiumenge im Keim muß aber eine bestimmte chemische Zusammensetzung des Protoplasmas verbun- den sein. Dies müßte nun für alle Stadien, in denen morphogene Prozesse beendigt sind, festgestellt werden. Die Bestimmung der Chroraatinmenge der einzelnen Zelle und Zellzahl des ganzen Keims wären die Vorbedingungen hiezu. Versucht habe ich dies nur für die beiden von mir abgegrenzten Blastulastadien. Eine annähernde Experimentelle Untersuchung der Masseuverhältnisse von Plasma usw. 131 Übereinstimmung- der Chromatiumenge in diesen Stadien der Larven aller drei Kulturen führte mich zu der Annahme, daß ein morpho- gener Prozeß beendigt sei, wenn das Plasma durch den Abbau au Chromatin bildender Substanz eine bestimmte chemische Konstitution erreicht hat. Es würden sich also nach Driesch (1898, S. 453) »durch chemische Eflekte gekennzeichnete Vorgänge als innere phy- siologisehe Mittel der Outogeuesis darstelleu.« Oder einfaeher ausgedrückt, es wären nach Sachs organbildeude Stoffe vorhanden, die den Anfang oder das Ende morphogeuer Prozesse bedingten. Aber diese Auffassung führt vorläutig noch auf das Ge- biet der Hypothese, das ich nicht betreten will. Schlußbetrachtung. Meine experimentellen Untersuchungen wurden an dem Ei des Strongyloceutrofiis Uvidus gemacht, das seiner chemischen Zusammen- setzung nach unbekannt ist. Die Versuchsanordnuug wurde so gewählt, daß keine Änderung in den Mengenverhältnissen des Eis stattfaud. Eine Aufzuchtsbe- diugung wurde geändert und zwar nur so, daß sich der Form uaeh normale Plutei entwickeln konnten. Es ist bekannt, daß der normale Entwicklungsgang au das Ver- hältnis gebunden ist, welches zwischen dem osmotischen Druck inner- halb und außerhalb der Larven existiert. (Herhst, 1893.) AVir wissen durch Vax ’t Hoff, daß die Zunahme, welche der osmotische Druck mit steigender Temperatur erfährt, von der Natur des ge- lüsten Stoffes unabhängig ist oder daß der osmotisehe Druck mit steigender Temperatur in dem gleichen Verhältnis wie sie zunimmt. Wenn dies nach Herbst (1895) auch für die Gewebetlüssigkeit der Seeigel gültig ist, so nähme der osmotische Druck, also auch das Verhältnis der Druckdifferenzen innerhalb und außerhalb der Larven, in gleichem Maße zu. Also die Abänderung in den physikalischen Eutwickluugsbedinguugen war durch die Aufzucht der Seeigellarveu in den gewählten Temperaturen wieder ausgeglichen worden. Die Wasseraufnahme oder -Abgabe, die das passive Wachstum bestimmt, ist sich verhältnismäßig gleich geblieben, wir konnten normale Plutei erwarten. Und doch ist ein großer Unterschied vorhanden, wie lange be- kannt. Die Wärmekultur hatte das Pluteiisstadium in einer unver- hältnismäßig kürzeren Zeit erreicht als die Kältekultur. Die tierische 132 Rh. Erduiann Entwicklung hatte dieselbe Beschleunigung hei erhöhter Temperatur erfahren wie chemische Prozesse unter gleichen Umständen erleiden. Die beschleunigte Reaktionsgeschwindigkeit, deren innere Ursache nicht bekannt, hat aber für den entstehenden Organismus unseres Systems wichtige Folgen gehabt. Sie sind uns im Laufe dieser Be- trachtung entgegengetreten als langsames Teilungsvermögen der Kältetiere, die großzellig, großkernig und chromatinreich sind im Gegensatz zu dem beschleunigten Teilimgsvermögen der kleinzelligen, kleinkernigeu und chroraatinarmen Wärmelarven. Es muß also die Frage formuliert werden, wie kommt es, daß der Chemismus der Zelle sich in den Wärmekulturen schneller ah- spielt, Folgeerscheinungen entstehen iubezug auf die Zellhe- schatfenheit und doch das Endprodukt, der Pluteus, sich normal aus- gestaltet? Es gehen in dem sich entwickelndeu Seeigelei zwei unterscheid- bare Vorgangsreihen vor sich. Sie teilen sich in solche sekundärer Natur, die sichtbar als Gastrulation, Pluteusbildung vor sich gehen, und solche primärer Natur, die an die Aufbauelemente der Zelle ge- knüpft sind. Diese Prozesse, die eben die Lebenstätigkeit des Proto- plasmas bedingen, sind chemischer Natur und dem Gesetz der Reak- tionsgeschwindigkeit unterworfen. (IIöbek, S. 350, 1902.) Sie müssen sich auf die veränderte Temperatur einstellen und in dem sich ent- wickelnden Organismus einen der veränderten Temperatur angepaß- ten osmotischen Druck herstellen. Die hier durch die mehr oder minder rasche Zertrümmerung der komplexen Moleküle des im Ei aufgestapelten Nährmaterials gewonnene Erhöhung des osmotischen Drucks (HtiiiEU, S. 332, 1902) führt zu dem ungeheuren Wasserein- strom, der die von mir als sekundär bezeichneten Vorgänge begleitet. Leider liegt hier nur eine exakte Untersuchung von Ma^uenxe an PÜanzeu vor (97); für die tierische Entwicklung sind die Fragen noch nicht beantwortet. Ich glaube aber den Schluß auch auf sie aus- dehnen zu können, da die Volumenänderungen des Keims im Ent- wicklungsverlauf nur durch Wasseraufuahme erklärt werden können. Ist die Annahme Maquexnes richtig, trägt die Zertrümmerung der komplexen Äloleküle, deren Spaltungsprodukte den osmotischen Druck in die Höhe treiben, zu dem hei Embryonen auffallend häu- tigen passiven Wachstum hei, so ist hier eine kausale Bedingung zwischen beiden Vorgangsreihen gefunden. Es i.st also begreiflich, warum die Gastrulation früher bei den Wärmetieren erfolgt. Die chemischen Prozesse, deren äußerer Merk- Experimentelle Untersuchung der MasseiiYerhältnisse von Plasma usw. 133 steiu mir die im Organismus gebildete Cliromatinmenge ist, der eine bestimmte Plasmakonstitution entspricdit, verlaufen schneller, die zur Gastrulation notwendigen Druckdifferenzen können schneller erreicht werden. (Rhumbler, 1902.) Doch die Eizelle von Strongijlocentrotus Uvidus ist von mir nur einseitig bis jetzt beachtet worden. »Soweit die Prozesse im System von reagierenden Lösungen abhängen, kommen einerseits die chemi- schen Affinitäten, andrerseits die IMengenverhältnisse in Betracht,« sagt Jensen (1907). Ich habe das Hauptgewicht meiner Betrachtung auf die Massenverhältnisse der morphologischen Zellkomponenten ge- legt, es sind dies ja keine chemischen Einheiten, aber sie gaben doch bei der Besprechung ihrer Mengenbezeichnungen Erklärungsmöglich- keiten. Der zweite in Erwägung zu ziehende Faktor, um cytologisches Geschehen zu erklären, ist das mögliche Bestehen einer chemischen Affinität. Die Stimmen in der physiologischen Literatur mehren sich, die die uneingeschränkte Anwendbarkeit der Theorie der Lösungen auf lebeudes Gewebe bestreiten. (Friedental, 1900, Overton, 1902.) Beide schreiben, wie Jensen, dem Protoplasma besondere Affinität zu besonderen Stoffen zu. Der Ausgleich führt zu Imbibition und os- motischen Druckdifferenzen. Stellt man sich auf diesen Standpunkt, so läßt sich die Großkernigkeit der Kältetiere erklären. Nimmt man an, daß in der Kälte die Affinität des Protoplasmas für Sauerstoff besonders stark ist, so scheint folgende Erklärung einige Wahrschein- lichkeit zu haben. Berechtigt ist die vorangehende Annahme dadurch, daß Gase in der Kälte von allen Stoffen schwerer abgegeben werden. Exakt nachgewiesen ist dies nur bei protoplasma- tischen Substanzen für die Ganglienzellen der Kaltblütler. (Baeyei;, 1902.) Ist nun die Annahme erlaubt, daß in der Kälte die Abgabe von Gasen langsamer vor sich geht als in der Wärme, so ist die lang- samere Teilfähigkeit der Kältetiere erklärt. Die Oxydationsvorgänge, die in dem sich teilenden Ei vor sich gehen (Loeb, 1905) spielen sich langsamer ab, es kann also der Kältekern sich in diesem Zeitraum mit mehr Flüssigkeit aus dem Protoplasma imljibieren. Der entgegen- gesetzte Fall gilt für den Wärmekern. Werden also bei der Erklärung von physiologischen Vorgängen die Mengenbeziehungen, wenn auch zusammengesetzter Einheiten be- merkt und den Tatsachen experimentell nachgewiesener Affinitäten des Protoplasmas zu besonderen Stoffen Rechnung getragen, so werden 134 Eh. Erdinann sich manche Erscheinungen des Zellebens unserem Verständnis näher- bringen lassen. E. Hertwig (1908) spricht eine Reihe neuer Gedanken aus, die sich aus Mengenbeziehungen von Plasma, Kern und Chromatin er- geben. In dieser Arbeit ist gezeigt, daß die Chromosomenplasma- relation als Wegweiser dient, der eine Reihe von Vorgängen des Zell- lebens erklären kann. Zu diesen Erscheinungen gehören die Reifungsteilungen, die Bil- dung der Riesenzellen, die ungleiche Zellteilung, die schnell aufein- anderfolgenden Teilungen des Eis, zwischen denen keine Wachstums- periode liegt, die Verlangsamung in der Aufeinanderfolge der Zell- teilungen des Eis. Hier habe ich nur einige Fragen erwähnt, auf welche die Chromosomeuplasmarelation versucht, Antwort zu geben. Sie wird sich wahrscheinlich noch in Zukunft als wichtiges Erklärungsprinzip für weitere der Deutung schwer zugängliche Tatsachen des Zellebens erweisen. Denn sie ist, abgesehen von den unsicheren Veränderungen, die die einzelnen Zellbestandteile während des Zellebens in ihren Farbreaktionen erleiden, der einzige Faktor, der uns Uber die Ver- änderungen der Mengenbeziehungen von Kernmasse, Plasmamasse und Chromatinmasse Auskunft gibt. Diese Veränderungen sind aber für uns die augenblicklich einzig erkennbaren Zeichen der Stoffwechselvorgänge der Zelle. Solange werden sie dies bleiben, bis die Zellchemie und die Phasenlehre sich weiterentwickelt haben. Doch muß die Chromosomenplasmarelation stets nur als sicht- barer Ausdruck für uns augenblicklich unbekannte che- misehe Beziehungen aufgefaßt werden. Solange die Phasenlehre, deren Anhänger und Fortführer Roozeboom Bakhuis, (1901), ge- steht, daß sie selbst noch in den Anfängen, daß erst das Gebiet der anorganischen Verbindungen durch sie verständlicher wird, solange muß sich der Zellforscher bescheiden und warten, bis die Phasen- zahl seines im heterogenen Gleichgewichte befindlichen Systems, der Zelle, bekannt. Chromosomen werden dann wohl viel von den ge- heimnisvollen Eigenschaften, die ihnen zugeschrieheu sind, verlieren und nur als Zustandserscheiuungen einer Phase angesehen werden, was sie nach meiner Meinung auch sind. Experimentelle Untersuchung der Massenverhiiltnisse von Plasma usw. 135 Literatur. Amelang, E. {93;, Beziehungen zwischen dem Volumen der Zellen und dem Volumen der Pflanzenorgane. Dissert. Würzburg 1893. Baeyek, R. V. (02), Zur Kenntnis des Stofifwechsels in nervösen Centren. Pflügers Archiv f. d. ges. Physiologie. 1902. Boveri, Th. (03), Über die Konstitution der chromatischen Substanz. 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(Avec planche VIII.) Introduction. Le rat est loin de eonstituer im objet favorable pour Tetude de la Spermiogenese. Les centrioles sont eu effet cbez cette espece d’une petitesse excessive et leiir evohition est par coiisequent diöicile a suivre; la coiffe ceplialique et l’acrosome sont tres peu developpes; enfin le modo~de formation de la mancbette caiulale est ici bcau- coup moius net que chez le cobaye par exeinple. Si je me suis neanmoins decide ä entreprendre cette etude, c’etait d’abord dans le but de poursuivre levolution d’un element de la spermatide, le corps chromatoide, qui est particulicrement bien developpe chez le rat; ensnite et surtout parce que j’avais ä ma disposition un raatcriel de tont Premier cboix (v. plus bas], grace auquel je pouvais esperer faire des observations completes. Une teile etude n’est d’ailleurs l)as Sans interet, car depuis le remarquable travail de Meves sur le cobaye (99), la Spermiogenese des mamraiferes n’a ete etudiee que par trois auteurs: Sciioen'Peld (00), v. Molle (06i et Benda (06, 1), dont les observations contredisent celles de )Meve3 sur plusieurs points. Nous verrons que mes propres observations, comme celles de Niessixg (00, 02) concordent entierement avec celles de ce deruier auteur. Materiel ei Technique. L’etude de l’evolution des spermatides a ete faite aussi bien sur des frottis de testicule et de spermatozoides pris dans Tepidi-j 138 J. Duesberg dyme, que sur des coupes de la glaude genitale et de son conduit excreteur. Dans le prernier cas, j’ai fait nne partie de mes obser- vations sur le vivant, dans le liquide physiologique. Les spennato- zoides adultes ont egalement ete etudies apres avoir ete soumis ä la dessiccation ou fixes par Tacide osmique a 2^, parfois avec coloratiou ulterieure par le carmin alune ou riiematoxyline ferrique. J’ai fait aussi non sans succes quelques essais de maceration suivant les procedes indiques par Jexsen 87) et Ballowitz (03). Les testicules ont ete prepares de la facon que j’ai indiquee dans uu travail anterieur, et fixes aux liquides de Flemmixg, de Hermann, de Benda et au sublime acetique. Comme colorants, j’ai employe la safranine et surtout l’hematoxyline ferrique, laquelle m’a donne les meilleurs resultats apres les fixateurs osmiques. De petits fragments de testicule et d’epididyme ont aussi ete traites par la metbode au eblorure d’or de Ran^'ier (jus de citron, chlorure d’or a eau acidulee): cette metbode m'a permis de retrouver le fila- ment spiral du spermatozoide adulte avec la plus grande nettete. Mais encore une fois le materiel qui m’a rendu les plus grands Services est celui que j’ai deja employe pour l’etude des divisions des spermatocytes (Duesberg, 08 et que Monsieur le Professeur Meves a bien vouln laisser a ma disposition. Je remplis une agreable Obligation eu lui exprimant de nouveau tonte ma reconnaissance! Parmi ces preparations se trouvaieut non seulement celles au liquide de Flemming et a l’bematoxyline ferrique dont je me suis servi de preference pour mon prernier travail, mais encore une ex- cellente serie de preparations au sublime, colorees par le rouge bor- deaux et rhematoxyline ferrique. Les premieres, tres bonnes d’ail- leurs SOUS tous les rapports, convieunent particulierement bien pour Fetude des modifications de l’idiozome pendant la premike periode de la spermiogenke. Dans les secondes. oii I on observe une assez forte retraction des cellules, Fetude de ces modifications n’est pas possible, mais on est frappe par Fextreme nettete de la coloration des centrioles. Quelques-nnes de mes figures 6'”®, 8^’“ et 9^*®) ont ete executees d’aprk ces preparations; toutes les autres (sauf encore la fig. 31 d’aprk la serie au liquide de Flemming. Avant d’entreprendre Fexpose de mes resultats, je tiens a adresser tous mes remerciements a Monsieur le Professeur Swaen qui a bien voulu suivre de pres mes observations et m apporter son concours dans le travail ingrat de la redaction de ces notes. La Spermiogenese chez le rat. 139 Divisions de la Spermiogenese. La Spermiogenese a ete tlivisee par Meves (99) en 3 periodes. La premim’e s’etend jusqu’a l’apparition de la manchette caudale; la seconde comprend l’evolution de la spermatide depnis ce moment jusqu’ä la disparition de la raanehette; la troisieme enfin va depuis cette disparition jusqu’ä l’expulsion des spermatozoides dans la cavite du tube seminifere. On peut de plus distinguer une quatrieme pe- riode, dite de maturation des spermatozoides; pendant cette periode les spermatozoides subissent encore des inodifications, (lui dans cer- tains cas, comme chez l’Ascaris par exemple (Van Beneden et Julin, 84) ne se produisent que dans l’uterus de la femelle; ces inodifications sont chez le rat tres peu importantes. Comme le fait justement remarquer Meves, les modifications de la manchette caudale ne suffisent peut-etre pas pour justifier cette subdivision de la Spermiogenese, mais eiles coincident avec d’autres phenomenes tres importants qui pourront servir de base ä une subdivision dans les cas ou la manchette est peu developpee. D’une fagon generale, la manchette api)arait au moment ou le cen- triole proximal arrive en contact immediat avec le noyau; sa dis- parition precede de peu la migration de l’anneau derivant du cen- triole distal le long du filament caudal. Bien qu’il y ait chez le rat une legere exception en ce qui concerne la disposition des cen- trioles pendant la premiere periode (v. plus loin), il y a pourtant concordance süffisante avec ce qui se passe chez le cobaye et vrai- semblablement tous les mammiferes, pour que nous adoptions pour notre objet la Classification de Meves, Classification dont la valeur me parait absolument generale. Premiere Periode: Depuis la fin de la seconde division de maturation jusqu’ä l’apparition de la manchette caudale (figures 1 ä 8). La jeune spermatide est une petite cellule comprenant sept elements. Le corps protoplasmique est de forme polyedri(iue. Le noyau ä l’issue de la seconde division est petit, spherique, avec un reticulum chromatique serre et une membrane nucleaire tres nette. L’idiozome reapparait dans la spermatide de meme que le corps chromatoide: tous deux reprennent l’aspect qu’ils avaient dans les spermatocytes de second ordre. Les centrioles sont au 140 J. Duesberg nonibre de deux. Des mitocbondries’) sout dissemiuees dans le cytoplasme. Enfin, les produits de la seconde division de iiiaturation sont reunis par un sp iudelrest-köiper dont la direction oblique temoigne encore des mouvemeuts telokinetüiues du noyau. Nous avons a suivre rcvolutioii de tous ces elcments au couvs des modi- lications de la speniiatide, sauf celle du reste du fuseau, qui ue tarde i)as a disparaitre. Des le debut de la premitu-e periode (lig. 1), il est possible de reconuaitre a la spermatide deux pöles, deteniiines par la positiou des centrioles. Xous appelerous Tun de ces poles le pole distal, posterieur, ou ceutriolaire; il est occupe par les deux centrioles qui iudiquent des luaintenant l’endroit ou se developpera la queue du spermatozoide. Au debut de la Spermiogenese, l’idiozome et le corps cbromatoi'de sont generalement places au voisinage des centrioles 2). Le pole oppose est le pole anterieur, proximal ou antieentriolaire, correspondant a la tete du futur spermatozoide. Corps protoplasmique. La spermatide est, comme je l’ai deja dit, un element assez regulierement polyedrique. Elle s’aceroit notablement pendant toute la premiere periode de la Spermiogenese Sans d’abord cbanger de forme. Vers la tin de cette periode, le corps protoi)lasmique commence a s’allonger legcrement vers la lu- micre du tube semiuifere. Noyau. Lc noyau d’abord tres petit, augmente rapidement de volume. Par suite de cet accroissement, le reticulum ebromatique, d’abord tres serre devient beaucoup plus lache: sur uue charpente delicate de linine sout repaudues de tiues granulations ebromatiques, s’accumulant souveut aux uoeuds du reseau. Cette disposition rappelle fortement celle (jue l’on observe dans le noyau des spermatocytes de second ordre: eile n’est naturellement reconnaissable que dans la Zone moyeune (v. mon travail sur les divisions des spermatocytes du rat) des preparatious au liquide de Flemming, a laquelle est emprnntee la tigure 1. Daus la couche peripberique (v. la plupart des autres tigures) la structure nucleaire est masquee ])ar un precipite du a l’actiou de l’acide osmique. Le noyau de la spermatide a uue membrane assez epaisse et fortement coloree. 1) La connaissance exacte que j’ai maintenant du processus de la Spermio- genese me permet de preciser certains points relatifs ä revolution des mito- chondries: c’est pourquoi je me i)ermettrai d’y revenir briüvemeut dans ce travail. ?' Cp n’est pas le cas dans la cell ule representee figure 1, La Spermiogeuise chez le rat. 141 La forme du noyau est d’abord celle d’une spbere (fig. 1 a 4). Lorsque l’idiozome a gagne le pole anterieur de la spermatide et s’est applitpre contre la membraue niicleaire (v. plus loin), le noyau s’aplatit legerement ä ce niveau (fig. 5). Un peu plus tard, son pole posterieur s’allonge legerement vers les deux ceutrioles places imniediatement sous la membranc cellulaire: le noyau prend ainsi la forme d’uue poire ä grosse extreinite legerement tronquee (fig. 7). Le prolongement nucleaire s’etend jusqu’au voisinage du centriole ))roximal: celui-ci une fois atteint, le noyau retracte son prolonge- ment et emigre lentemeut vers le pole anterieur de la spermatide en entrainant avec lui tont l’appareil centriolaire. A la fin de la premiere periode de la Spermiogenese nous le trouvons au centre de la spermatide: son extreinite posterieure est encore legerement effilee ;fig. 8). A ce stade, la membrane nucleaire parait epaissie dans sa moitie anterieure: nous allons comprendre la valeur de cet epaississement en etudiant les modifications de l’Idiozome. Cet element reap- ])arait bientot dans les jeunes spermatides et atteint rapidement son volume definitif Son aspect varie avec les reactifs employes: dans les preparatious au liquide de Flemming il parait homogene (fig. 1) ; dans les preparations au sublime on jieut lui distinguer une coucbe corticale plus coloree et formee de granulations juxtaposees, et une coucbe medullaire plus ptlle. Bientöt, la structure de l’idiozome se modifie et ces modifi- cations sont particulierement bien visibles dans les preparations aux liquides osmiques. L’idiozome semble se vacuoliser: il y apparait un certain nombre de petits globules clairs, jusque quatre et davan- tage, (pii ne sont en realite pas des vacuoles, mais une dilferencia- tion de la substance de l’idiozome, comme la suite va le montrer. Chacune de ces petites spberes hyalines renferme une minuscule granulation fortement colorable (fig. 2 et 3). Dans la suite, tous ces elements conflueut et se confondent en un seul: l’idiozome ne renferme donc plus qu’une spbere volumineuse, contenant elle-meme un seul gros grain (fig. 4). Pendant ces modifications l’idiozome, (pii au debut de la Sper- miogenese, occupe generalement le pole posterieur de la spermatide, chemine lentement vers le pole anterieur. Au stade que nous venons de decrire, il occupe eoustamment ce pole et s’applique contre la membrane nucleaire qu’il deprime legerement (fig. 5). En meine temps, la spbere byaline a gague la iieripberie de l’idiozome 142 J. Duesberg et eutre par consequeut eu contact immediat avec le noyau. Elle s’aplatit contre celui-ci et le coiffe d’uue calotte qui, vue eu coupe, a la forme d’uu croissant. Le gros grain couteiiu dans le croissant, s’iucruste daus la membrane uucleaire (tig. 6). Ces deux elements intervienneut seuls dans la Constitution du perforatorium. La calotte s’eteud progressiveinent jusqu’ä euvelopper pres de la moitie du noyau; c’est le capuchon cephalique, la Kopf- kappe, qui devient eu meme temps tellement mince, qu’on ne peut plus la distinguer de la membrane uucleaire. Celle-ci, doublee du capuchon cephalique, parait epaissie dans toute la moitie auterieure du noyau et tout particulierement au pole anterieur, par suite de la preseuce du grain, de l’acrosome (Lexhossek), que nous avous vu s’y appliquer tout a l’heure en s'aplatissaut. L’existeuce de la calotte idiozomale est eucore reconnaissable a ce stade par Topacite plus graude du noyau daus sa moitie auterieure (tig. 8). Le bord superieur de cette calotte est egalement tres net. Ou observe uu leger epaississement au poiut de contact de ce bord avec la mem- brane uucleaire, mais il n’y a la qu’uue apparence, due a la vue eu projection du bord de la calotte. Le reste de l’idiozome, qui repreud sou aspect typique suivant le reactif employe (cf. fig. VII, VIII, IX, X et suiv. : liq. de Flem- mixg; VIII bis et IX bis: sublime:) glisse d’avant eu arriere sur la membrane uucleaire et gagne peu a peu le pole distal de la sper- matide. Xous l’y retrouverous, separe du noyau, au debut de la seconde periode. Le corps chromatoi'de presente daus la spermatide le meme aspect que daus les spermatocytes de secoud ordre: c’est uu corps irregulier, lobxxle et excessivement chromophile. Sa Situation daus la spermatide est au debut variable: a la lin de la premiere periode le corps chromatoide vieut se placer coustammeut au voisinage des ceutrioles et sa preseuce reud l’observatiou de ceux-ci particuliere- nient difticile. Ceutrioles. Xous avous laisse la spermatide, a la tin de la seconde division de maturatiou, {)ourvue de deux ceutrioles. Ces deux ceutrioles sout places immediatemeut sous la peripherie de la cellule et suivant une ligue (pii est perpendiculaire a celle-ci (tig. 1). Cette Situation ne se moditie que lors(iue l’idiozome a atteiut le pöle anterieur du noyau, mais coutrairement ä ce qui se passe chez le cobaye, ce ne sout pas les ceutrioles (pii gagiieut le noyau, mais le novau qui va chercher les ceutrioles i)ar rintermediaire du pro- La Spermiogenese chez le rat. 143 lougemeut nucleaire decrit plus baut (fig. 7). II cn resultc, que chez le rat les centrioles arrivent au voisinage du noyau avant la tiii de la premicre periode de la Spermiogenese. A ee stade, le centriole proximal s’est allonge dans une direc- tion perpendiculaire a celle du lilament caudal et a maintenant la forme d’un batonnet, forme qui n’est naturellement reconnaissable que si la coupe passe par le grand axe du batonnet (lig. VII bis, VIII et VIII bis). Du centriole distal, part des le debut de la Sper- miogenese (lig. II) un mince lilament, premiere ebaucbe de la queue du spermatozoide: ce lilament presente une portion intracellulaire naturellement tres courte tant ([ue les centrioles sont places s'i la Peripherie de la cellule, et une portion extracellulaire plus longue. La portion intracellulaire du lilameut caudal s’allonge notablement quand les centrioles sont eutraines par le noyau a l’iuterieur de la spermatide. Cbondriome. A la suite des divisions de maturation, cbaque spermatide a berite d’uue certaine quantite de mitocboudries irre- gulierement di8.seminees dans le protoplasme. Deuxieme Periode: Depuis Fapparition jusqu’a la disparitiou de la manc bette caudale (ligures 9 a 20). Meves cbez le cobaye considere eette seconde periode comme u’allaut que jusqu’au debut de la disparitiou de la maucbette. Cette distiuction dans le processus de disparitiou de cet element ue peut se faire cbez le rat, oü la maucbette disparait tres rapidement et saus laisser de residus comme chez le cobaye. De meine, la sub- divisioii de cette periode (pie Meves base sur l’aspect morpbologique de la maucbette, est inapplicable a notre objet, dans lequel, comme nous allons le voir, la maucbette apparait immediatemeut comme une membrane coutiuue. Des le debut de cette periode, le noyau de la spermatide preud la forme de crocbet caracteristlque de la tete du spermato- zoule adulte. Nous pouvons donc lui distiuguer maintenant non seulement une extremite anterieure et une extremite posterieure, mais encore une face concave que nous appelerons ventrale, une face convexe ou dorsale et deux faces laterales. Corps protoplasmique. Au debut de eette periode le corps lirotoplasmique eutoure encore completemeut le noyau (lig. 9). Celui- 144 J. Diiesberg ci ne tavde pas a prendre uue position cxcentrique et a faire saillie bors de la spennatide (fig. 10 et suiv.). La liuiite de la gaiue proto- l)lasmique se inarqne tres nettement sur le noyau et tont au debut de la seconde periode le partage eii deux parties sensiblement egales (tig. 10). Immediatement apres, le noyau se recouvbe: on constate alors aussi bien sur les vues de face (fig. 11) (pie sur les vues de profil, inais plus facileinent sur celles-ci (fig. 12 et suiv.), que la gaine protoplasmique s’etend beaucoup plus en avant du cöte ventral que du cöte dorsal. De ce cöte, le protoplasnie s’insere exacteinent au bord tout a fait posterieur du noyau; du cöte ventral au contraire, la gaiue protoplasmique arrive a peu de distance de l’extremite ante- rieure de la töte, exacteinent ä l’endroit oii celle-ci commeuce a se reeourber (fig. 12). La ligue d’insertion laterale, tres nette, court obliquemeut entre ces deux points eu decrivaut une legere courbe ouverte du eöte ventral. Eu ineme teinps, le corps protoplasmique s’allonge et a la fiii de la seconde periode atteiut jdus de deux fois la longueur qu’il avait au debut de celle-ci. L’examen compare de eellules vues de face et de profil montre qu’il forme au filament caudal uue gaine aplatie lateralemeut, comme la töte du spermatozoide. Cette gaine se terraine a son extremite posterieure par un renfiemeut eu forme de massue. Tandis que l’insertiou dorsale de la gaine protoplasmique sur la töte du spermatozoide ne varie pas, riusertion ventrale reinoute leuteiuent vers Fextremite posterieure de la töte, et la ligne d'iuser- tion laterale devient par eonseipieut moins oblique. Vers la fin de la seconde periode ajiiiarait une formation bizarre, qiii atteint son developpemeiit inaximum an debut de la troisieme: le bord auterieur de la gaine iirotoplasmique, qui n’est plus mainteuant qu’a uue tres courte distance de l’extremite posterieure de la töte, s’epaissit forte- ment du cöte ventral et forme uue Sorte de demi-auneau ou de fer a cbeval dans leijuel s’emboite la töte: e’est ee (jue m.''ntrent claire- nient la figure 20 et mieux encore le stade represente figure 22, lequel appartient deja a la troisieme jieriode. Lue vue de face a ete rejiresentee figure 21 : on constate parfois (mais ce n’est pas le cas dans cette figure) que les branches du fer a cbeval sout jilus epaisses que la partie moyeiine qui les reunit. Dans le corps ])rotoplasmique ou observe aux stades correspon- dant aux figures 11 a 13 de nonibrenses grannlations se coloraut La Spermiogenese chez le rat. 145 en noir par rhematoxyline ferrique et parmi celles-ci, j’en ai souveut vu deiix plus uettes et accouplees de fagon a former un diplosome (fig. 11) : j’ignore absoluraent si cette disposition est due au liasard et quelle peut-etre sa signification. A la fin de la seconde periode le protoplasme presente dejä des traces de degenerescence graisseuse (fig. 18, 19 et 20). Enfin, ce qui caracterise cette periode, c’est l’apparition dans le cytoplasme de Ja manchette caudale. II ue m’a pas ete pos- sible d’observer chez le rat sa formation aux depens de tilaments, comme Meves l’a vu chez le cobaye. La manchette caudale se developpe ici tres rapidement; eile est incontestablement une differen- ciation cytoplasmique, contrairement ä une ancienne oi)inion le- cemment reprise par Schoenfeld et v. Molle, qui la font deriver du noyau. Au debut, la manchette est toujours plus nette d’un cote du filament caudal, c’est ä dire qu’une moitie parait se former plus rapidement que l’autre (tig. 9j. Ce stade est de courte duree: deja la figure suivante (tig. 10) nous la montre entourant completement le filament caudal. Comme le noyau est a ce stade encore reguliere- ment ovoide, la manchette caudale presente au debut la forme d’un cylindre ou mieux d’un tronc de cöne, car son extremite posterieure est nettement plus etroite que l’extremite anterieure qui coiffe le noyau. Dans la suite, la manchette s’aplatit comme la tete du sperma- tozoide. Des vues de profil montreut de plus que son insertion sur celle-ci correspond a l’insertion de la gaine protoplasmique: du cöte ventral la manchette descend d’abord jusqu’au crochet et remonte ensuite avec le protoplasme; du cote dorsal la manchette s’insere au bord posterieur de la tete (figs. 12 a 20). Ce pourtour dorsal, toujours plus epais que le pourtour ventral, subit dans la suite un leger mouvement de bascule du cote ventral, en rapport avec cer- taines modifications de l’extremite posterieure de la tete, mouve ment qui a pour resultat de retrecir encore l’orifice posterieur de la manchette. A la fin de la seconde periode, la manchette s’allonge fortement en s’etirant, jusqu’a la moitie du filament caudal et meme plus loiu (figs. 19 et 20). Elle devient en meme temps de moins en moins nette et disparait sans laisser de traces. Noyau. Le noyau subit pendant cette periode des modifications tont a fait caracteristiques. II ne tarde i)as ä s’aplatir, de teile Archiv f. Zellforschnng. II. 10 146 J. Duesberg Sorte qu’examiiie de face, il nous apparait comme im ovo'ide de plus en plus allonge dans le sens antero-posterieur, en meme temps (jue son ])etit axe diminue (figs. 11 et 18 bis). De profil, on constatc qu’a l’extremite anterieure la partie qui fait saillie bors de la gaine protoplasmique se recourbe du cote ventral: a ce stade (fig. 12) le noyau presente assez bien la forme d’un sabot. Dans la suite, la tete du spermatozoide s’allonge et comme la gaine protoplasmiciue remonte en meme temps du cote ventral vers' son extremite posterieure, il en resulte qu’une partie de plus en plus grande de la tete fait saillie bors du corps protoplasmiipre. En meme temps la tete s’effile: eile s’aplatit non seuleraent lateralement, mais encore dans le sens dorso-ventral (figs. 14 a 18). Au stade represente figure 18, c.-a-d. un peu avant que la mancbette caudale ne corameuce ä disparaitre, le noyau de la spermatide a atteint son maximum de longueur; il constitue alors un enorme croehet dont le rayon de courbure est beaucoup plus grand que celui de la tete du spermatozoide adulte. A partir de ce moment. il se raccourcit legere- ment, et devient moius effile. L’extremite posterieure subit pendant ce temps des modifications interessantes. Elle est au debut regulim’ement convexe, mais eile se deprime bientöt du cote ventral, et il se forme ainsi, au point correspondant a l’insertion du centriole proximal en forme de bätonnet, une petite facette plane (fig. 12 et suiv.); la depression produite par l’apparition de cette facette, accentue la convexife de l’extremite posterieure de la tete dans le restant de son etendue. Cette partie dorsale se subdivise elle-meme en deux facettes d’obli- (prite inverse, formant entre eiles un angle ä peu prcs droit et reunies d’abord par une surface courbe (figs. 12 ä 14), puis par une arete (figs. 15 et 16), puis de nouveau par une surface courbe (fig. 17 et suiv.). L’extremitc posterieure de la tete se decompose par consequent en trois facettes: une ventrale et anterieure perpendiculaire a la direction du filament caudal et donnant Insertion au centriole proxi- mal; une facette moyenne, formant avec la precedente un angle obtus de 130® environ; enfin une facette dorsale repondant dans presque toute son etendue au pourtour posterieur de la mancbette. Sur les faces laterales de la tete, nous retrouvons la ligne oblique d’insertion de la gaine protoplasmique, dejä decrite. Quant a la structure du noyau, eile cbange pendant cette periode: au de- l)ut la cbromatiue est repartie en fines granulations, formant un La Spermiogeuese cbez le rat. 147 reseau assez lache et presentant une teiidance a s’accumiiler sous la membrane nucleaire (figs. 8 et 9). Celle-ci est tres nette: l’epais- sissemeut de la moitie anterieure mentionne plus haut, n’existe plus (v. plus bas: idiozome). Dans la suite la substance nucleaire se condense et tonte structure disparait: la tete du spermatozoide est completemeut homogene (tig. 15). Un peu plus tard (fig. 17) sou extremite anterieure presente une colorabilite beaucoup plus grande. Cette Zone plus colorable s’eteud progressivement et finit i)ar gagner tout le noyau: en meme temps la colorabilite s’attenue legerement (fig. 18, 18 bis, 19 et suiv.). Idiozome. Kous avons vu qu’a la fin de la premim'e periode le capuchon cephalique s’applique etroitement contre la membrane nucleaire et l’epaissit. Uu bord net marque la limite posterieure du capuchon (fig. 9). Tr^ rapidement, l’epaississement de la membrane nucleaire disparait et le capuchon cesse d’etre reconnaissable, tout au moins dans les parties peripheriques des preparations. L'etude des pheno- menes ulterieurs de la spermiogeuese montre (v. plus loin) que cette disparition apparente est due ä ce que le capuchon cephalique s’uuit de plus en plus intimement a la membrane nucleaire et s’amincit progressivement: il finit ainsi par s’etendre a peu pres jusqu’a l’ex- tremite posterieure de la tete. Dans les parties profondes et moins bien fixees des preparations il se produit une retraction inegale de la coiffe cephalique et du noyau: celui-ci, plus sensible ä l’action des reactifs, se decolle de la Kopfkappe et la tete de la spermatide presente alors en avant un double contour: l’externe, regulier, qui est le bord de la coitfe ce- phalique, l’interne, sinueux, qui est celui du noyau. De toute la partie de l’idiozome employe a former le perfora- torium il ne reste de visible, dans les parties peripheriques des preparations, c’est a dirq la ou l’emboitement de la coiffe cephalique et du noyau est exact, il ne reste de visible que l’acrosome, qui, en vue de face, apparait comme une petite saillie legerement lance- olee (fig. 11). En realite l’acrosome n’occupe pas ä ce moment la pointe du crochet, mais se trouve sur la convexite de celui-ci, comme le montre clairement une vue de profil (fig. 12): l’acrosome n’a donc pas change de place. Ce n’est que secoudairement qu’il arrive ä la pointe: il est alors beaucoup moins visible, car il se confond insensiblement avec les bords dorsal et ventral de la tete. Lorsque la condensation 10* 148 J. Duesberg de celle-ci augmente, l’acrosoiue se confond de plus en plus avec la substauce nucleaire '). Dans le protoplasme uous trouvons le reste de l’idiozome, qui se place de preference dans le renfleraent posterieur du corps de la spermatide. Le corps cliroinatoide se trouve coustammeut au voisinage imniediat de l’appareil centriolaire et par consequent dans la nian- chette caudale. La figure 9 nous le montre avec sa forme lobulee caractcristique. Au stade suivant, il est devenu regulievemeut spherique. A partir de ce inonient le corps cbromatoide diminue progres- sivemeut de volume, puls se fragmente en deux au trois petits corpuscules (tig. 14). Chacun de ceux-ci fond a son tour insensible- ment dans le ])rotoplasme et ä la fin de la seconde periode il n’en reste plus de traces (fig. 19). Il en resulte que contrairement a ce (jue A. et K. E. Schreiner (08) ont vu cbez Myxine, le corps cbromatoide sera eliinine plus tard avec la majeure partie du protoplasme. Centriol es. Le centriole proximal s’incruste dans la membrane nucleaire et s’aplatit en nieme temps legerement: il forme par con- sequent une petite plaque, beaucoup plus longue que large, tixee, comme nous l’avous vu. sur la facette ventrale de Textremite poste- rieure de la tete. Leu apres le debut de la secoude periode (cf. fig. 10), le cen- triole })roximal emet un tres fin prolongement, analogue a celui que Meves (99) a decrit pour la premiere fois cbez Fboiume et le cobaye et que Schoenfeld (99) et v. Molle (06) ont retrouve respective- meut cbez le taureau et l’ecureuil (corps batonoide de ces auteurs). Il apparait lorsque le noyau de la spermatide est encore reguliere- ment ovoide : on constate aux stades suivants (fig. 13), qu’il est place dans le plan dorso-veutral de la spermatide et du cbte ventral, et n'est par consequent visible que sur des vues de profil. Ce pro- q On peut tirer de cette disposition la conclusion suivante. Le crochet ne se forme pas, au debut tont au moins, par recourbement de l'extremite ant^rieure de la tete, mais n’est autre cliose qu’une saillie du pourtour ventral de celle-ci, com- pensant la depression que nous avons vu se former du meme cöte ventral ä Textremite posterieure de la tete. C'est ce que je me suis efforce de rendre dans le Schema ci- contre. 1. 2. L'acrosoroe et la majeure partie du bord dorsal constituent des point« üxes. La Spermiogenese chez le rat. 149 longenient dont la delicatesse est teile f[u’il est le plus souvent difficilement reconnaissable, iie se retrouve plus a la tin de la se- coude Periode. 11 rentre probablement daus le fragment priucipal du eentriole proximal. Le ceutriole distal augmente de volume et prend la forme d’uu petit ebne reuverse (tigs. 14, 15 et Ißi. La base du ebne s’elargit et se transforme en un petit anneau qui entoure le tilament caudal (figs. 17 et 18). Elle se detacbe eu meme temps de la partie ante- rieure du ceutriole distal (fig. 19): celui-ci repreud la forme d’uu petit eorpuseule spheriiiue. Le lilament caudal part de ce petit corpuscule et s’eutile daus l’anueau. A la fin de la seconde periode l’appareil ceutriolaire est donc constitue par trois parties: le ceutriole proximal eu forme de batounet, uu premier fragment du ceutriole distal, en forme de grain, donnant Insertion au tilament caudal; enfin un seeoud fragment du ceutriole distal, ([ui a pris la forme d’un anneau eutourant le tilament caudal. Ces trois parties sont encore au voisinage immediat l’une de l’autre. Filament caudal. 11 s’accroit notablement pendant cette pe- riode et s’epaissit legerement. Sur son trajet extracellulaire, on ob- serve une petite vesicule, analogue a celle que Meves (99) a observee cbez le cobaye, oii eile apparait d’abord dans le corps protoplas- mi([ue. Obez le rat au contraire cette vesicule est d’abord situee a une certaine distance du corps cellulaire (tigs. 17 et 18): ä la tin de la seconde periode eile arrive eu contact avec celui-ci. Chondriome. Pendant cette periode le nombre de mitochou- dries augmente et leur calibre diminue: ce qui resulte de la frag- mentation des plus grosses granulations des stades precedents, et peut etre aussi d’une augmeutation de la quautite de substance mito- chondriale. Les mitochondries sont encore pendant toute cette periode irregulieremeut disseminees daus le corps cellulaire. Troisieme Periode. Depuis la disparitiou de la maiichette caudale jusciu’a l’expulsion des spermatozoides dans la lumiere du tube seminifere (tigs. 21 ä 28). Corps protoplasmiciue. Ou observe dans le protoplasme des granulations de plus en plus uombreuses, correspondant aux »tingier- bare Körner« de v. Ebner (88), fortement colorables par la safranine et ([ui sont represeutees en gris dans ma tigure 26. De.s la tin de 150 J. Duesberg la secoude periode apparaisseut de fines gouttelettes de graisse, qui augiuentent de volume, confluent et forment a la fin de la troisieme Periode de grosses masses colorees en noir par l’acide osmique (fig. 27 et 28). Le corps protoplasmique est toujoors piriforme, mais il s’est uotablement allouge. Son insertiou sur la tcte du spermatozoide presente les earacteres que nous lui avons deja reconnus ä la fin de la seconde periode : la formation en fer ä cheval acquiert main- tenant tonte sa nettete (figs. 21: de face; et 22: de profil). Dans la suite, la gaine protoplasmiipie remonte de fagon a s’inserer exactement sur Textreinite posterieure du uoyau: en meme temps rei)aississemeut en fer a cheval se resout en granulations et disparait (fig. 23 a 28). En andere, le corps protoplasmi(pie s’etend jusqu’ä l’extremite posterieure de la piece interinediaire, c.-a-d. comuie nous allons le voir, jusqu’au terme de la course de l’anueau provenant du centriole distal. Vers la fin de la troisieme periode le renflement protoplas- niique se retire vers l’extremite antevieure du spermatozoide et laisse persister uue mince gaine dans tonte l’etendue de la piece iuter- niediaire. Ce qui n’est pas employe ä la formation de cette gaine s’eliinine par etranglement progressif: les spermatozoides arrives tout pres de la lumiere du tube seminifm'e, porteut encore au voisiuage de la tete une masse de i)rotoplasme chargee de nombreuses gouttes de graisse (fig. 28), masse qui va se detacber et former un corps re- siduel (figs. 29 et 30). Noyau. La courbure de la tete s’accentue fortemeut vers la fiii de la troisieme i)eriode (v. fig. 26 a 28) et nous verrons tout a riieure (v. idiozome) ([ue ce pbenomeue n’est pas dü a un recourbe- meut du noyau, mais a son deboitement de la coifi’e cepbalique. En meme temps son extremite anterieure s’effile; (luaiu a l’extremite posterieure eile ne se modifie pas. Au debut de la troisieme periode la tete est complMemeut homogene, mais sa structure devient dans la suite tres complexe. Tout d’abord on constate que le bord dorsal s’epaissit fortement et un peu plus tard, que cet epaississement ne s’etend plus jusqu’a rextremite post(^rieure de la tete, mais s’arrete a une petite distance de cette extremite. L’epaississement du bord dorsal fait alors egale- ment defaut au niveau de la pointe de la tote. Dans les spermatozoides expulses dans la lumiere du tube sc- minifcre (fig. 28) et deja avant Texpiüsiou (figs. 26 et 27) la tete La Spermiogdnese chez le rat. 151 s’est fortement recourbee eu lame de cimeterre et apparait coustituee par trois parties. La partie anterieure est claire, comine transparente. Son bord concave porte un batonnet allonge qiri epaissit fortemeut ce bord; sou bord convexe ne se contimie pas directemenl avec le bord convexe du restant de la tete, mais fait legerement saillie sur celui-ci. La partie moyenne, la plus fortemeut coloree est remarquable par l’epaississement tres net du bord dorsal: eile s’enfonce comme un coin dans la partie anterieure. La partie posterieure enfin est un peu moins coloree que la precedente, mais plus fortement que la partie anterieure. La distiuction entre les parties moyenne et posterieure est parfois impossible: repaississement du bord dorsal s’etend alors jusqu’ä l’extremite posterieure de la tete. Comme l’etude de la coitfe cepbalique va nous le montrer, ces deux parties posterieures correspondeut seules au noyau de la spermatide. Idiozome. Le capuchon cepbalique pas plus que l’acrosome, ne sont reconnaissables au debut de la troisieme periode de la Sper- miogenese. On ne voit alors de l’idiozome que le residn contenu dans le renflement du corps protoplasmique, residu qui se dissout dans le protoplasme et est elimine avec celui-ci. A la fin de notre troisieme periode la coitfe cepbalique se de- taclie du noyau, et Ton doit cousiderer l’epaississemeut du bord dorsal de la tete ci-dessus decrit comme la premiere expression de ce decollement. La limite entre les parties moyenne et posterieure correspond au bord posterieur de la coitfe cepbalique, la pointe transparente a la partie de la coitfe degagee du noyau. On constate en etfet, que, lors(iue cette partie anterieure commence a apparaitre l’epaississement du bord dorsal ne s’etend plus jusqu’a l’extremite posterieure de la tete: il mauque egalement, comme nous l’avons vu, dans l’etendue de la pointe. En realite, c’est a ce moment que le deboitement du noyau et de la coitfe cepbalique commence a s’effectuer et l’epaississement du bord dorsal n’apparait plus que la ou la coifife cepbalique double encore la membrane nucleaire, c-a-d. dans la partie moyenne. Toute la pointe de la tete du spermatozoide est donc constitue uniquement, comme Jensen l’a le premier decrit, par la coiffe ce- pbalique i), et les observations de cet auteur sur des spermatozoides q Dans la formation de cette pointe intervient evidemment anssi un allonge- nient de la coiffe cepbalique, et tont particulierement dans les cas oü l’epais- sissement du bord dorsal de la tete persiste jusqu’ä Textreniitc posterieure de celle-ci. c.-ä-d. oü la coitTe enveloppe completement le noyau. 152 J. Duesberg adultes moutreut que cette Interpretation est bien exacte. Par ma- ceration dans la potasse ä 3^, Jensex a reussi a decoller com- pletement le noyau de la coitfe cephalique; dans les memes expe- riences le bätonnet occupant le bord concave de la pointe restait tixe a la coiffe. Jexsex a pu montrer de plus que l’extreniite ante- rieure de la tete n’est pas un cylindre plein, comme le restant, mais un tube creux dans la paroi duquel se trouve incruste le bätonnet dejä decrit. A la question de savoir si ce bätonnet correspond ä l’acrosome, Tetiule de la Spermiogenese ne me permet pas de repondre affirma- tivement. La chose est pourtant probable et les experiences de Jexsex, ci-dessus mentiounees, me paraissent confirmer cette ma- niere de voir. Centrioles. Nous avous laisse l’appareil centriolaire constitue par trois i)arties: une plaque incrustee dans la tete du spermatozoide, une grauulation sur laquelle s’iusm*e le tilament caudal et un anneau entourant celui-ci. Seuls, ces deux derniers elements presentent des moditications au cours de notre troisieme periode. Lorsque la maucbette caudale a completement disparu, l’anneau reste eucore en place pendant un certain temps (fig. 21 et 22j, puis se met ä cbeminer le long du tilament caudal (fig. 23). Cette mi- gration doit etre assez rapide, car ces stades ne sont pas comrauns. Le terme de cette migration est l’extrräiite posterieure de la gaine protoplasmique (bg. 24): l’anneau forme la limite posterieure de la piece intermediaire. L’autre portion du centriole distal, le grain sur lequel s’insere le tilament caudal, s’aplatit legerement dans le sens dorso-ventral ä la tin de la troisieme periode (fig. 25 et 26) puis s’etrangle et se subdivise (fig. 27 et 28). Filament caudal. Celui-ci non seulement s’allonge, mais s’epaissit cousiderablement. surtout apres la migration de Fanneau. Dans les derniers stades, il apparait eonstitue par une substance medullaire assez claire et une gaine plus foncee s’iuserant sur les deux granulations d’origiue centriolaire que je viens de deciire. De plus, cette extremite anlerieure du tilament caudal s’effile legere- meut (fig. 27 et 28). Sur le trajet du filameut caudal, nous retrouvons la vesicule dont j’ai dejä parle plus haut. Au debut de notre troisieme periode on la trouve constamment dans le protoplasme ä Fextremite poste- rieure du filameut caiulal (fig. 21). Elle se deplace ensuite d’arriere La Spermiogenese chez le rat. 153 eu avant a la rencoutre de Tauueau (tig. 22): lorsque celui-ci re- monte le long du filament caudal, il la refoule (fig. 23) et arrive au terme de sa course, l’expulse du corps protoplasmique (fig. 24). La vesicule peisiste encore pendant un certain temps (fig. 25) puls disparait: cette disparition coi'ncide avec un epaississement tres marque du filament caudal (fig. 26). Quant a la valeur ä attribuer a cette vesicule, je suis dispose a me rauger ä l’opinion de Meves (99) qui croit que cette formation est due ä un decollement d’une gaine propre du filament caudal. Ce qui plaide en faveur de cette maniere de voir, c’est que, comme cet auteur le fait justement remarquer, le filament caudal parait plus mince dans toute l’etendue de la vesicule. Cliondriome. Toutes ses modifications caracteristiques se pro- duisent pendant cette periode. Des que la manchette caudale a dis- paru, les mitochondries entourent etroitement le filament caudal et tont d’abord la partie anterieure de celui-ci: dans le renflement posterieur du corps protoplasmique, elles sont encore irregulierement disseminees. Un peu plus tard, les granulations mitochondriales se juxta- poseut, puis se fusionneut, de fa^on ä constituer un filament, en- roule en spirale autour du filament caudal. Ce processus suit la meme loi que la disposition premiere des mitochondries autour du filament caudal: il debute au voisinage de la tete et s’etend pro- gressivement d’avant en andere. J’avais cru jus(iu’ici, en me basant sur les resultats acquis par la rnethode de Benda, que les spires du filament mitochondrial se l'usionnent ensuite lateralement et qu’il se forme ainsi un manchen homogene autour du filament caudal. En realite, il n’en est rien: la rnethode de Benda ne permet pas a la verite de reconnaitre la striation de la piece intermediaire dans les spermatozoides expulses et il faut recourir a d’autres procedes. C’est ainsi que Brown par exemple s’est servi avec succes de la rnethode au chlorure d’or, et figure un spermatozoide pris dans l’epididyme et pourvu d’uu magni- fique filament spiral : j’ai employe la meme rnethode et j’ai obtenu des Images aussi nettes (jue celle de Brown. Quatrieme periode: Maturation des spermatozoides. Les modifications ([ue subissent les spermatozoides expulses se bornent chez le rat a fort peu de cbose. Certains details de struc- 154 J. Duesberg ture perdeiit leur uettete ou devieuuent meme invisibles; tels sont par exemple les deux grains qui occupeut l’extremite aaterieure du filament caudal, et surtout l’anneau, la »Scblußscbeibe« de Jensex (87;, qui maiapie la limite posterieure de la piece intermediaire. Enbn, il se depose entre les tours de spire du filament mitocbondrial uiie substance uuissaute (Balloavitz ; 91, 2), qui transforme la piece intermediaire en un cylindre complkement lisse et ne permet plus de reconnaitre rexistenee du filament spiral sans l’emploi de me- tbodes speciales (maceration, cblorure d’or etc.; Jensen: 87). Le spermatozoide mur du rat se compose, suivaut la division classique, de tiois parties: la tete, le col et la queue. Xous avons maintenant tous les elements necessaires pour en donner uue de- scription exacte, laquelle n’ajoute du reste pas grand’cbose aux faits deja publies par Jexsex, par Ballowitz, par v. Ebxer, par Meves etc. Tete. Vue de profil, la tete presente la forme d’uu crocbet pointu et fortement recoiirbe en lame de cimeterre. Son extremite posterieure comprend les trois facettes que nous avons deja distinguees plus baut: !a facette ventrale plane, sur laquelle s’insere le centriole proximal en forme de batonnet (dont la preseuce a ete signalee pour la premiere fois par Meves); les deux facettes dorsales d’obliquite inverse et se continuant Tune dans l’autre par l’intermediaire d’uue surface courbe. Examinee de face, la tete apparait comme uue mince lamelle, un peu elargie a son extremite auterieure. Ces memes vues de face permetteut de reconnaitre la dilference notable de ni\eau qui existe entre la facette ventrale d’une part, les deux facettes dorsales d’autre part. Quant a la structure de la tete, nous l’avons decrite en detail plus baut et nous avons vu (lu’elle se compose essentielleraent de deux parties : une partie auterieure, formee par la coiffe cepbalique et l’acrosome, qui s’eteud en arriere sur la partie posterieure ; celle- ci correspond au noyau de la spermatide et peut parfois se sub- diviser en deux parties de colorabilite differente. Le cou est la lacune comprise entre la tete et la queue, plus exactement entre le centriole proximal et le fragment anterienr du centriole distal. Ces elements ne sont ])as, cbez le rat, reuuis par des filaraeuts, comme cbez le cobaye i)ar exemple, mais par une La Spermiogenese chez le rat. 155 substauce transparente, par rintermediaire de laquelle la qneue s’articule avec la tete. Queue. On la subdivise habituellemeut en trois parties: une piece interinediaire, une piece principale et une piece ter- minale. Ces trois parties se distinguent aisement par la ditference de calibre qu’elles preseütent: la piece intermediaire est un peu plus epaisse que la piece principale, et celle-ci l’emporte nettement sur la piece terminale. Un leger etranglement marque de plus la limite entre la piece intermediaire et la piece principale. Dans toute la queue s’etend le filament axile, auquel Jensen (87) le premier a reconnu, par ses experiences de maceration, une structure fibrillaire. Dans l’etendue de la piece intermediaire, le filament caudal est recouvert par trois euveloppes. Une premim'e gaine (gaiue propre) est celle qui a ete decrite pour la premih'e fois par Meves (99) dans son etude de la Spermiogenese du cobaye et que nous avons egalement retrouvee chez le rat (v. plus haut, ce que nous avons dit de la vesicule que Ton trouve pendant les seconde et troi- sieme periodes de la Spermiogenese sur le trajet du filament caudal). En dehors de cette gaine, qui n’est pas reconnaissable dans le sper- matozoide entierement developpe, se trouve le filament spiral d’ori- gine mitochondriale enrobe dans une substance unissaute mise en evidence par Ballowitz. Enfin, le tont est recouvert par une en- veloppe protoplasmique, decrite egalement pour la premiere fois par Meves (98) chez le cobaye i): cette couche de protoplasme est, chez le rat, si mince et s’applique si etroitement sur le filament spiral, que l’etude du developpement seule permet de conclure a son exis- tence dans le spermatozo'ide mür. A son extremite anterieure, la piece intermediaire se termine par les deux granulations derivant de la partie anterieure du cen- triole distal, que nous avons decrites plus haut et dont la disposition exacte a ete reconnue pour la premiere fois par Meves (99). L’ex- tremite posterieure est marquee par la presence de l’anneau, deri- vant egalement du centriole distal, le plus souvent d’une facou plus theorique que reelle, car la »Schlußscheibe« (Jexsex 87) est rare- ment visible sur le spermatozo'ide mür du rat. Un leger etrangle- ment marque la limite entre cette partie de la queue et la piece principale: celle-ci est formee par le filament caudal recouvert d’un prolongement de la gaine propre de ce filament. La q L’existence d’ime gaine protoplasmique entourant le filament axile avait dejä ete reconnue par Swaen et Masqueux ^83), chez les selacieus. 156 J. Duesberg laible difference de calibre eutre la piece priucipale et la piece inter- mediaire (qiii est pourtant recouverte de trois enveloppes distinctes), a porte Meves (99) a admettre que cette gaine s’epaissit couside- rablemeut daus l’eteudue de la piece princii)ale (voir son Schema du spermatozoide des mammiferes, loc. eit. p. 360). Jexsen (87), puis Ballowitz (91, 2) out recounu a cette gaine une striation transversale: nous pouvous aflirmer que cette striation transversale u'a rieu de comiuun avec celle de la piece intermediaire, due a la preseuce du tilameut spiral. Eufin, la piece terminale est constituee par le tilament caudal uu. La longueur relative des trois parties de la queue du sperma- tüzoide differe cbez le rat de ce que Ton observe cbez la plupart des autres mammifm’es. Tandis qu’ babituellement la piece princi- pale est la plus longue de ces trois parties (d’oü son nomi, ici, la piece intermediaire Temporte de beaucoup sur les deux autres: ce developpement colossal de la piece intermediaire et par consequent du tilameut spiral d’origiue mitochondriale est une des caracteristiques du spermatozoide du rat. Bibliographie. Four la litterature anterieure au travail de Meves sur le cobaye, je me permets de renvoyer le lecteur ä l’excelleut resume biblio- graphique de cet auteur: je ferai pourtant exception pour les travaux qui out specialemeut le rat pour objet, et qui seron^ soumis a une critique detaillee. Depuis le travail de Meves out paru sur la Spermiogenese des mammiferes une uote de Schoenfeld (00) sur le taureau, deux courtes publications de Niessixü (00 et 02) sur le rat et le cobaye, des travaux de v. Molle (06) sur lecureuil et de Benda (06, 1) sur les monotremes. Les marsupiaux out ete etudies [)ar v. Korff (02) et Bexda (06, 1). Eutin, parmi les vertebies iuferieurs les selaciens ont ete etudies par Suzuki (98), Ampbiuma par Mc. Gregor (99); Kana et Bombinator ont fait l’objet de travaux de Bromax (00, 1 et 07) et A. et K. E. Schreixer out complete leur etude de l’evolutiou des cellules seminales des Myxinoides (08). Divisions de la Spermiogenese. La subdivision de la Sper- miogenese en trois periodes, teile qu’elle a ete proposee par Meves (99), a ete adoptee depuis par v. Korff (02) pour Pbalangista, avec cette difference que v. Korff se base sur les moditications des ceutrioles, La Spermiogenese cliez le rat. 157 Tapparition de la manchette etant chez cette espece difficile ä, ob- server. La menie subdivision a ete reprise par v. Molle (06) pour Tecureuil et nous avons vu ([ii’elle s’applique parfaitement a uotre objet. II semble donc. comme je l’ai dit plus haut, que cette Clas- sification a une valeur absolument generale. Mais recemment Benda (06, 1) a propose pour les raonotremes et les mammiferes en general uno aiitre subdivision et a critique celle de Meves, basee, dit-il, sur revolution de la manchette caudale, organe d’une importance tont a fait accessoire. Benda oublie que Meves lui meme a reconuu que ce criteriuin ne s’applique qu’au cobaye (et aux autres especes chez lesquelles l’evolution de la manchette est aussi nette (pte chez celle-la) et (pie le meme auteur a Signale la possibilite de se baser sur l’evolution des ceutrioles, dont les modificatious essentielles coin- cideiit avec l’apparition et la disparition de la manchette. Cette critique de Benda n’est donc absolument pas fondee. Voyons si sa subdivision de la Spermiogenese en six periodes est plus heureuse. Voici quelles sont ces periodes. 1® Phase: les ceutrioles et la vacuole archiplasmique (idiozome vacuolise) s’applifiuent contre le noyau. 2® Phase: les ceutrioles et rarchiplasme vacuolise gagnent cba- cun un pole oppose du noyau et determinent la position du pole anterieur et du pole posterieur de le spermatide. 3® Phase: premiers cbangeraents du noyau et du corps proto- plasmique: augmentation de la quantite de chromatine, allongement du corps protoplasmi(iue et apparition eventuelle de la manchette caudale. 4® Phase: transformation de l’arcbiplasme en perforatorium, metaraor])liose ulterieure du noyau par condensation de la chroma- tine, premim*e indication de la forme de la tete. 5® Phase: Metamorphose definitive et changements eventuels de Position des ceutrioles. Depot de la gaine mitochondriale sur la piece intermediaire. 6® Phase; Maturation de la spermie par disparition progressive du corps cellulaire; les diverses parties du spermatozoide se con- fondent et deviennent moins nettes. Si nous comparons ce mode de subdivision a celui adopte par Meves, nous constatons que les 1® et 2® phases correspondent sensible- ment a la premiere periode de Meves, puisqu’au debut de la 3® phase de Benda apparait la manchette; et que les 3® et 4® phases de 158 J. Duesberg Bexda correspondent a la 2® periode de Meves, puisque dans la 5® phase de Bexda la gaiue niitoclioudriale se depose sur la piece interuiediaire, ce qui snppose la disparitiou de la manchette. Nous coüstatous de plus que la subdivision de la premik'e periode de Meves en 1® et 2® pliases d’apres Bexda ne s’applique ni au cobave, ni au rat, car cbez ces deux especes, lorsque les centrioles ont atteint le noyau, l’idiozome est deja au pole auterieur de la sper- matide, et de plus le pole posterieur est determine depuis longtemps par la position des centrioles. De plus, ä la tiu de la premiere periode de Meves, c’est a dire de la seconde phase de Bexda, le perforatorium est deja virtuellemeut constitue, phenomene qui n’ap- partiendrait d’apres Bexda qu’ä la 4® phase, et ne subit plus que des modifications de detail dont certaiues ne se produiseut cbez le rat que tout ä la fin de la Spermiogenese (5® et 6® phases de Bexda). Les premieres modifications de la forme du noyau, rangees par Bexda dans sa 4® phase, se produisent deja chez le rat immediate- ment apres l’apparition de la manchette, c'est a dire au debut de la 3®. En voila assez pour moutrer que si la Classification de Bexda s’applique peut etre aux mouotremes, eile ne convient nulle- ment, comme l’auteur le croit, a tous les mammiferes. Corps protoplas rnique. L’elimination de la majeure partie du protoplasme de la spermatide ä la fin de son evolution, par etrauglemeut progressif du corps protoplasmique, est admise aujourd’ hui par tous les auteurs, sauf par Bexda (v. pl”s bas). Elle a ete decrite pour la premiere fois chez le rat par Brown (85). Mais comme Meves (99) le fait justement remarquer, Browx l’a plutot supposee en reconnaissant l’existence des corps residuels, que reellement vue, car ses fignres 15 et 20 auxquelles il reuvoie, representeiit un stade auterieur a ce processirs, Nous avons vu en efifet que chez le rat, comme chez le cobaye (Meves) l’elimination du ])rotoplasme se fait generalcment au voisinage de la tcte. Lexhüssek (97 et 98) n’entre dans aucuu detail sur cette climi- nation: cet auteur n’a du reste suivi l’evolution de la spermatide du rat que jus(iu’a la moitie de notre seconde periode environ. Regaud (01) coufirme l’opiuiou de v. Ebner (88), qui voit les corps residuels former d’abord une couche entre les tetes des sper- matozo'ides, puis emigrer vcrs la peripherie du tube seminifere, eu- globes dans le protoplasme d’une cellule de Sertoli. L’elimination d’une partie du protoplasme de la spermatide par etranglement progressif a egalem ent ete coustatee dans d’autres La Spermiogenese cliez le rat. 159 groiipes a dense mass . . . but it does not appear to have any definite value as it vanishes in the succeeding phases (p. 159)« qui correspond au residu granuleux de notre epaississement. Manchette caudale. Eexsox (82) le premier a doune une bonne description de la manchette caudale (cbez le lapin). II ecrit: »La portion de protoplasma qui se trouve en contact avec le Seg- ment posterieur du noyau devient plus claire que les portions voi- sines et se ditferencie pour constituer une sorte de tube hyalin dans lequel le segment posterieur du noyau vient en quelque sorte s’em- mancher: le noyau n’est plus desormais en rapport avec la masse de protoplasma que par Fintermediaire de ce tiibe clair, dans Faxe duquel on aper^oit le filament caudal et son Insertion nucleaire (p. 330).« Rexsox a par consequent reconnu que la manchette cau- dale est un tube ouvert en arriere et une differenciation protoplas- mique. Au contraire, dans tous les autres travaux anterieurs a celui de Lexhossek (98), la manchette est consideree comme un souleveraent de la membrane nucleaire en forme de vesicule (Schwanz- blase), fermee par consequent a son extremite ])Osterieure. C’est ainsi que Niessixg (96) la decrit encore recemment cbez le rat: aussi cet auteur s’etonne-t-il de trouver a Finterieur de la manchette caudale le corps chromatoide, (pii etait auparavant dans le proto- plasme, et se demande-t-il comment cet element a pu y penetrer. L’explication lui fut fournie un peu plus tard par Lexhossek (98). Cet auteur reconuut que chez le rat, comme chez le lapin, la pretcndue »Schwanzblase« est un tube ouvert eu arriere et applique contre le noyau : il designe pour la premiere fois cet element, d’une fagon ineidente, il est vrai, sous le noin approprie de »Schwanz- La Spermiogenese chez le rat. 161 rnanschette«, manchette oaudale, deuominatiou reprise eusuite syste- matiquement par Meves (99). Lenhossek insiste sur ce fait que la manchette est bien uue differenciation eytoplasmique et considere comme insoutenable l’opinion aueienue qui voit daus cet elemeut uu sonlevement de la membiaue nucleaire. Mes observatious confirment cette luanime de voir, mais je ne suis pas d’accord avec Lenhossek snr les points suivants. Lenhossek fait deriver la manchette d’une zone claire ([iii entoure les ceutrioles des le debut de la Spermiogenese. Cette zone claire s’agrandit quand les centrioles arrivent eu contact avec le uoyau: il apparait alors a la limite de cette zone, de chaque cote du filament caudal, une ligne foncee qui n’est autre chose que la coupe de la manchette. Je n’ai jamais rencontre pour ma part de zone claire autour des centrioles, ä aucun stade de la Spermiogenese, et avant moi, Meves (99) l’avait egalement cherchee en vain, aussi bien chez le rat que chez le cobaye. Quant au sort de la manchette, Lenhossek peuse qu’elle forme une gaine a la piece intermediaire. Nous avons vu au coutraire, que chez le rat, comme chez le cobaye, la manchette disparait. Cette derniere espece constifue du reste un objet particuliere- ment favorable pour l’etude de la manchette caudale et c’est en grande partie pour cela que Meves (99) declare avoir choisi le co- baye pour une etude approfondie de la Spermiogenese des mammi- feres. La premim’e ebauche de la manchette est constituee par une Serie de filaments (jui apparaissent dans le protoplasme, tout autour de l’origine du lilament caudal. Ces filaments se fusionuent dans la suite pour former une membrane continue. Lorscjue la manchette entre en regression, sa structure premiere reapparait jusqu’a un certain point et (juelques residus filamenteux persistent dans le proto- plasme, residus qui seront plus tard elimines avec celui ci. II n’est pas plus question chez le cobaye que chez le rat d’une participatiou de la manchette a la Constitution de la piece intermediaire. Chez le taureau, Schoenfeld (00) admet de meme que la man- chette disparait, en partie par degenerescence graisseuse (?). Quant au mode de formation de la manchette, Schoenfeld pense que cet element est une hernie de la membrane nucleaire: il lui semble eu effet avoir observe uu double contour. Mais les dessins de l’auteur sont si peu clairs et Schoenfeld est si peu categorique que je ne m’attarderai pas ä ce travail qui n’est du reste qu’une communicatiou preliminaire. Arcliiv f. Zellfor.schnng. II. 11 162 J. Duesberg V. Molle (06), chez l’ecureuil, se prououce tres categoriquenient eu faveur de l’origine uucleaire de la manchette, aux depeus d’uiie hernie circulaire de la membrane a l’equateur du noyau, et la figurc avec un double coutour ; le contour interne est tres net, l’interne au eoutraire est tres minee et »a echappe ä des observateurs tres sa- gaces«. Comme v. Molle est le premier a decrire la Spermiogenese de l’ecureuil, il veut sans doute dire par la que cette origine de la mancbette serait commune a tous les mammiferes; il croit du reste que les filaments que Meves decrit ne seraient autre cbose (jue des plis d’une mancbette deja membraneuse. Pour ma part, je maintiens entierement ma description: il ne peut etre question cbez le rat d’une hernie de la membrane nucleaire et la mancbette est certainement cbez cette espece une differenciation cytoplasmiqiie. Quant au eobaye, les bgures de Meves sont si nettes et sa descrip- tion si precise que l’argumeutation de v. Molle me parait absolu- meut iusouteuable. Les observations de Meves ont du reste ete entierement conbrmees par Niessixg (00), et cette confirmation merite d’autant plus d’etre prise en consideratiou, que cet auteur avait soutenu autrefois (96) une opinion toute differente ; celle de l’origine nucleaire de la manchette. D'autre part, Benda (06) confirme pour les monotremes, rorigine cytoplasmique de cet elemeut, et je croi- rais volontiers que teile est son origine cbez tous les mammiferes. Reprenons la description de v. Molle. Lorsque l’anneau d’ori- giue ceutriolaire (v. plus loin) emigre le long du blament caudal, le feuillet interne de la mancbette se devagine en meme temps, et la mancbette reduite a un seul feuillet s’applique contre la piece intermediaire et lui forme une gaine. A cette Interpretation, l’auteur form ule lui meine une objection tres forte: apres son depliement, la mancbette n’est pas plus longue qu’auparavant. V. Molle explique ce fait par une retraction de la mancbette et s’appuie sur une bgure de V. Korff (02), qui represeute la gaine externe de la piece inter- mediaire comme plissee. Ceci d’abord ne prouve rien pour l’ecu- reuil, et v. Molle oublie de plus que v. Korff voit la mancbette degeiierer: ces pretendus plissements de la mancbette bgures par V. Korff correspondeut, si je ne me trompe, a la surface irreguliere de la gaine mitochondriale. Si je suis dispose a admettre une origine commune pour la manchette caudale cbez tous les mammiferes, il me parait encore ])lus vraisemblable que son sort est le meme partout: il est eu effet tollt a fait improbable que la mancbette degeuere daiis certaius cas I La Spermiogenese cbez le rat. 163 (cobaye, rat, niarsupiaux) taudis que daus d’autres, eile interviendrait dans la coustitutiou de la piece intermediaire. La description que doune v. Molle de la Constitution de cette pik*e chez Tecureuil me parait d’ailleurs d’autant plus sujette a caution, que cet auteur n’a rien vu d’un element tres important de cette partie du spermatozoide, de la gaine mitochondriale (v. plus loin). Chez les mouotremes, Benda (06, 1) admet que la manchette est uue differenciation cytoplasmique. J’avoue ue pas comprendre la subtile argumentation par laipielle Benda essaie de mettre sou opinion presente d’accord avec celle de l’origine nucleaire de la manchette caudale qu’il souteuait autrefois. Daus la suite, la manchette arrive en coutact avec la membraue cellulaire et Benda pense qu’elle entre en continuite avec celle-oi. II se formerait ainsi un canal intracellulaire conteuant la portiou primitivement intracellulaire du filament caudal, laquelle devient alors en realite extracellulaire. Cette disposition qui est analogue a celle que Ton observe dans des groupes inferieurs, chez la sala- maudre par exemple, n’avait pas encore ete decrite chez un mam- mifere. V. Korff (02) n’a pas trouve daus Phalangista un objet favo- rable a l’etude du developpement de la manchette. II la decrit comme un tnbe ä paroi simple; eile u’est donc pas uue heruie de la membrane nucleaire. La manchette disparait sans laisser de traces au cours de la 3® periode. Cette description est contirmee par Benda (06, 2) pour plusieurs autres marsupiaux (Perameles, Macropus, Phascolarctos) : ä cette oecasion, Benda declare avoir cru pendant un temps que la man- chette s’applique contre la piece intermediaire, et recounait sou erreur. Noyau. Deja Renson (82) et Broavn (85) ont recounu chez le rat l’epaississement de la membraue nucleaire dans sa moitie ante- rieure et la tendance de la chromatine ä s’accumuler ä la peripherie du noyau. L’epaississement de la membrane nucleaire et les modi- tications generales de la forme du noyau ont ete tres bien repre- sentees par Brown daus ses figures. Niessing (96) et Lenhossek (98) ont decrit la meme particula- rite, mais n’ont pas recounu sa veritable signitication. Lenhossek pense que cet epaississement est du a uue accumulation de chro- matine dans la membrane nucleaire et attribue a la meme cause lopacite plus giaude du noyau daus sa moitie anterieure. Cette 11* 164 J. Duesbeig opacite est due eu realite, comme je l’ai decrit plus baut, a la pre- ceuce de la coiffe ceplialique, et eile s’eteud eu arriere a niesure que la coiffe enveloppe plus completcment le noyau. L’epaississe- ment de la membraue nucleaire n’est qu’une appareuce due ä raccolement de la coiffe au noyau, et ne s’observe que lorsque celle- ci est appliquee exaeteiuent contre le noyau; les figures 24 de Niessixg et 20 de Lexiiossek qui representeut, outre eet epaississe- nieut, un contour propre pour la coiffe cq)halique, sont douc, a mon avis, inexactes. Meves (98, 1 le premier a decrit chez le rat le prolongemeut nucleaire qui va chercher les centrioles a la peripherie de la sper- matide. Lexhossek a nie l’existence de ce prolongement, mais nies observations contirment la description de Meves et Bromax (01) l’a egalement tigure (figures 38 a 40 dans le texte) d’apres les prepa- rations de Meves. Si cette modification du noyau a echappe a Lexhossek, c’est qu’il a malheureusement eu sous les yeux, aux stades ou il aurait pu le voir (dans ses figures 20 et 21), des cellules vues par leur pole posterieur. Un tel prolongement nucleaire a egalement ete decrit par Bromax (01 et 07) cbez Bana; c’est 1’ »Empfängnis- zäpfcben« de Bromax; il se retrouverait parfois che, les Myxinoides, d’apres A. et K. E. Schreixer (08), et n’existe qu’a l’etat d’ebaucbe cbez le cobaye (Meves 99; cf. les figures 14 et 15 de cet auteuij. Les modifications ulterieures du noyau de la spermatide du rat n’avaient pas encore ete exactement decrites, mais la tete du sper- matozoide adulte a fait l’objet d’etudes minutieuses de la part de .Jexsex (87) et de Ballowitz (91, 2). Pour ee dernier la difference de colorabilite entre la partie auterieure et la i)artie posterieure du noyau proprement dit (c.-a-d. de la tete, moins la coiffe ceplialique) n’est pas toujours en rapport avec la presenee de la coiffe. Cet auteur decrit dans la tete du spermatozoide d’un certain nombre de mammiferes plusieurs zones de colorabilite differente (^ui sont cer- tainement independantes de la presenee de la coiffe cepbalique. J’ai pour ma part, eu ce ([ui coiicerne le rat, toujours vu l’eiiaissis- sement du bord dorsal, dont la limite posterieure correspoud a celle de la coiffe, repondre exactement ä la zone plus coloree de la tete et je crois par consequent que cette colorabilite plus grande depend de la presenee de la coiffe. C’est ce (jue Ballowitz et Meves ad- mettent egalement pour la tete du spermatozoide du cobaye ou l’on distingue aussi une zone anterieure plus coloree et une zone poste- rieure plus claire. La Spermiogenese chez le rat. 165 Benda (66, 1) pense (lue la tenclauce de la chromatine a se ramasser ä la peripherie du noyau de la spermatide se retrouve chez tous les mammiferes; il n’en est certainement pas ainsi chez le co- baye, d’apres Meves (99). Les modifications de forme de la tete varient avec chaque es- j)k*e de mammifere et il est inutile de chercher a les comparer. Je mentiounerai seulemeut une particulavite interessante que itre- senterait la tete du spermatozoicle de l’ecureuil d’apres v. Molle (06): chez cette esi)ece, riiemisphere posterieur pmproprement appele in- ferieur par v. Molle) du noyau s’invaginerait dans rhemisphere antcrieur. Une invaginatiou, moins maniuee il est vrai, du pole posterieur dans le julle anterieur est decrite par v. Korff (02) chez Phalangista. Quant aux phenomenes de condensation de la tete du sperma- tozoide, ils ont ete interpretes chez les mammiferes d’une fagou unanime. Tous les auteurs admettent <[u’il se produit une conden- sation de tous les clements du noyau, suc nucleaire compris. Benda (06) insiste de plus sur une augmentation tres nette de la quantite de chromatine chez les monotremes; cette augmentation que Ton doit theori(iuement admettre, n’est pas aussi manifeste chez le rat. Par contre chez Myxine, A. et K. E. Schreiner (08) admettent qu’une partie du suc nucleaire est expulsee du noyau i), bien que leurs figures ne montrent rien de cette exi)ulsion. Ces auteurs font de plus jouer au corps chromatoide un role dans les phenomenes de condensation de la substance chromaticjue (v. ])lus loin). Perforatorium. Une partie de cet element, l’acrosome (Len- hossek) a ete reconnue il y a deja longtemps: l’acrosome est le »Spitzenknopf« de Merkel, le »bouton terminal« de Renson (82). Quant a la formation de la coiffe cephalique aux depens de l’idio- zome (aecessory corpuscle), ses premieres j)hases ont ete deerites d’une maniere assez exacte par Brown (85) chez le rat. Cet auteur a Yu son corpuscule aecessoire s’appliquer contre le noyau de la spermatide (young spermatozon): entre ees deux elements apparait alors une vacuole claire qui coiffe le noyau. Cette vacuole s’etend en s’amincissant et finit par disparaitre. Le reste du corpuscule ac- cessoire se detache du noyau, gagne le pole posterieur de la sper- matide et est elimine avec le protoplasme. q D'apres Flemming ^80) la partie chromatique seule du noyau de la sper- matide interviendrait dans la Constitution de la tete du spermatozoide de la salamandre. 166 J. Duesberg Daus cette deseriptiou de Buown (85), il u’est pas encore questiou, ui d’une vacuole, ni d’uue grauulation apparaissant a l’in- terieur de l’idiozome. L’apparitiou d’uue vacuole et d’une grauu- lation uni(iues a ete decrite pour la premiere fois par Bexda (91). Bexda voit ces elcments s’appli(iuer dans la suite contre le noyau et le reste de l’idiozome (arcliiplasraa de Benda) s’eliminer avec le protoplasme. La premiere description tont a fait exacte, pour le rat, du mode de formation de la vacuole idiozomi(iue et de l’acrosome est celle (ju’a dounee Moore (94). Moore decrit l’apparition dans l’archi- plasme de la spermatide d’une Serie de petites vesicules, puis d’uue miuuscule grauulation colorable dans chacuue. Ces vesicules et ces granulations confluent dans la suite pour former une vesicule et un graiu plus volumineux, ceux decrits par Benda. Ma description Concorde avec celle de Moore; j’ai egalement vu, contrairement a ce que Niessing (96) et Meves (99) ont decrit pour le cobaye (v. plus bas), l’apparition de la premiere vacuole preceder celle de la pre- miere granulation (cf. ma fig. 2). Leniiossek (98) est par consecpient tont ä fait dans l’erreur (juaud il conteste l’exactitude de la description de Moore. Pour Lenhossek, l’acrosome apparaitrait au sens de la »sphh'e« encore homogene »plötzlich wie durch einen Schöpfungsakt«, et ses dimeu- sions augmenteraieut par suite d’un accroissement propre, et non par fusion de plusieurs granulations. Cette iuterpretation est ab- solumeut inexacte. Je me permettrai du reste de faire remarcpier que si la suite des ligures 16 a 24 de Lenhossek doit correspondre ä la seriation de ces stades, cette seriation est tout a fait incorrecte. L’ordre chronologiciue des figures est seusiblement le suivant; fig. 18, 17, 19 (ou 16 qui repoud a peu pres au meme stade) 22, 24 et 20. Les figures 21 et 22 font double emploi. Par contre Lenhossek a raison lorsqu’il soutient contre Niessing (96) (pie racrosome est une formation tout a fait diliereute des centrioles. Quant au sort ulterieur de la coiffe cephali(iue chez le rat, la presence de cet elemeut a ete recouuue par Jensen (87) chez le si)ermatozoide adulte. Lenhossek se rallie a cette descrijjtiou et j’ai egalement admis qu’une partie de la tete est formee par la coiffe ccphalique. Mais je ne suis de nouveau pas d’aecord avec Len- hossek lorsque celui-ci represente (figures 20, 25, 26, 27, 28 et 29) la Kopfkappe detachee du noyau: a ces stades, eile est au contraire intimement appliqiiee contre celui-ci et ne s’en distiugue pas. Le I La Spermiogenese chez le rat. 167 decollemeut represente par Leniiossek pourrait tont au i)lus s’inter- preter comnie uii produit de l’action des reactifs. Chez beaucoup de mammiteres, la coifte cephalique se retrouve daus le spermatozoide adulte sous la forme d’une calotte s’appliquant exactement sur le noyau; tel est le cas, d’apres Ballowitz (91, 2), chez la loutre, le taureau, le belier. Chez le cobaye, la coitfe ce- phali(iue n’arrive en contact avec le noyau (jue dans sa partie posterieure : eile en est Separee en avant par un gigantesque acrosome. Chez cette espece, Niessing (96), puls Meves (99) trouvent deja dans les spermatocytes un idiozome (sphere: Niessing) crible de granulations, dont chacune s’entoure d’une vacuole dans la sperma- tide. Ces vacuoles et ces grains eonfluent dans la suite, comme chez le rat, pour former une vacuole et uoe granulation uniques. Cet acrosome est non seulement beaucoup plus grand que chez le rat d’une manim’e absolue, mais encore proportionnellement a la vacuole qu’il finit par remplir entierement (Meves). La coifte ce- phalique recouvre l’acrosome d’une mince pellicule, qui s’etend en arriere sur la partie anterieure du noyau et la, rend plus opaque (v. plus haut). Quant au reste de l’idiozome, il se detache du noyau et est elimine plus tard avec la majeure partie du protoplasme. Pour ScHOENFELD (80), l’idiozome constitue chez le taureau, comme chez le cobaye et le rat, la coiflfe cephalique, mais racrosome deriverait du noyau. II ne me parait pas impossible que Schoenfeld ait meconnu les premiers stades de l’apparition de racrosome, et ne l’ait vu que lorsqu’il est deja applique contre le noyau. Voici comment v. Molle (06) decrit la formation de la coifte cephalique et de l’acrosome chez l’ecureuil. L’idiozome (sphere) completement homogene s’applique contre le noyau au pole anterieur de la spermatide et il apparait entre le noyau et la sphere, une substanee hyaline, le futur capuchon, qui adhere au noyau et le deprime. Cette substanee ne serait pas une difterenciation de la substanee de la sphere (cobaye, rat), mais »est orgaoisee par eile SOUS l’influence du noyau (p. 39)«. Je ferai remarquer immediate- ment que cette Interpretation de v. Molle est probablement en rapport avec la grande lacune qui existe entre ses figures 13 et 14. La figure 13 ne nous montre pas trace de la vacuole en question, dans la figure 14, eile est enorme. Cela me rappelle la description de l’apparition de l’acrosome chez le rat, d’apres Lenhossek, dont l’erreur provient precisement d’une lacune de ce genre. 168 J. Duesberg L'acrosüme u’upparait ehez reeureuil que tres tard, lorsque le uoyau est deja exeentriquement place dans la sperniatide. II ac- quiert un tres grand developpement et envahit tout le capuelion (figures 29 a 31). Soudain, il disparait comme par enchantement (tigirres 32 a 34), pour reapparaitre un peu plus tard sous forme d’un Organe conique volumineux pose sur le noyau (tigures 35 et 36). A partir du stade represeute fig. 38, on n’en trouve plus traces ui dans le texte, ni dans les tigures i) de v. Molle, sans que l’au- teur nons dise ee qu'il est devenu; il se contente de declarer que >racrosonie . . . n’est qn'une apparition transitoire (p. 39)«. Je ne puis m’empeelier de trouver fort peu elaire l’histoire de cet acrosonie qui apparait, disparait, puis reapparait pour redisparaitre eucore avec une soudainete deconcertante; aussi la description de v. Molle ne m’inspire-t-elle qu’une confiance mediocre. Vax Molle ne se prononce pas categoriquement sur la question de savoir si le capuchon cephalique persiste chez le spermatozoide adulte de recureuil, mais il ecrit; «Xous avons vu des spermatozoi- des vivants retires de la vesicule seminale du cobaye, et qui ont une forme tres semblable a celle des spermatozoides d'ecureuil; ils etaient munis de leur capuchon (p. 26). > Vax Molle u’a pas l’air de se douter que ce fait est counu depuis longtemps. Cbez les monotremes, Bexda (06, 1) decrit l’apparition dans l'idiozome d’uue vesicule qui grandit au point d’envaliir complete- ment celui-ci. Il en resulte que Ton ne trouvera pas dans la suite de residn arcbiplasmique dans le protoplasnie. La vesicule s’appli- que contre le noyau et forme la coitfe cephalique: il y apparait plus tard un element analogue a Facrosome, dont Forigine u‘a pas cte reconnue par Bexda: cet element envahit tout le capuchon et forme Fextremite aceree de la tete du spermatozoide. La coiffe ccphali(iue se formerait de la lueme facon, toujours d’apres Bexda (06. 2), chez les marsupiaux. Mais tandis que chez Phalangista, Perameles et Macropus, la coitie embrasse exactenient le noyau et qu’il ne se forme pas d’acrosome, cbez Phascolarctos au contraire, la coiffe fait saillie a Fextremite anterieure de la tete et *) Je pense du raoins que I on doit considerer comme une coqnUle typo- graphique l’indication »acr.« qui se trouve en regard de granulations r^pandues dans le protoplasnie, dans les figures 42 et 47 de vax Molle. Dans le cas contraire, la presence de Facrosome ä cet endroit me paraitrait encore plus extraordinaire. La Spermiog^uese chez le rat 169 il s’y developpe uue Sorte d’acrosome qui liuit par envaliir presqu’ entierement la coiffe. Cette description confirnie pour Phalangista celle de v. Korff (02) qui n’a pas vu uon plus de graimlations dans l’idiozome, mais uue vacuole de plus en plus volumineuse. V. Korff u’avait pas davau- tage trouve de residu de Tidiozome daiis le protoplasme. Une parti- cularite tres speciale ä Phalangista est le rejet de la coitfe cephali- que a la tin de la Spermiogenese: eile ne constitue donc pas un Organe permanent du spermatozoide de Phalangista, mais reste fixce a la cellule de Sertoli et est ensuite resorbee par celle-ci. Chez Rana, Broman (07) voit le perforatorium se constituer aux depens d’une vesicule qu’il considere comme uu derive de l’idiozome. Tres partieulier est le developpement du perforatorium chez les Myxinoides, tel que le decrivent A. et K. E. Schreiner (08). L’e- bauche de cet Organe est double, mais derive pourtaut entim'ement de la «sphere». Une premiere partie, le «primäres Spitzbläschen» s’eu detache a la fin de la seconde division de maturation: il appa- rait dans une partie de l’idiozome une ou deux tres petites vesicules, qui se tixent au jeune noyau de la spermatide et dont la position determine des ce moment l’extremite anterieure de la tete. Le restant de l’idiozome se vacuolise egalement et gagne le pble oppose de la spermatide avec les centrioles. Ce n’est que plus tard que cette partie, transformee eu une seule vesicule, rejoint le «primäres Spitzbläschen» et s’y uuit pour constituer le perforatorium du spermatozoide adulte. Corps chromatoide. L’origine du corps chromatoide a ete discutee dans un travail anterieur (Duesberg, 08). Dans la sperma- tide, il a d’abord ete confondu par Hermann et Benda avec d’autres elements. Niessing (96) le retrouve dans la manchette caudale et le voit se resoudre en fragments dont il n’a pu suivre l’evolution ulte- rieure. Lenhossek (98) donne une description analogue et j’ai montrc que ces fragments deviennent de plus en plus petits et se dissolvent dans le protoplasme. Il semble bien qu’il en soit de meme chez le cobaye (Meves 99), chez Phalangista (von Korff, 02) chez l’ecureuil (van Molle, 06); chez cette derniere espece, le corps chromatoide jouerait un rble dans la formation de la manchette (?). A. et K. E. Schreiner (05 et 08) assignent au corps chroma- toide une toute autre evolution, dans un groupe tres eloigue de celui des mammiferes il est vrai. Apres avoir vu chez Myxine glutinosa le corps chromatoide se former aux depens de gouttelettes d’une 170 J. Duesberj? substance basophile, (pii sort du noyau au debut de la periode de maturation et une fois daus le protoplasme devient eosinophile, A. et K. E. Schreiner decrivent que le corps chromatoi'de rentre dans le noyau de la spermatide, au debut de la Spermiogenese. La reaction eolorante ne change pas cette fois et il est longtemps encore reconnaissable dans le noyau sous forme de granulations eosino- philes. Le corps chromatoide jonerait un röle dans la condensation de la substance nucleaire. Chez un autre Myxinoide, Bdellostoma burgeri, A. et K. E. Schreiner (08) n’ont pas trouve de corps chromatoide. Centrioles. Les centrioles et leur Situation peripherique daus la spermatide des mammifm'es ont ete reconnus independamment Tun de l’autre par Meves (97, 1) et Lenhossek (98) chez le rat. J’ai deja indique a propos du noyau la divergence d’opinion existant entre ces auteurs au sujet du mode de rapprochement des centrioles et du noyau: tandis que Lenhossek pensait que les centrioles gagnent le noyau, Meves decrit que ces elcments se mettent en rapport par l'intermediaire d’un prolongement nucleaire, et mes observations me permettent de donner entierement raison ä Meves. Nous avons vu cgalement a propos du noyau que cette modalite n’est pas exception- nelle, mais se retrouve constamment chez Kana (Broman : 01 et 07) parfois chez Myxine (A. et K. E. Schreiner: 08) et s’esquisse chez le cobaye (Meves: 99). La Situation peripherique des centrioles dans la jeune sperma- tide et leur mise en rapport ulterieure avec le noyau (de l’une ou Fautre maniere iudiquee ci dessus) ou encore par allongement du centriole proximal, comine Suzuki (98) le decrit chez les selaciens, V. Korpe 99) chez Helix, se retrouvent dans tous les groupes: cette disposition a ete signalee notamment par Meves, non seule- ment chez le rat et le cobaye (99), mais encore chez la salamandre (97. 1) et Fhomme (99); par Suzuki (98) chez les selaciens; par Mc. Gregor (99) chez Amphiuma; par v. Korff (99) chez Helix pomatia; par Broman 00 et 01) chez Eana et Bombinator; par v. Korff (02) chez Phalangista; par Niessing (02) chez le cohaye et le rat; par VAN Molle (06) chez Fecureuil; par Benua (06. 1) chez les Mono- tremes; par A. et K. E. Schreiner (08) chez Myxine. L’evolution des centrioles chez le rat a etc completement me- connue par Lenhossek (98). Pour cet auteur, les centrioles, apres avoir gagne le noyau, ne subissent aueuue moditication. La Spermiogeuese chez le rat. 171 I C’est Meves qui a le premier decrit ces modifications chez les mammiferes, sommaireiuent chez le rat et rhomme et d’une fagon tout a fait complete chez le cobaye (99). Ma description en ce qui coucerne le rat, Concorde entierement avee la sienne. Chez Thomme, Meves trouve un processus tres analogue: ici aussi, le centriole proximal se tixe au noyau et emet un hn prolongemenC formant avee l’autre portion un angle obtus ouvert en arriere. On trouve une dis- position semblable chez le cobaye, recureuil et le taureau (V. plus bas). Chez le cobaye, l’evolution des centrioles est beaucoup plus com- Ipliquee, mais peut se ramener au meme type que chez le rat ou chez rhomme. Le centriole proximal se fixe au noyau, le centriole j distal se divise en deux portions principales: l’une restant au voi- ; sinage du centriole proximal et donnant Insertion au filament caudal, ; l’autre prenant la forme d’un anneau dans lequel s’enfile le filament I caudal et qui emigre le long de ce filament jusqu’ a l’extremite j posterieure de la piece intermediaire. Le processus se complique I chez le cobaye d’une fragmentation du centriole proximal et de la I portion anterieure du centriole distal. Ces observations concordantes sur le rat, le cobaye et l’homme, ' confirmees de plus par la description de pheuomenes analogues dans I des groupes voisins [chez Phalangista par v. Korfp (02)] et meme I Moignes [chez’ Rana par Broman (07)] permettraient de croire que ' Tevolution des centrioles est identique, dans ses grandes lignes au i moins, chez tous les mammiferes. II existe pourtant des donnees contradictoires. Pour ScHÖNPELD (00), le centriole proximal penetre dans le noyau, puis en ressort et forme finalement d’une part un disque applique contre la membrane nucleaire, de l’autre, un petit bätonnet effile, (corps batonoide) analogue a celui que Meves a decrit chez rhomme') et le cobaye et qui existe egalement chez le rat. Ce baton- uet s’allongerait dans le suite et Schönfeld croit l’avoir vu s’en- rouler autour du filament caudal et former le filament spiral. Nous allons voir dans un instant que van Molle donne une description analogue pour le taureau et est encore une fois beaucoup plus cate- gorique que Schönfeld: aussi reviendrai je plutöt sur ce point a propos du travail de van Molle, et dans la partie bibliographique concernant la gaine mitochondriale. ') Cette description de Schönfeld est peu claire: je la resuine ici teile que j’ai cru la comprendre. 172 J. Duesberg Jieprenous la descriptiou de Schöxfkld. I^e centriole distal se transforine tout eutier en un anneau traverse par le filament candal, leqiiel se fixe au eentriole proximal. L’anneau se rompt eusuite et preud la forme d’une crosse, dont la moitic proximale reste eu place, tandis que l’autre emigre le long du filament caudal Jusqu’a l’extremite posterieure de la piece intermediaire. Uue teile evolution des ceutrioles est si difierente de ce qui se passe chez les autres mammiferes qu’elle parait a priori peu vraisemblable. L’exactitude de la descriptiou de Schünfeld est du reste formellemeut contestee par Meves (01). Cet auteur ecrit: »Ich bemerke, daß ich mich selbst eiugehend genug mit der Spermio- genese beim Stier beschäftigt habe, um die SciiöxFELDsche Dar- stellung als vielfach irrtümlich bezeichnen zu können (p. 491).« Chez recureuil, Revolution des centrioles Sc.ait d’apres vax Molle (06) la suivante. La spermatide ne renferme (lu’un seul centriole en forme d’equerre dont uue des branches porte le filament caudal. Cet equerre est d’abord place a la peripherie de la cellule, puis gague le noyau, auquel une partie de la brauche proximale de Tequerre se fixe. La partie libre de cette brauche proximale s’effile et s’allonge et forme le corps batouoide (V. plus haut la descriptiou de Schöxfeld). La brauche distale se divise pour donuer naissance ä une granulation portant le filament caudal et a un anneau en- tourant ce filament. Cette descriptiou concorde assez exactemeut avec ce (pii se passe chez le rat, Fhomme et le cobaye, sauf en ce (jui concerne la pre- sence d’un centriole unicjue. L’equerre de vax Mülle est evidem- ment l’homologue des deux centrioles que l’on trouve chez les autres mammiferes, et il ne me parait pas improbable que ce centriole pretendu unique soit en realitc coustitue par deux elements: un centriole distal plus ou moins allonge et un centriole proximal en forme de bätonnet per])eudiculaire au precedent (disposition (jue Ton trouve chez le cobaye; cf. la fig. 6 de Meves), et qu’une ditferenciation insuffisante ou uue coloration insuffisamment elective n’a pas permis a VAX Molle de distinguer. Dans la suite, la partie du centriole proximal qui est fixee au noyau se soude avec la partie anterieure du centriole distal, et forme avec lui un orgaue cylindri<{ue, le cou du futur spermatozoide. Quant a Fauueau, il va emigrer le long du filament caudal, entrai- uant avec lui, comme nous Favous vu plus haut, le feuillet iuterue de la manchette, jusqu’a Fextremitc posterieure de la piece iuter- I.a Spermiogenese ehez le rat 173 mediaire. Le corps batonoide s’enroulerait autour du filament caudal, pour Ibrmer le filament spiral. J’ai deja discute plus haut ce qui concerue la manchette caudale et je reviendrai plus loin sur l’origine du filament spiral. Le restant de la description de v. Molle est assez bien d’accord avec ce qui se passe ehez les autres mammiferes, sauf en ce qui concerne le cou. Le cou est rcellement compris entre le centriole proximal et le frag- meut anterieur du centriole distal; ce qui me parait plus sujet a eaution, c’est la soudure de ces deux pieces ou tout au moins leur reunion par une membrane continue. Je me demande si ce que V. Molle prend pour la coupe de cette membrane n’est pas un fila- ment tendu de chaque cöte entre la centriole proximal et le fragment anterieur du centriole distal, comme c’est le cas ehez le cobaye par exemple. V. Molle decrit du reste ces filaments un peu plus tard, mais croit qu’il s’agit alors du corps batonoide enroule autour du cou. Chez les monotremes (06, 1), Bexda trouve les deux centrioles a la Peripherie de la jenne spermatide et les voit ensuite gagner le noyau. La description des phenomenes ulterieurs est par contre tres differente de ce que nous avons tu jusqu’ici. Pour Bexda, et non seulement chez les monotremes, mais aussi chez le cobaye et tous les mammiferes, le centriole distal serait employe tout eutier a la formation de l’anneau et le filament caudal s’insererait sur le cen- triole proximal. Celui-ci se subdiviserait ensuite en deux parties, Tune anterieure fixee au noyau, l’autre posterieure portant le filament caudal. La disposition est alors la meme que chez le rat par exemple, mais l’interpretation de Bexda est tonte differente. Bexda n’a pu, chez les monotremes, suivre exactement l’evolution ulterieure des centrioles. Cette description est en contradiction formelle avec ce que nous savons du cobaye, du rat, et de rhomme. Chez ces especes, Metes ne figure aucune relation de continuite entre les deux centrioles (si ce n’est secondairement chez le cobaye, par l’intermediaire des fila- ments regnant dans l’etendue du cou) et je puis confirmer entiere- ment la description de Metes pour le rat. Aussi, je considere l’inter- pretation de Bexda comme inexacte et reposant peut-etre sur une coloration insuffisamment elective des centrioles. Les figures qu’il nous donne de ces elements sont en efifet fort peu nettes, et la plus claire de toutes, la figure 16 D 5 (et peut-etre D3), nous montre deux centrioles nettement separes, dont le distal porte le filament caudal. 174 J. Duesberg Chez iin Marsupiau (Phalangista) v. Korff (02) trouve une evo- lution des centrioles tres analogue a celle des mammifh-es. Le cen- triole distal porte le tilament caudal et lorsque les centrioles se porteut vers le noyau, ce centriole distal se transforme en une petite plaque dont le centre se detache; il se forme ainsi un anneau a travers lequel passe le tilament caudal, et une granulation sur laquelle ce tilament s’insere. Cette granulation se met secondairement en relation avec le centriole proximal fixe au noyau par rinterniMiaire d’un batonnet. Puis l’anueau emigre le long du tilament caudal jns- qu’a Textremite posterieure de la piece intermediaire. V. Korff fait remarquer qu’au debut l’insertion du centriole proximal ne se fait pas exactement au pdle posterieur du noyau, mais un peu laterale- meut disposition qui chez le rat, n’apparait que secondairement. Benda (06, 2j conteste l’exactitude des observatioua de v. Korff et croit qu’ici aussi Panueau derive du centriole distal tout entier, tandis que les deux granulations reunies par irn batonnet provien- draient du centriole proximal. Ke connaissaut pas le testicule des Marsupiaux, je ne puis conclure que par analogie avec ce qui se passe cbez les inammiferes a l’exactitude des observatious de V. Korff. Chez Myxine, A. et K. E. Schreiner (08) decriveut que les centrioles, en forme de batonnet, ne subissent pas de modifications au cours de la Spermiogenese. Broman (01 et 07) cbez Rana trouve des modifications assez analogues a celles que Ton observe chez les mammiferes. Le cen- triole proximal se fixe au noyau: le centriole distal se transforme en une granulation portant le tilament caudal, et en un anneau. Cet anneau disparait dans la suite en se dissolvant dans le protoplasme. Filament caudal. II resulte de ce resume de l’evolution des centrioles (jue tous les auteurs admettent l’origine centriolaire du tilament caudal, et que tous, sauf Schoenfeld et Benda, le font deriver du centriole distal. On admet egalement d’une facon gräe- rale, que le tilament caudal comprend deux parties: une partie intra- cellulaire, tres courte au debut de la Spermiogenese, mais (pii s’al- longe lorsque les centrioles gagnent le noyau; une partie extracellu- laire (jui se fraie un chemin entre les cellules voisines ou s’applique a la surface de la spermatide, suivant les circonstances. Lenhossek (98) et Benda (06) ont emis une opinion differente. C’est ainsi que Lenhossek decrit et figure, chez le rat, le fila- ment caudal comme etant tout entier intracellulaire au debut. Comme La Spermiogenese chez le rat. 175 Meves l’a justement fait remarquer, eette description est inexacte; eile repose vraisemblablement sur une Interpretation defectueuse de vues du pole posterieur de la sperniatide (voir aussi plus baut a propos du prolongement nucleaire mecounu par Lenhossek' montrant le filament caudal applique a la surfoce de la spennatide. Bexda (06) pense que le filament caudal ne sort pas de la spermatide a l’eudroit od on le voit croiser la membrane cellulaire, mais au voisinage immediat de son insertion au uoyau. Le filament caudal serait donc extracellulaire dans la majeure partie de son etendue et ne s’entourerait que secondairemeut de protoplasme. II appuie sa maniere de voir, d’abord sur le fait que chez Phalangista (v. Korff), l’insertion du filament caudal au pole posterieur du uoyau est laterale et il admet qu’il en est de meine chez tous les mam- miferes. Benda pense que le filament caudal * nicht axial die Zelle durchläuft, sondern unmittelbar neben der Insertion aus dem Zelleib austritt, um sich der Membran oberflächlich anzulagern. Die Bilder, in denen der axiale Verlauf der Geißel scheinbar demonstriert werden kann, sind dann als en face-Ansichten dieses oberflächlichen Verlaufes zu deuten (p. 453)«. A cela, je repondrai d’abord qu’il est faux que l’insertiou du centriole proximal se fasse lateralement sur le noyau de la spermatide chez tous les mammiferes: chez le rat, eette dis- positiou n’est que secondaire. Ensuite, si des vues de face peuvent uous tromper, la disposition decrite par Benda doit etre reconnais- sable sur des vues de profil: nous avons vu qu’il n’eu est rien. Le second argument de Benda est l’absence de lacune dans la membrane cellulaire au pole posterieur de la spermatide. Mais Bexda ne nous dit pas s’il voit un orifice a l’endroit oii il suppose que le filament caudal sort de la cellule : s’il n’y en a pas davantage a cet endrait, que vaut son argument? Il me parait beaucoup plus simple de dire que cet orifice est si petit, qu’il est exactement rempli par le filament caudal. Et la manchette? Dans la disposition de- crite par Benda, eile devrait etre perforee par le filament caudal: Bexda, ne nous donne, et pour cause, aucun detail a ce sujet. Chez Myxine, A. et K. E. Schreiner (08) decrivent uu filament caudal principal s’inserant sur le centriole distal, et un filament ac- cessoire qui apparait plus tard sur le centriole proximal et s’enroule autour du premier. La vesicule que Meves (99) a le premier decrite chez le cobaye sur le trajet du filament caudal, se retrouve non seulement chez le rat, mais encore chez le taureau d’apres Schdenfeld. Chez eette 176 J. Duesberjr espece, eile s’entoiirerait de meme que le tilament caudal, du filameiit spiral (lequel derive d’apres Schoenfeld du corps batono'ide): dis- position qui me parait peu vraisemblable. Chez recureuil, v. Molle (06) trouve »deja daus la deutero- spermatide . . . uue substance hyaline, d’un cote le loug du filament axile. Elle part de la lumiere de ranneau; a peu de distance de lui, eile se reunit eu uue vacuole que le filameut axile contourue, puis eile louge de uouveau celui-ci. C’est le debut du premier revetemeut que se fait le lilament axile. Etant donnees les partieu- larites de structure a son apparition, son evolutiou, sa duree, il semble provenir de l’equerre et par eile peut-etre du noyau (p. 29).« V. Molle admet done qu’il s’agit iei d’uue gaine propre du tilameut caudal, mais u’a pas recounu que la vesicule est l’expresoion d’un soulevement de cette gaine et qu’elle est en realite traversee par le tilameut caudal. Filament spiral. La genese du tilament spiral qui entoure la piece intermediaire du spermatozoide des mammiferes a ete de- crite pour la premiere fois par v. Bruxn (84). Plus tard, Bexda a moutre la nature speciale de ces granulatious et j’ai contirme ces descriptions dans un travail anterieur (07). L’existence d’uue gaine mitochondriale entourant le filameut caudal du spermatozoide a ete decrite par Bexda et Meves daus tous les groupes du regne animal et signalee tout recemment eucore par Bromax (01 et 07) chez Bana, par v. Korff (02) chez Phalau- gista, par A. et K. E. Schreixer (08) chez Myxine. Elle affecterait d’apres Bexda, chez les marsupiaux et probablement chez les Mono- tremes, la forme d’un filament spiral, comme chez les mammiferes. Nous avons dejä tu plus haut que Schoexfeld (00) et t. Molle (06) attribuent au filament spiral qu’ils decriveut chez le taureau et l’ecureuil, une tout autre origine: il deriverait du corps hatouoide qui est une partie du centriole proximal. Une teile difiference parait a priori tout a fait invraisemhlable. Si ces observations etaient cxactes, et l’exactitude de celles de SchoEXFELD est formellement coutestee par Bexda (03), il faudrait en couclure que le filameut spiral du taureau et de recureuil n’est pas l’homologue de celui des autres mammiferes. Mais que devieut l’appareil mitochondrial chez ces especes? Bexda nous appreud que chez le taureau, les mitochoudries forment un filament spiral enroule sur la piece intermediaire. Ni Schoexfeld ni v. Molle ne souftleut mot de ces elements, et cela euleve a mou avis toute valeur La Spermiogenese chez le rat. 177 ä leurs observations: n’ayant rien vu de la gaine mitochondriale, ces auteurs ne peuvent nous donner une description exacte de la piece intermediaire puisqu’il leur inanque nn de ses elements les plus ca- racteristiques. V. Molle se debarrasse du reste avec une aisance toute particuliere de certaines granulations qu’il trouve dans la sper- matide de l’ecureuil en disant: »La spennatide type comprend dans son protoplasme . . . un corps cbromatoide et entin quelques granu- lations ebromatopbiles que nous rattaclious a ce dernier plutöt que de les grouper en un element nouveau qui serait le mitochondre (p. 15j.« L’inexactitude des observations de Schoenfeld et v. Molle sur le filament spiral est encore confirmee par l’etude de l’evolution du prolongement du centriole proximal, homologue du corps batonoi'de, chez riiomme, le cobaye (Meves) et le rat, ou il n’est qu’une forma- tion transitoire. Et maintenant que noirs avons acheve letude de l’evolution des cellules seminales du rat, j’espere avoir convaincu Bugnion et Popoff (06) que les spermatocytes subissent deux divisions consecutives et que les produits de ces deux divisions peuvent etre facilement dis- tingues les uns des autres. Si nous appliquons a notre objet la methode des mensurations, chere a Bugniox et Popoff, nous con- staterons d’abord que les noyaux jeuues, reconnaissables ii leur reti- culum chromatique tres serre, sont nettement plus volumineux dans les spermatocytes de second ordre que dans les spermatides (cf. les figures 24 et 38 de mon travail sur les divisions des spermatocytes). Nous constaterons de plus que si le volume de la spermatide et de son noyau augmente tres sensiblement apres la division, il n’atteint jamais celui d’un spermatocyte de second ordre adulte (cf la figure 25 de mon precedent travail et la fig. 4 par exemple de celui-ci, ou le noyau encore spherique de la spermatide a atteint son volume maximum). Une confusion pourrait tout au plus se faire, au point de vue des dimensions du noyau, avec un jeune spermatocyte de second ordre: mais lorsque le noyau de la spermatide a atteint les dimensions du noyau du jeune spermatocyte II, l’aspect du noyau et de l’idiozome et la position des centrioles suffisent, pour carac- teriser ces deux generations cellulaires. L’examen compare des tigures de mes deux travaux, faites toutes au nieme grossissement me parait suftisamment iustructif pour qu’il soit inutile d’insister; j’ajoute que ces figures sont la reproduction lidele des Images four- nies par les preparations. Archiv f. Zellforschung. II. 12 178 J. Duesberg Index bibliographique, Ballowitz, E. 86. Zur Lehre der Struktur der Spermatozoen. Anat. Anz. 1. 91. 1. Die Bedeutung der VALENTiNschen Querbänder am Spermatozoon- kopfe der Säugetiere. Arch. f. Anat. u. Entwicklg. 91. 2. Weitere Beobachtungen über den feineren Bau der Säugetier- spermatozoen. Zeitschr. f. wiss. Zool. 52. 03. Article »Spermien« dans Encyklopädie der mikr. Technik. Berlin. Bexda, C. 91. Neue Mitteilungen über die Entwicklung der Genitaldrüsen und über die Metamorphose der Samenzellen (Histogenese der Sperma- tozoeu). Verhandl. der Phys. Gesellsch. Berlin. 97. Neuere Mitteilungen über die Histogenese der Säugetierspermatozoen. Verb, der Phys. Ges. Berlin. 03. Die Mitochondria. Ergeh, der Anat. und Entwicklg. 12. 06. 1. Die Spermiogenese der Monotremen. Semon. Zool. Forschungs- reisen in Australien. Fischer, Jena. 06. 2. Die Spermiogenese der Marsupialier. Ibid. Broman, J. 00. 1. Über Ban und Entwicklung der Spermien von Bombinator igneus. Anat. Anz. 17. 00. 2. Bidrag tili Kännedomen om batrachiespermlernas bygnad. Lundb. 01. Über gesetzmäßige Bewegungs- und Wachstumserscheinungen (Taxis- und Tropismenformen der Spermatiden, ihrer Centralkörper, Idiozomen und Kerne). Arch. f. mikr. Anat. 59. 07. Über Ban und Entwicklung der Spermien von Rana fusca. Arch. f. mikr. Anat. 70. Brown, H. 85. 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Arch. f. mikr. Anat. 30. 98. Bemerkungen über die »chromatoYden« Körper der Samenzellen. Anat. Anz. 14. 1) Cite d’apres Meves (01). 3) Cite d’apres Jensen (87) et Ballowitz (91. 2). La Spermiogenese chez le rat. 179 Jenses, 0. S. 86. Über die Struktur der Samenkürper bei Säugetieren, Vögeln und Amphibien. Anat. Anz. 1. 87. Untersuehungen über die Samenkörper der Säugetiere, Vögel und Amphibien. I. Säugetiere. Arch. f. mikr. Anat. 30. V. Korff, K. 99. Zur Histogenese der Spermien von Helix pomatia. Arch. f. mikr. Anat. 54. 02. Zur Histogenese der Spermien von Phalangista vulpina. Arch. f. mikr. Anat. 60. V. Lexhossek, M. 97. Über Spermatogenese bei Säugetieren. Tübingen. 98. Untersuchungen über Spermatogenese. Arch. f. mikr. Anat. 51. Loisel, G. 02. Etudes sur la spermatogenese chez le molneau domestique. Journ. de l’Anat. et de la Phys. 38. Mac Gregor, J. H. 99., The Spermatogenesis of Amphiuma. Joum. of Mor- phology. XV. Meves, F. 97. 1. Über Struktur und Histogenese der Samenfäden von Sala- mandra maculosa. Arch. f. mikr. Anat. 50. 97. 2. Zur Entstehung der Achsenfäden menschlicher Spermatozoen. Anat. Anz. 14. 98. 1. Über das Verhalten der Centralkörper bei der Histogenese der Samenfäden von Mensch und Hatte. Verh. d. Anat. Gesell. Kiel. 98. 2. Über Entstehung und Schicksal der Schwanzmanschette bei der Bildung von Samenfäden. Mittf. d. Ver. Schlesw. Holst. Arzte. 99. Über Struktur und Histogenese der Samenfäden des Meerschweinchens. Arch. f. mikr. Anat. 54. 01. Struktur und Histogenese der Spermien. Ergeh, d. Anat. u. Entw. 11. Moore, J. E. S. 94. Some points in the spermatogenesis of Mammalia. Intern. Monatschr. f. Anat. u. Phys. XI. Niessixg, C. 96. Die Beteiligung von Centralkörper und Sphäre am Aufbau des Samenfadens. Arch. f mikr. Anat. 48. 00. Kurze Mitteilung über Spermatogenese. Anat. Anz. XVIII. 02. Kurze Mitteilungen und Bemerkungen über Spermatogenese. Anat. Anz. XXII. Regaud, Cl. 01. 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Explication des figures. Toutes les figures ont ete dessinees au moj'en de l’appareil d’AßBE. Ob- jectif apoclir. imm. Zeiss, 2 mm., ap. 1.30, oculaire 12. Projection ä la hauteur de la platine du microscope. Eclairage ä la lumiere artificielle (bec Auer . Technique: figiues 1 cä 28, liquide de Flejoiixg, hematoxyline ferrique. Figures et Obi®, sublime, rouge bordeaux-h^matoxyline ferrique. Figure 31 (spermatozoide pris dans l’cpididyme); vapeurs d’acide osmique ä 2'^/o, hematoxyline ferrique. Le corps chromatoide apparait dans toutes les figures fortement colore en noir, ridiozome en brun dans les preparations au liquide de Flemiaxg, en gris borde de noir dans celles au sublime. Figures 1 ä 8: le periode. La figure 1 est prise dans la zone moyenne d’une preparation an liquide de Flemmixg; eile seule montre le reticulum chromatique. Figures 9 ä 20: 2« periode. Les figures 11 et 12 representent ä peu pres le meme stade, respectivement de face et de profil; de meme les figures 18 et 18bis. Figures 21 d 30; 3® periode. Figure 21: Auie de face. A partir de la figure 27, le spermatozoide s’est tellement accru qu'il n’etait plus possible de dessiner au meme grossissement qu'une petite portion de la piece intermediaire. Figure 31: SpeiTuatozoide mür pris dans l’epididyme. Archir für Zellforschung Bd U. J Duesherg dd. I I t Ji Leipzig. Lüh Art^t.y Johannis AmzU, Jena The Nucleolus and IVlicrochromosomes in the Spermatogenesis of Hydrophilus piceus. (Linn.) By George Arnold. University of Liverpool. With plate IX — XI. In the followiug pages it is proposed to describe the somatic aud Ist. and 2nd. meiotic divisions in the spermatogenesis ofHy- drophiliis piceus. I have also followed up the changes to the formation of the spermatozoa, the results of which, it is hoped, will be published in a subsequent paper, especially in view of the fact that Hydrophilus differs materially from Cybister, as described by Voixov ('02), which is not a distantly related species. Recently Wilsox (’Oö) published the results of an examination of a large number of Hemiptera, results of a very startling character. The importance which he attached to the presence of an accessory (•‘heterotropic”) and unpaired chromosome , and of idiochromosomes of the Ist. meiotic division, in the determination of sex, and their bearing on Mendelian phenomena, rendered it very desirable that further investigations should be made, not only on other members of the Hemiptera, but on those of other Orders in the Insecta. Two seasons of careful and assiduous collecting failed to obtain sufficient numbers of the larger Hemiptera found in England, for preparation and staining. Under these circumstances, attention was turned to the subject of this paper. Hydrophilus piceus is fairly plentiful, if local, in the South of England, and early in the year, at the beginning of May, speci- mens were obtained from a dealer in aquaria requisites. The beetles were kept in a large aquarium under as natural conditions as possible i), with an abundance of green food, and after a week or so were killed and fixed. q Several females made eocoons, out of which all the larvae were suc- cessfully hatched. 182 George Arnold Owiug to the large size of this beetle, and its testes, the fixation of the latter was as rapid and complete as possible. First of all, the bead, legs, and wings were cut off, and the Ist, 2nd. and 3rd. dorsal segments cut away, displaying the testes as two bean sbaped bodies, lying one on each side of middle line of the abdomen. These were then removed, and fixed in Zenker, Flemmings strong solution, and Hermanns. Siains. The stains chiefly used were: Heideniiains Iron Alum Haematoxylin, Tbionin and Bordeaux Red, Tbionin and Acid Fuchsine, and the following triple stain (after mordanting with lodine and Potassium lodide) Saftranin, Metbylene Blue and Unna's Orange G. The testis consist of a large number of long narrow follicles, opening into a central vas deferens, as described by Bqrdas']. Fach follicle is divided up into a varying number of cysts. The wall of each cyst ist apparently composed of the cytoplasm of a single large motber-celP). The nucleus of tbis motber-cell is extremely rieb in ebromatin and very large. The follicles ripen centrifugally, and by the end of May most of the cysts adjacent to the vas, contain ripe spermatozoa. Generally all the cells in each cyst belong to the same gene- ration, and show the same phase of development. However, in following the sequence of changes this condition of tlie cysts is not to be relied on too strongly, as in nearly all follicles, some cysts may be found containing one or more cells which are in an earlier or later stage than the rest of the cells. The Somatic Division*). The divisions immediately preceding the Ist. meiotic division are frequently called the spermatogonial, but as these divisions seldom 1) Ann. Science Nat. Tome 11. p. 283. ~) Anat. Anz. 1899. De Bruyne. Throughout this paper tlie same terminology will be used, as in previous papers. Owing to the confusion which may arise owing to the different terms used by various authors, the following synonimic list may be of use. Somatic division = spermatogonial, or all divisions preceding the Ist. & 2nd. meiotic divisions. Ist. meiotic division = Ist. maturation, or heterotype division. 2nd. » » = 2nd. » or homotype division. The Nucleolus and Microchrouiosomes in the Spermatogenesis etc. 183 difler in auy way from those of the cells in the soma, it is better to eniphasise this similarity by giving no special name to the divi- sions which take place in the spermatogonia. The resting spermatogonium (Fig. 1) has a very homogeneous cytoplasm, with hardly any trace of the fibrillär structure which he- comes so distinct in the later stages, especially in the 2nd. meiotic division. Occasionally there is seen an archoplasm , which is only faintly stained with acid dyes. The nucleus is large in comparison to the whole cell, and contains a well-defined nucleolus, staining as heavily in this stage as any of the chromatin masses in the nucleus. The chromatin masses imbedded in the linin reticulum are not very numerous, hut are large. A few smaller masses, mere granules al- most, are also seen in the linin network. The changes up to the formation of the spindle do not differ from those already described by various authors in a host of other animals. A spireme is gradually formed (Figs. 2 — 4) and the nucleolus becomes fainter. At no time has the spireme the appearance of a single continous coil, hut rather is composed of many separate threads, connected together at the commencement hy very fine ex- tensions of the linin, which eventually disappear altogether (Figs. 4 and 5). It was not possible to count these threads and see if they agreed with the numher of the somatic chromosomes, which is 30. Eventually the threads shorten up very much, and thicken slightly, and the nuclear membrane disappears (Fig. 6). The somatic spindle stains very faintly, so much so in fact, that I have never heen able to see it in the late prophases. The nucleolus has generally disappeared entirely at the middle prophase, hut it has very often done so, long before the spireme is definitely formed (Fig. 3). Ist. meiotic division. There is no resting stage after the final spermatogonial division, for immediately on the completion of the new nuclear membrane, the chromosomes separate apart (Fig. 8), and spreading over the linin network, assume the form of irregularly shaped chromatin masses (Fig. 9). These masses, each of which undoubtedly represents one somatic chromosome, are next arranged in pairs (Fig. 10). The numher of 184 George Arnold pairs bas beeu coimted in a large number of cells, and is approxi- mately 15, bnt as tbis stage is rapidly passed over, cells favourable for counting are not easily found. It will be seen from tbis, tbat in Hydro pbilus tbe reduction takes place before tbe syuapsis. Anotber uotewortby feature is tbat no spireme is formed, altbougb linin Strands connect up tbe cbro- mosomes witb eacb otber. Tbe synapsis is of long duration, and bas several remarkable features. An early stage of tbe same is seen in Fig. 11. Tbe gemini gradually mass up togetber in tbe centre of tbe uucleus. In no cells does tbis contractiou occur at oue side of tbe uucleus, and since tbere is no real spireme, tbis pbase in Hydropbilus bas a cbaracteristic appearance wbicb differs from tbat of uearly all otber animals, in wbicb a synaptic stage bas been sbown to occur. Wben all tbe gemini bave coutracted up to tbe centre of tbe nucleus, nearly all tbe linin tbreads bave disappeared (Figs. 12 and 13). Tbey are probably witbdrawn into tbe synaptic aggregation, but tbis could not be definitely ascertaiued. Tbere is oue darkly staiuiug body, wbicb is never contracted up witb tbe otbers, (N Figs. 12—14), wbicb is tbe nucleolus. It is probable tbat it was separated out as early as tbe telopbase of tbe last spermatogonial divisiou, but as it takes tbe basic stains just as beavily as auy of tbe gemini, and possesses no distinctive sbape or cbaracter uutil tbe synaptic period is almost over, it is not possible to distinguisb it from auy of tbe otber deeply stained masses in tbe nucleus. Tbis body, in tbe earlier stages is connected witb tbe otber stained masses by linin tbreads (Fig. 12), and bas generally tbe sbape sbown in Fig. d 24 but occasionally eveu at tbis stage it assumes tbe sbape sbown in Fig. d’ 24, viz: a tbick uneven ring, very tbin or open at two places. Wben all tbe gemini bave eutered into tbe central contractiou (Fig. 14), tbere is seen a mass of cbromatic material in tbe centre of tbe uucleus, in wbicb no separate entities can be distinguisbed eveu in very ligbtly stained aniliue sections, or in sections stained witb Iron-alum-baematoxyliu, and snbjected to long extractiou. Long loops of linin now proceed out of tbis mass, but are not connected witb tbe nucleolus, wbicb by tbis time is free from all tbe otber nuclear contents, and lies on tbe uuclear membraue. The Nucleolus and Jlicrochromosomes in the Spermatogenesis etc. 185 Figs. 15—17 illustrate the Separation of the gemini. This pro- cess seems to take place by the chromatic material sliding away aloüg one or more of the linin threads, and the latter then separate almost entirely from the original mass. These smaller masses then sub-divide again in the same way until the complete uumber of ge- mini is seen (Fig. 17). At this Stage, it is almost impossible to distinguish the nucleolus from the gemini, as these latter are crowded together. Fig. 17 was drawn from a very favourable cell, but even here, it would be difti- cult to decide which is the nucleolus. Even before the gemini have quite separated out (Fig. 16), the centrosomes, the central spindle and the asters, can be seen lying outside the nuclear membrane. Before this stage, I have not been able to make out any sign of the centrosomes in the cytoplasm. The archoplasm has long since disappeared (a, Figs. 10 — 12). When the chromosomes are moving up to the equatorial plane, it will be seen (Fig. 21) that the nucleolus remains outside the spindle, near one pole. It is generally nearer the pole than the equatorial plane, but it is never on a level with the latter (Fig. 18). In a large number of cells, 30 to 40^, it is possible to distin- guish on the equatorial plane, one of the gemini which is smaller than the rest, by at least a third (M Fig. 18). It will be as well to deal with the history of this and the other gemini now, and consider that of the nucleolus later on. This small chromosome, is undoubtedly bivalent like the others, and from its size, may be called the micro-chromosome. It is round like the others, only differing from them in size. Before this stage, it is not distinguishable from the rest of the gemini, nor do the uni- valent halves of which it is composed remain separate tili a late period, as described by Wilson (’05) in Anasa tristis, Archimerus calcarator, Ahjdus pilosulus and Chariesteriis. It also ditfers from those types in its dividing, not before, but after the others. However, its division is not long delayed. In some cells, it seems to divide almost at the same time as the other gemini. The other gemini assume three distinct forms. These separate forms, however, are not recognisable in the late prophase at the time the nuclear membrane is disappearing, or before it has dis- appeared. 186 George Arnold In Fig. 24, a, b and c, tliese shapes are shown on the left, and ou tbe right, the shapes in which they appear when just dividing. The shape figured in C. Fig. 24, shows traces of a longitudinal split, which beconies more marked when division takes place, and give it the typical tetrad shape. This split merely foreshadows the division in each half which will take place in the 2nd. meiotic division, as has been shown to occur in a large number of animals. Holmgren (’03) describes such chromosomes in the Ist. maturation division of Silpha carmata, but overlooking the well-known fact just mentioned, has jumped to the conclusion, unsupported by any other evidence, that each such chromosome is quadrivalent. The anaphase and telo- phase are illustrated in Figs. 20, 22, 23 and 19, and call for no special notice. We will now return to the nucleolus. In the metaphase, it has definitely assumed the shape shown Fig. 24 d’, and as remarked before, lies nearer to one of the poles than to the equatorial plane, but is outside the spindle. It moves dose up to the pole by the time the anaphase sets in, and on the Separation of the two daughter cells of the Ist. meiotic division, it lies extremely dose to the dump of chromosomes (Fig. 23, N), and is eventually enclosed in the new nuclear membrane which is formed. There is a definite prophase, but not of long duration, which precedes the 2nd. meiotic division, and during all that period this nucleolus can be seen in half the cells, together with the nucleolus which is formed in each of the daughter cells shortly after the new nuclear membrane is formed. Thus half the cells of the 2nd. meiotic division show in the growth -period two nucleoli (Fig. 27, n and K), and the other half only one nucleolus (Figs. 26 and 28, n). Bot these nucleoli gradually disappear, becoming fainter, and leaving no visible traces by the time the 2nd. maturation spindle is completdy formed (Fig. 31). The nudeolar nature of these bodies (especially the one derived from the Ist. maturation division) is more completdy proved by a series of careful counts, made over a sufficiently large number of cells in the Ist. and 2nd. meiotic divisions, from polar and lateral views. Out of 100 counts of Ist. meiotic 85^ gave 15 gemiui and the nucleolus. 7X „ over 15 „ ,, „ „ 8^ „ under 15 „ ,, „ „ The Nucleolus and Microchromosomes in the Spermatogenesis etc. 187 Out of anotlier 100 counts of Ist. meiotic 90^ gave 15 gemini and tlie nucleolus. ‘^% n over 15 ,, ,, ,, ,, 7^ „ under 15 „ ,, „ „ Out of 100 counts of 2nd. meiotic 91^ gave 15 chromosomes. 6^ ,, over 15 ,, 3^ „ under 15 „ Of the Ist. meiotic counts, only tliose cells were counted where the nucleolus was plainly visible, and could he distinguished from the gemini, and it will be seen that 88^ show 15 gemini. The rest, over and under 15 gemini were obviously cells so cut by the microtome as to exclude, or which had sliced the two ends of some gemini. The 2nd. meiotic also show 15 chromosomes in over 90^. Now it is evident that if the body which I have identified as a nucleolus, and which is included in the nucleus of one half the daughter cells of the Ist. meiotic division, were not a nucleolus but a chromosome, it ought to be seen in 50^ of the spindle figures of the 2nd. meiotic division. But as I have said before, all the nucleoli have completely dis- appeared by the time the 2nd. meiotic spindle has formed, and this fact together with the counts given above, proves conclusively that the nucleolus of the Ist. meiotic phase, is, in spite of its similarity to the gemini in its shape and behaviour, really a nucleolus, and not a chromosome, bivalent or nnivalent. Foot and Strobell (’07), in their able paper on Änasa tristis, have already disproved the existence in that Hemipteron of a hetero- tropic chromosome, which should behave as described by Wilson (’05). They have shown that there is a chromosome which they identify with Wilson’s heterotropic, which lags a little in its division, but it divides in both divisions, and is bivalent in the Ist. Their beautiful photographic illustrations also make it very plain that Wilson misinterpreted the true nucleolus of the prophase for an early condition of the heterotropic chromosome. Up to the formation of the 2nd. meiotic spindle, there is a great similarity in the behaviour of the nucleolus of the Ist. meiotic divi- sion in Hijdrophüus, and the body which Wilson calls the hetero- 188 George Arnold tropic chromosome iu tlie species Archiineriis calcarator and Bmiasu calva. (’05 and ’07). Under tlie circumstauces, and in view of Foot and Strobell’s revision of Anasa tristis, one cannot lielp suspecting that in Archi- »lerus and Banasa the so-called heterotropic or accessory cbromo- some is really a nucleolus. The 2nd. meiotic division. In tlie prophase of tliis division tlie cbromosomes derived froni tlie Ist. maturation division are rapidly sorted out. Tbey are closely compacted togetber in tlie telopbase of tbe Ist maturation division, and very little liuin is visible (Fig. 25). However, as tbey separate apart, tbe liuin becomes niore distiiict ^Figs. 26 — 29) ouly to dis- appear agaiu on tbe formation of tbe spiudle (Fig. 30). Tbe very distinct spiudle-rest, derived froin tbe previous division, takes acid staius ratber strongly. It bas not beeu possible to see if tbe centro- somes arise from tbis body, but by tbe time tbe spindle is just forming (Fig. 30) it bas become cousiderably smaller, and a little deuser, disappearing altogetber wben tbe cbromosomes are on tbe equatorial plane (Fig. 31). In a large uumber of polar, and iu some of tbe side views of spindle figures, is is possible to distinguisb tbe micro-cbromosome (in Fig. 31). As iu tbe previous division, it lags bebiud tbe otbers wbeu dividiug, but iu tbis case, very mucb more so. Wbeu all tbe otber cbromosomes bave reacbed tbe poles, tbis micro-cbromosome bas ouly just beguu to divide (Figs. 32 and 34). Figs. 35 — 37 illustrate tbe telopbase. Here agaiu, tbe spindle-rest is very conspicuous, but instead of becoming fainter and smaller, it becomes denser, takiug tbe acid staius very strongly. It acquires a membraue and elongates. Figs. 30 and 40 sbow it iu two spermatids iu longitudinal and transverse section, and eveutually it euters iuto tbe composition of tbe Sperma- tozoon tail and middle piece. Summary. Hydrophilus bas 30 spermatogouial cbromosomes, wbicb are paired in tbe Ist. meiotic propbase to form 15 gemiui. In tbe Ist. meiotic division, in additiou to tbe 15 gemini, tbere is auotber body wbicb is tbe uucleolus. Archiv für Zellforschung Bd. II. Taf IX. y> ^ - i . y i ■< . V " 3 4 O Ä'^ l** > 6 y s .Cf . ^ > ri^ 9 ,a «K /O <• ^ iA# 11 ■ .y ..a 11 G. Arnold, del. Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig. Archiv fiir Zellforschung Bd. II G. Arnold, del. Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig. The Nucleolus and Microchromosomes in the Spermatogenesis etc. 189 The latter (although by its staining reaction and general be- haviour resembling a cbromosome whicb goes undivided to one pole in the Ist. naeiotic division) is really a uucleolus, disappearing enti- rely when tlie 2nd. meiotic prophase bas ended. There are 15 uni- valent cliromosomes in the 2nd. meiotic division. In both the Ist. and 2nd. meiotic divisions, there is a micro- chromosome, bivalent in the Ist. and univalent in the 2nd. In both cases, it lags behind the other chromosomes in division. Bibliography. 1902. VoiNOV, C. R. Paris. Spennatogenese Cybister Roeselii. 1903. Nils Holmgren, Auat. Anz. XXII. Spermatog. Silpha carinata. 1905. E. B. Wilson, J. Exper. Zool. I. The Behaviour of the Idiochromosomes in the Hemiptera, p. 371. II. The paired Microchromosomes, Idiochromosomes, and Heterotropic Chromosomes in Hemiptera, p. 507. 1906. III. Idem. The sexual differences of the Chromosome groups in Hemiptera etc. p. 1. 1907. Biol. Bulletin. Vol. XII. p. 303. Note on the Chromosome groups of Metapodius & Banasa. 1907. K. Foot & E. C. Strobell, The Chromosomes in Anasa tristis. Preli- minary note, Ibid. p. 119, & p. 279 — 316. Explanation of the Plates. All the drawings were made with a Zeiss 2 mm oil-imm., and 8 and 18 oculars, and again considerably enlarged on paper. Plate IX. Figs. 1 to 7. Somatic division. Fig. 1. Resting spermatogonium. Fig. 2. Spireme just forming. Figs. 3 to 4. Further stages in the formation of the spireme. Figs. 5 & 6. Spireme breaking up, and formation of the chromosomes. Fig. 7. Somatic spindle. Fig. 8. Somatic telophase. Fig. 9. Early prophase of Ist. meiotic division. Fig. 10. Pairing of the chromosomes to form the gemini. Fig. 11. Earliest stage of the synapsis. Fig. 12. A slightly later stage than Fig. 11. Nucleolus (N) just distingui- shable. The archoplasm has almost entirely disappeared. 190 George Arnold, The Nucleolus and Microchromosomes etc. Plate X. Figs. 13 & 14. Completion of the synapsis. Figs. 15 to 17. Late prophases, opening out of the synaptic contractiou, and Separation of the gemini. Fig. 21. Chromosomes moving up to the equatorial plane. Fig. 18. Metaphase. Figs. 22, 20 & 23. Anaphase. Fig. 19. Telophase. Ilere the nucleolus is just about to be enclosed in the new nuclear memhrane which is formed on the Separation of the two daughter cells. Fig. 24a, 5, c. On the left, three forms of gemini. On the right, the same, when division has just commenced. d’X. Nucleolus in the prophase condition. d'N. > » » metaphase condition. Plate XI. Fig. 25. Telophase of the Ist. meiotic division. Figs. 26 to 28. Short prophase of 2nd. meiotic division. Figs. 29 to 30. Separation of the chromosomes. Fig. 31. 2nd. meiotic spindle figure, showing the microchromosome m. Figs. 32 to 35. Anaphase and telophase of 2nd. meiotic division. Fig. 36. Separation of the daughter cells. Fig. 37 to 40. Spermatids, showing the condensation of the spindle-rest. Archiv für Zellforschung Bd. II. Taf XI G. Arnold, del. Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig. über die Secretionserscheinungen in den Zellen der plexus chorioidei des Menschen. Von Dr. E. A. Engel, Assistent. Aus dem Anatom. Institut d. k. Universität zu Palermo, Direkt. Prof. R. Versari.) Hierzu Tafel XII. Die Untersuchungen über den feineren Bau der Plexus chorioidei haben, speziell seitdem in der Mikrotechnik Methoden zur Verfügung stehen, welche gestatten, die morphologischen Einzelheiten und Ver- änderungen darzustellen, wie sie sich in der Zelle während deren funktionellen Tätigkeit abspielen, dargetan, daß den Elementen, welche die Oberfläche dieser Oebilde bekleiden, eine secretorische Tätigkeit zugesprochen werden muß. Diese histologischen Befunde haben in den Ergebnissen der Versuche betretfs des Übertrittes in den liquor cerebrospinalis von gewissen unter die Haut einge- spritzten Substanzen und in denjenigen der biochemischen Unter- suchungen über die Zusammensetzung des liquor eine Bestätigung erfahren; Es sind die erhärteten Tatsachen derart, daß es nicht mehr zulässig ist, diese Flüssigkeit als ein einfaches Transsudat anzusehen (Blumenthal) i). Unter den Studien über den Bau der Plexus chorioidei wird es genügen, diejenigen Arbeiten anzuführen, welche mit dem hier zu besprechenden Gegenstände in näherer Beziehung stehen. 1) Blumenthal. Über die cerebro-spiuale Flüssigkeit. Ergehn, d. Physiol. I. Jahrg. I. Abt. 1902. 192 Dr. E. A. Engel Luschka i) hat in den epithelialen Zellen der Plexus chorioidei hyaline Kügelchen gesehen, welche dann ans den Elementen aus- gestoßen werden. Findlay 2) hat ähnliche Beobachtungen gemacht und deutete diese Vorkommnisse als Zeichen einer secretorischen Tätigkeit der Zellen. Petit et Girard3)<) haben die Phasen der secretorischen Tätig- keit der epithelialen Zellen der Plexus chorioidei bei verschiedenen Tieren (Meerschweinchen, Kaninchen, Hund) und heim Menschen studiert. Ihre Beschreibungen beschränken sich aber ausschließlich auf die bei Tieren gemachten Beobachtungen und hauptsächlich auf die beim Meerschweinchen aufgedeckten Befunde. In den epithelialen Zellen der Plexus chorioidei dieses Tieres beschreiben die beiden Autoren zwei Zonen: Eine basale körnige, welche den Kern enthält und eine distale oder apikale, hyaline. In den Schnitten, die von in Boxixscher Flüssigkeit fixiertem Material stammen (die AA. rühmen dieses Fixierungsmittel als das einzige, welches sich für ihre Zwecke als geeignet erwies), haben die beiden Forscher in den basalen Zell- teilen fuchsinophile Granula aufgefunden, welche durch feinste, kaum wahrnehmbare Fädchen zu einem Netzwerke verbunden erschienen. Die distalen, hyalinen Zellzonen zeigen »sehr verschiedenes Aus- sehen«, das mit dem der oben in Kürze beschriebenen, »der basalen Zellteile im schärfsten Kontraste erscheint, wenn die distalen hyalinen Zonen das Aussehen einer blasigen Masse angenommen haben.« Unter dem Einflüsse von verschiedenen Substanzen (Muscarin, Äther) bilden sich nach den Beobachtungen der beiden Autoren auch noch hyaline Kügelchen, welche sie als Zeichen einer gesteigerten secretorischen Tätigkeit der Elemente deuten, während sie in einer früheren Arbeit angenommen hatten, daß diese Formationen, welche den von Luschka und Fixdlay beschriebenen Gebilden zu ent- sprechen scheinen, als von cadaverösen Veränderungen abhängig zu erachten seien. — 1) Luschka. Die Adergeflecbte des menschlichen Gehirns. 1855. 2) Fixdlay. The choroid plcxiis of the lateral ventricles of the brain; their histology normal and pathological. Journ. of Neurology 1897. 3) Petit et Girard. Processus secretoire dans les cellules de revStement des plcxus chordides des ventricules latcraux, consecutives ä l'administration de la muscarine et de l'ether. Compt.-rend. de la soc. de Biolog. Paris. T. 53. 1901. Dieselben. Sur la Ibnction secretoire et la morphologie des Plexus chordides. 1 über die Secretionserscheiniiugeu in den Zellen usw. 193 Lmamura Shixkichi^) bespricht in einer Arbeit den allgemeineren Bau der Plexus chorioidei des Menschen. Die wohlbekannten glän- zenden Körperchen in den epithelialen Zellen des Plexus geben nach seinen Beobachtungen mit Überosmiumsäure eine Eeaktion, die sie als aus einer fettähnlichen Substanz bestehend erkennen läßt; aber diese fettigen Körnchen können auch eine Pigment-Metamorphose eingehen. — LoEPEii^) hat, ebenfalls beim Menschen in den Zellen der Ober- fläche der Plexus chorioidei, neben Glykogentropfen und oft Pigment- körnern, auch noch feinere und gröbere Körnchen aufgefunden. Diese nehmen manchmal Morulaform au. Sie sind in Äther löslich, aber mit Überosmiumsäure färben sie sich nicht tiefschwarz. Deshalb nimmt Lüeper an, daß sie aus einem fettähnliehen Körper aufgebaut sein müssen. ScHLÄPFER^) hat über die Funktion und den Bau der Plexus chorioidei Studien gemacht. Neben vergleichend-anatomischen Unter- suchungen über deren Entwicklungsgrad im Verhältnis zur Entwick- lung des Gehirns gibt er Befunde wieder, die er mittels der vitalen und supervitalen Färbmethoden speciell bei Kaltblütern [Rana] erzielte, ln den Zellen der Plexus chorioidei dieses Tieres fand Schläpfer mit den angeführten Methoden Secrettröpfchen auf, von welchen er angibt, daß sie ein albumiuoides Centrum und eine lipoide Hülle besitzen. Schon vor mehreren Jahren hatte Galeotti^), anläßlich einer vergleichend-anatomischen Studie über das Gewölbe des Dienkephalon sein Augenmerk auch auf die Zellen der Plexus chorioidei gerichtet und die Secretionserscheinungen in denselben mittels seiner Granula- färbemethode dargestellt. Sein Material stammt meist von niedrigen Wirbeltieren; unter den Säugern untersuchte er Kaninchen und Mus 1) Lmamura Shinkichi. Beiträge zur Histologie des plexus chorioideiis des Menschen. Arb. aus d. Neurol. Inst, zu Wien. 1902. -) Loeper. Sur quelques points d'histologle normale et pathologlque des plexus choro'ides de l’homme. Compt.-rend. de la Soc. de Biolog. Paris. T. 56. 1904. 2) Derselbe unter dem gleichen Titel. Arch. de medecine experim. et anat. pathologlque. Annee 16. 1904. • 3' Schläpfer. Über den Bau und die Funktion des plexus chorioideus. Zieglers Beitr. z. allg. Patholog. und pathol. Anat. Supplementband 1905. Fest- band für Arnold. *) Galeotti. Studio morfologico e citologico della volta del diencefalo in alcuni vertebrati. Rivista di patologia mentale e nervosa. 1897. Archiv f. Zellforschung. 11. 13 194 Dr. E. A. Engel decwnamis albus. Galeotti beschreibt drei verschiedene Arten von Vorgängen, durch welche sich die Zelltätigkeit in den epithelialen Elementen der Plexus äußert. Es treten im Protoplasma hyaline Tröpfchen auf. Sie vergrößern sich auf ihrem Weg durch den Zell- leib bis zu dessen freien Saume, woselbst sie daun aus dem Elemente austreten. Daneben finden sich fuchsiuophile Granula, welche ihren Ursprung im Kerne haben. Aus diesem treten sie in das Protoplasma über, in welchem sie, etwas au Größe zunehmend gegen die freie Oberfläche der Zelle hinziehen, um schließlich an derselben auszu- treten. Als dritte Art der Secretionserscheinungen beschreibt Gal- eotti die Plasmosome. Es sind ziemlich grobe basophile Körner. Sie stammen vom Kernkörpercheu ab, das aus dem Kerne in das Protoplasma Übertritt. Auch diese basophilen Körnchen wachsen im Zellkörper; oftmals zerfallen sie in feinere Körnchen. Endlich ver- lassen sie die Zelle au deren freiem Saume. Überdies fand Galeotti in den epithelialen Zellen der Plexus chorioidei noch Vacuolen, die hauptsächlich in den apicalen Zellteilen Vorkommen. Schließlich erwähnt er noch ein Pigment, das sich in diesen Elementen bildet. — Unlängst ist eine Arbeit von FeaxcinD) erschienen. Sie befaßt sich mit den Secretionserscheinungen in den epithelialen Zellen der Plexus chorioidei des Frosches, Kaninchens, Hundes und speciell des Meerschweinchens. Nach den Beobachtungen dieses Autors, welche hauptsächlich mittels der vitalen und supervitalen Färbemethodeu augestellt worden sind, äußert sich die secretorische Tätigkeit der epithelialen Zellen der Plexus chorioidei folgendermaßen. In der Umgebung des Kernes, welcher von einem hellen Hofe umschrieben ist, finden sich im Protoplasma feinere und gröbere Körnchen. Auch treten im Zellkörper ziemlich große hyaline Tröpfchen auf. Diese sind scharf begrenzt und von einem stärker färbbaren Saume um- geben. Im Protoplasma der Zellen finden sich auch Vacuolen. Auf Grund der hier angedeuteteu Befunde und auf Grund der Ergebnisse von Versuchen mit secretionssteigerndeu und sekretionshemmenden Stoffen ;im ersteren Falle zeigt sich eine Zunahme der Körnchen, im letzteren eine Abnahme derselben und ein häufigeres Auftreten der oben augedeuteten Tröi)fchen mit .stärker gefärbtem Saume) kommt Fraxcixi zu dem Schlüsse, daß in den Zellen der Plexus chorioidei 1) Ekan’cixi. Sulla structura c la funzione dii plcssi coroidei. Lo speri- mentale, anno (51. Fase. IV. August 1907. über die Secretionserschemungeu iu den Zellen usw. 195 zwei verschiedene Formen von Secretionserscheinungen unterschieden werden können ; Die eine äußert sich durch das Auftreten der Tröpf- chen, die sich im Protoplasma bilden, die andere durch die Bildung von Körnchen, die im Kerne ihren Ursprung haben. Die Tröpfchen wurden sodann die Körnchen durchtränken, so daß die Substanz der- selben schließlich jene stark färbbaren Säume um die Tröpfchen bilden würde. Nach dem Austritte der Gebilde aus dem Zelleibe bleiben in demselben Vacuoleu zurück. — Aus den hier kurz angeführten Arbeiten ist ersichtlich, daß die Kenntnisse über die feineren Verhältnisse im Bau der epithelialen Zellen der Plexus chorioidei , welche im Zusammenhänge mit der secretorisehen Tätigkeit derselben erscheinen, beim Menschen manche Lücke aufweisen. Deshalb sind vorliegende Untersuchungen eingeleitet worden iu der Hoffnung, an Hand der Ergebnisse, welche die Anwendung ge- eigneter Untersuchuugsmethodeu liefern, einiges Uber die Art und Weise, iu welcher sich die Tätigkeit der Elemente der Plexus cho- rioidei äußert, auch beim Menschen klar legen zu können. — Zu diesem Zwecke habe ich Plexus chorioidei von Neugeborenen, Kindern und Erwachsenen untersucht, mich zur Darstellung der Gra- nula der Methoden von Alt.maxn, Heidenhaix und Galeotti be- dienend. In der Beschreibung der Befunde halte ich mich haupt- sächlich an die nach Galeotti behandelten Präparate, welche die vollständigsten Bilder aufweisen. In diesen Präparaten findet man in den Zellen, welche die Oberflächen der Plexus chorioidei bekleiden, zweierlei Arten von Granula. Die einen nehmen das Fuchsin S. kräftig an, die andern färben sich nlit dem MethylgrUn, sind also basophil. Die fuchsinophilen Granula sind an Größe ziemlich gleichmäßig. Ihre Anordnung und Zahl in den Zellen aber ist sehr verschieden. Es finden sich Zellen, die in ihrem ganzen Körper verstreut eine größere Zahl von diesen Granula aufweisen, neben anderen Elementen die nur eine geringe Zahl der Körnchen, in bestimmten Zonen des Zelleibes führen. Schließlich findet man auch Zellen, die der fuchsino- phileu Granula vollkommen entbehren. Bezüglich der Zellen, die nur eine geringe Zahl von Granula enthalten, möchte ich das Augen- merk zuerst auf diejenigen lenken, in welchen die fuchsinophilen Körnchen im basalen Teile des Zellkörpers liegen. Man findet iu diesem Falle die Körnchen manchmal in sehr geringer Zahl und nur hinter dem Kerne, zwischen diesem und dem Fuße der Zelle gelagert (siehe Fig. I, Zelle 2). 13* l'.)6 Dr. E. A. Engel In anderen Zellen, in welchen die Künicheu immer noch spärlich sind, findet man sie auch seitwärts von dem Kerne liegend auf. (Fig. 2, Zelle 3.) Alle diese Elemente sind gewöhnlich nicht sehr hoch. (Es muß bei dem Vergleiche selbstverständlich darauf Rück- sicht genommen werden, daß die auf den Zellenteilen der Plexus aufsitzeuden Zellen durchschnittlich eine kubische oder cylindrische Form besitzen, während man anderwärts au der Plexusobertläche abgeplattete Elemente findet.) Der Kern liegt in dem basalen Zell- teile, dem Zellfuße mehr oder minder genähert. Er ist rundlich und weist in seinem Innern neben einem deutlichen Chromatiunetz eine wechselnde Zahl von feinsten, vom Fuchsin rotgefärbten Körnchen auf. Außer diesen finden sich in demselben auch 1 — 3 ebenfalls rot ge- färbte Blöckchen von unregelmäßiger Gestalt und meist ein grün tiiigiertes Kernkörperchen. In anderen Zellen, die sich von den obenbeschriebeuen an Größe und Form unbedeutend unterscheiden, findet mau die roten Granula im Protoplasma in größerer Zahl. Der Kern liegt meist etwas weiter gegen die Mitte der Zelle zu. Es macht den Eindruck, als hätten die in den basalen Zonen der Zelle, hinter dem Kerne angehäufteu Granula diesen nach außenhin gedrängt. (Fig. 2, Zelle 4.) Aber die Körnchen können auch, wie andere Elemente beweisen, den ganzen Zelleib ausfüllen (Fig. 2 und 3, Zellen 4, 5 und 6). Auch in diesen Elementen sind die Kerne verhältnismäßig groß, rund und gegen die Mitte der Zelle zu gelagert. Ihr feinerer Bau hat gegen- über denjenigen der weiter oben beschriebenen Zellen einige Ver- änderungen durchgemacht. Die roten Blöckchen sind aus dem Kerne verschwunden und allmählich auch diS feinen roten Körnchen; der ganze Kern hat ein blasiges Aussehen angenommen. Die im Protoplasma gelegenen fuchsinophileu Granula können aber auch dichter gedrängt liegen (Fig. 3, Zelle 7j, ja man kann Zellen auffindeu, welche ihre annähernd kubische oder cylindrische Gestalt in eine bläschenförmige umgeäudert haben. (Fig. 1, Zelle 8.'i In diesen Elementen ist der Kern klein, stark gefärbt und läßt in seinem Innern den feineren Bau nicht mehr genau erkennen; so scheint es, als wäre er zusammeugedrückt worden. Dieses Bild wird noch charakteristischer, wenn sich alle Körnchen im Protoplasma allmäh- lich vor den Kern gelagert haben und dieser so gegen den Fuß der Zelle augedrückt erscheint. (Fig. 1, Zelle 8.) Aber mit der Zunahme an Zahl verändern sich die fuchsinophileu Körnchen auch etwas au Größe und Gestalt. In den vom Kerne Uber die Secretionserscheinungen in den Zellen usw. 197 am weitesten entfernten Teilen der Zelle, hauptsächlich gegen den freien Zellsaum hin, findet man in den an Körnchen reichen Ele- menten auch Granula, die etwas größer sind als die anderen. Bei stärkerer Vergrößerung erscheinen diese größeren Granula nicht wie die eigentlichen, feineren Granula, stark und gleichmäßig gefärbt. In der Mitte ist ihre Farbe etwas heller, während ihr Rand in- tensiv und dunkel erscheint; so sehen sie winzigen Bläschen oder Tröpfchen sehr ähnlich. — Die mit Fuchsin färbbaren Granula erscheinen in anderen Zellen mehr oder minder geschwunden. Meist ist die Verringerung ihrer Zahl in den basalen Zellteilen am bemerklichsten. Die Kerne rücken allmählich wieder etwas vom Zellfuße ab nach der Mitte der Zelle zu. So kann mau Zellen auffinden, in denen der basale Teil des Protoplasma nur den Kern enthält, während die apicalen Zonen noch sehr reich an fuchsinophilen Granula erscheinen (Fig. 3, Zelle 9). In den Zellen mit einer ähnlichen Anordnung der Granula finden sich den eigentlichen Körnchen jene tröpfchenähnlichen Gebilde oft in verhältnismäßig großer Zahl beigemischt, und zwar so, daß die kleinsten, am stärksten gefärbten Körnchen dem Kerne am nächsten liegen. Auch in den apicalen Zonen der Zellen werden dann die Granula spärlicher, bis man schließlich in manchen Zellen nur noch gegen den freien Zellsaum zu ein kleines Häufchen derselben auf- findet. (Fig. 1, Zelle lO.j In all diesen Zellen sind die tröpfchenartigen Gebilde verhältnis- mäßig zahlreich. Sie erscheinen oft nicht scharf begrenzt, um so mehr, da sie sich etwas weniger intensiv färben, je größer sie sind und zugleich das Protoplasma in ihrer Umgebung oft einen schmutzig roten Farbenton annimmt, als wäre es von dem mit Fuchsin färbbaren Stoffe der Granula oder Tröpfchen imbibiert worden (Fig. 3, Zelle 11). So kann man bei schwächerer Vergrößerung den Eindruck be- kommen, als liege vor dem Kerne in dem apicalen Zellteile ein großes wölkchenähnliches Gebilde. Bei stärkerer Vergrößerung aber lassen sich in demselben die Tröpfchen als hellere, von einem dunklen Saume umgebene, und die eigentlichen Körnchen als intensiv rot gefärbte Pünktchen auffinden. Dieses scheint mir zugleich dafür eine Gewähr zu seiu, daß es sich in diesen Fällen nicht einzig um cadaveröse Veränderungen oder Kunstpiodukte, z. B. von mangel- hafter Fixierung herrühreud, handle. — Schließlich verschwinden aus den Zellen auch die letzten Spuren der Körnchen, der Tröpfchen und der schmutzig roten Färbung des 198 Dr. E. A. Engel Protoplasma. Nur eine oft recht beträchtliche Zahl von kleinen Vacuolen hleiht zurück. Vacuolen treten aber auch in den vorher beschriebenen Zellen mit einer bereits erheblich verringerten Zahl von Granula auf. Die Kerne der Zellen, in welchen die Zahl der fuchsinophilen Granula geschwunden ist, nehmen nach und nach ihr ursprüngliches Aussehen wieder an; sie werden größer, es treten das Chromatinnetz, die roten Blöckchen und die feinen roten Körnchen allmählich in ihrem Innern wieder auf. Die andern Granula, welche sich nach der Methode von Gal- EOTTi mit dem Methylgrün färben und sich also basophil verhalten, sind an Größe, Zahl und Anordnung in den Zellen von den oben beschriebenen fuchsinophilen sehr verschieden. Sie sind meist bedeu- tend größer, finden sich aber in viel geringerer Zahl vor. Die Zellen in welchen sie angetroöen sind, beherbergen ihrer meist nur 1—3 (Fig. 3, Zelle 6 und 11). Selten nur konnte ich mehr in einer Zelle auffinden. Die Form dieser Granula ist rundlich; manchmal nehmen sie die Gestalt einer Morula an, die von 4 — 6 mehr oder minder innig verschmolzenen kleinen Kügelchen zusammengesetzt erscheint. In anderen Zellen kann man etliche kleinere grüne Kügelchen oder Körner nahe bei einander liegend auffinden: es scheint, als sei ein größeres Gebilde in kleinere zerfallen. Die Körner, welche zu mehreren in einer Zelle liegen, sind meist kleiner. Die Größten finden sich in den Zellen, die nur ein oder zwei der basophilen Gra- nula enthalten. Es ist mir in einigen Fällen gelungen, den Ursprung dieser Granula aus dem Kerne zu verfolgen. Der Kern zeigte eine Ausbuchtung der Kernmembran in Form von einem winzigen Trich- terchen, das nach außen offen zu sein schien. An der Spitze dieses Trichters, und zuweilen schon halb im Protoplasma gelegen fand sich das Kernkörperchen. — Auch die basophilen Granula wie die fuchsinophilen werden an dem freien Zellsaume aus dem Zellkörper ausgestoßen. Ein Teil der gröberen Vacuolen, die man in den apicalen Zellzonen finden kann, zeigen wohl die Lage dieser Granula an. Beide Arten dieser hier beschriebenen Granula, sowohl die fuchsi- nophilen als die basophilen, kann man in den kubischen oder cylin- drischen Zellen der Oberfläche der villi und auch in den anderen abgeplatteten epithelialen Zellen der Plexus finden, während aber die fuchsinophilen Granula immer in sehr großer Zahl, wenn auch von Zelle zu Zelle in sehr wechselnder Menge und Anordnung aufzufinden über die Secretionsersclieiuungen in den Zellen usw. 199 sind, scheiueu die Schwankungen im Reichtum der Zellen der Plexus au basophilen Körnern sehr bedeutend zu sein. lu manchen Präpa- raten konnte ich in jeder vierten bis sechsten Zelle ein oder mehrere Plasmosome sehen, in anderen Fällen hingegen gelang es mir selbst nach Durchsuchung vieler Präparate nicht, basophile Granula fest- zustellen. Inwiefern diese Befunde mit einer Schwankung in der secretorischen Tätigkeit der Plexuszelleu in Verbindung zu setzen sein kann, muß ich dahingestellt sein lassen. Nur möchte ich au- deuten, daß, wo die Plasmosome besonders zahlreich waren, die Zellen meist in vorgerückten Phasen der Elimination der fuchsinophilen Granula sich befanden. — Es braucht wohl kaum hervorgehoben zu werden, daß mit der HEiDExriAiNschen Eisenhämatoxylinfärbung alle Granula schwarz er- scheinen. Ich bemerke, daß mir diese Färbemethode nur dann Er- gebnisse geliefert kat, welche mit denjenigen der nach Galeotti behandelten Schnitte vergleichbar sind, wenn die Fixierung in FEEMMiNGScher Flüssigkeit vorgenommen worden war. Außer diesen beiden Arten von Granula, den fuchsinophilen und den basophilen konnte ich in einzelnen Fällen in den Zellen der Plexus noch andere Gebilde auffinden. Es handelt sich um kleinere oder größere kugelige Formationen, Avelche manchmal in ihrem Innern ein helles Centrum ein schließen. Öfters sind sie zu mehreren dicht beieinander gelagert und nehmen so die Form einer Morula an, welche an Größe den Kern der Zelle um ein Beträchtliches über- treffen kann. Diese Gebilde scheinen aus einem fettartigen Stoffe zu bestehen: sie sind in Alkohol und Äther löslich und mit Üherosmium- säure nehmen die peripheren Teile einen grauen und bräunlichen Ton an. Tinctoriell unterscheiden sie sich von den anderen be- schriebenen Körnern dadurch, daß sie die Farbe nicht angenommen haben. Man kann diese grauen oder graubraunen Kügelchen meist mit einem hellen Centrum, neben intensiv rot gefärbten fuchsinophilen und grün fingierten basophilen Granula auffinden. Meine Befunde gestatten mir nicht, genaueres festzustelleu. Ich glaube aber, daß nach dem ebengesagten die Annahme, daß es sich um Kunstprodukte, durch eine mangelhafte Fixierung und Färbung oder um cadaveröse Veränderungen handeln könnte, zurückgewiesen werden darf. Ebenfalls fehlt mir irgend welcher Befund, der auf einen pathologischen Vorgang hinwiese. — Die Ergebnisse meiner Untersuchungen kurz zusammenfassend, kann man zu folgenden Schlüssen kommen. 200 Dl'- E. A. Engel, Über die Secretionsersclieinungen in den Zellen usw. Es lasseu sich in den epithelialen Zellen der Plexns chorioidei des Menschen mit geeigneten Methoden Structureigentümlichkeiten darstellen, welche als Ansdruck einer secretorischen Tätigkeit auf- gefaßt werden dürfen. Sie bestehen in dem Auftreten von Granula im Zelleibe, welche sich fuchsinophil und basophil verhalten. Die verschiedene Zahl und Anordnung der Granula in den Ele- menten, die Veränderungen in der Form der Zellen, in der Lage und im feineren Bau des Kerns müssen als Ausdruck der Phasen eines Secretionsprozesses gelten. Erklärung der Figuren auf Tafel XII. Epitheliale Zellen von der Innenfläche der plexus chorioidei des Menschen {pars villosa) in verschiedenen Phasen ihrer funktionellen Tätigkeit. Fig. 1. Färbung mit Eisenhämatoxylin nach Heidenhain. Fixierung in FLEMMiNGScher Flüssigkeit. Zelle 1 im Euhezustande. Zelle 8 auf dem Höhepunkte der secretorischen Tätigkeit. Obj. Zeiss 2 mm. apochr. hom. im. ocul. Zeiss comp. 6. Fig. 2. Färbung nach Galeotti. — Obj. Zeiss] 2 mm. apochr. hom. im. Ocul. comp. 8. Fig. 3. Färbung nach Galeotti. Zelle 6 u. 11 enthalten basophile Granula, plasmosome.) Zelle 6 eine große Yacnole. (Der Umriß der Zellen ist leicht schematisiert.) Engel gez Verlag von Wilhelm Etigtbruuai in. Ltif zig. LitK. Aast. v. Johannes Arndt, Jena. Chromosomenstudien. II. Ileterotypisclie Mitose als Reifiiiigscliarakter. Nach Uiiter- siicliiingen an Nereis limbata Ehlers, Thalassenia niellita Conn. lind Cerehratulus lacteus Huhr. Von Kristine Bonnevie (Kristianial. Mit Tafel XIII — XIX und 23 Textfignren. In einer vorläufigen Mitteilung (Bonnevie 1907j habe ich die während der Reifung und Furchung der JVereis-Eier zum Vorschein tretenden Chromosomenverhältnisse kurz dargestellt. Als Haupt- resultat habe ich die Tatsache hervorgehoben, daß die heterotypi- schen Charaktere der ersten Reifungsteilung, die für eine Beurteilung der Reifungsvorgänge eine so große Rolle gespielt haben, nicht nur in dieser Mitose vorgefunden werden, sondern daß sie in den Furchungsteilungen von Nereis wieder, und zwar in allen Phasen der Mitose, zum Vorschein kommen. — Auf dem Zoologenkongreß zu Boston im August 1907 ist eine Reihe der für diese Unter- suchungen zugrunde liegenden Präparate demonstriert, und ihre wesent- lichen Resultate sind in einem Vortrag veröffentlicht worden. Nach dem Erscheinen meiner vorläufigen Mitteilung ist auch von Häcker (1907) auf Grundlage zum Teil schon früher veröffent- lichter Beobachtungen der Satz ausgesprochen worden (S. 109) »daß in der heterotypischen Teilung speziell des Salamanderhodens eine Anzahl von Erscheinungen zusammengehäuft sind, welche zum aller- größten Teil auch bei anderen Teilungsschritten angetrofifen werden«. Mit dem Nachweis eines heterotypischen Charakters der Mitose auch außerhalb der Reifungsteilungen ist der wichtigste Beweis einer Archiv f. Zellforschnng. II. 14 202 Kristine Bonnevie allgemein auftreteudeu Reduktiousteiluug hinfällig geworden. — Da ich hei Xereis, wie früher bei Entei-oxenos (Bonnevie 1905, 1906), auch keine andern Beweise einer Reduktionsteiluug vorfinden konnte, habe ich beide Reifungsteilungen als Aquationsteilungen auffassen müssen, deren Aussehen jedoch durch die heterotypischeu Charaktere der Chromosomen beeinflußt worden ist. In einer soeben erschienenen Arbeit hat sich Vejdovsky (1907) auf Grundlage seiner interessanten Beobachtungen über Oligochaeten- eier dieser Auffassung angeschlossen. — Auch Fick (1907), Meves (1907) und Duesberg (1908) haben sich zu der Annahme einer all- gemein auftreteudeu Reduktionsteilung ablehnend gestellt. Die in meiner vorläufigen Mitteilung dargestellten Resultate waren aus Material gewonnen, das mir von Herrn Professor E. B. Wilson gütigst überlassen w^orden war. — Im Sommer 1907 wurde mir dann auch durch die Freundlichkeit von Herrn Professor Frank Lillie die Gelegenheit geboten, an der biologischen Station zu Wood’s Hole, Mass, frisches Material von ATjrefs-Eiern einzusammeln, um an demselben meine früheren Resultate prüfen und etwa vorhandene Lücken ausfülleu zu können. Die Resultate meiner erneuerten und erweiterten Untersuchung sollen in dieser Arbeit niedergelegt und mit den Verhältnissen andrer Formen verglichen werden. Mit Bezug auf die Frage nach der Existenz einer Reduktions- teilung habe ich bei allen von mir untersuchten Objekten meine frühere Auffassung bestätigt gefunden. — In betreff dieser Frage wird es daher hier genug sein auf die Auseinandersetzungen meiner vorläufigen Mitteilung hinzuweisen. Nur bei Besprechung der Lite- ratur werde ich auch in dieser Abhandlung die Alternative Reduktions- oder Äquationsteilung gelegentlich diskutieren müssen. Die Aufgabe dieser Arbeit wird es sein, die heterotypischen Charaktere der Mitose zu analysieren, indem sowohl ihr gesetzmäßiges Zusammenwirken als auch das Verbreitungsgebiet jeder einzelnen derselben untersucht werden soll; — Meine Resultate werden unter folgender Gruppierung dargestellt: Kap. A.: Beobachtungen. Xereis limbata, Ehlers. Thalassema mellita, Conn. Cerehratulus Inctcus, Hubr. Chromosomeustiidien. II. 203 Kap. B.: Diskussion. Heterotypische Charaktere der Chroniosomen. Prophasenstrukturen. Metaphasenstrukturen. Anaphasenstrukturen. Karyomerenbildung und Chromatinstrukturen des Kerns. Heterotypische Mitose als Reifungscharakter. Kap. A: Beobachtungen. Nereis limbata Ehlers (Taf. XIII — XVII). Nach künstlicher Befruchtung, die — wie schon von E. B. Wilson (1897) konstatiert — am Abend vorgenommen werden muß, wurden die sich entwickelnden iVems-Eier (im Laufe der folgenden Nacht) serienweise in Flemmings und Boüins Flüssigkeiten und in Picrin- Essigsäure fixiert. — Die später verfertigten Schnittserien sind mit Eisen-Hämatoxylin gefärbt worden. Eine Untersuchung dieses neuen Materials hat, wie schon er- wähnt, in allen wesentlichen Punkten meine früheren Resultate be- stätigt. — Auf einem Punkte möchte ich jedoch zu meiner vorläufigen Mitteilung eine ausfüllende Bemerkung hinzufügen. Unter den Würmern, die am Abend zu Tausenden auf der Meeres- oberfläche herumschwimmen, lassen sich zwei Varietäten, eine größere und eine kleinere, unterscheiden. — Sie sind äußerlich nicht scharf voneinander getrennt, und bei einer oberflächlichen Betrachtung läßt sich oft nicht entscheiden, ob die eine oder andre Varietät vorliegt. Die Eier beider Varietäten unterscheiden sich aber sowohl in betreff ihrer Größe als auch mit Bezug auf die Dicke ihres Schleimmantels von einander. — Ein Vergleich meines neuen Materials mit dem mir früher von Professor E. B. Wilson überlassenen ergiebt nun, daß die in meiner vorläufigen Mitteilung beschriebenen späteren Furchungsstadien (7 — 151/2 Stunden nach der Befruchtung) einer Serie großer Eier an- gehören, während sich die Beschreibung der früheren Stadien auf kleine Eier bezieht. Die Furchung der großen und der kleinen Eier scheint äußerlich völlig gleich zu verlaufen. Mit Bezug auf die Chromosomenverhält- nisse unterscheiden sich jedoch beide Varietäten insoweit voneinander, als der heterotypische Teilungsmodus in den großen Eiern erheblich länger bewahrt wird als in den kleinen. So werden heterotypische Metaphasenbilder in den großen Eiern bis zu 11 Stunden nach der 14* Cbersichtsbilder nacheinanderfolgender Stadien der Keifungsteilungen in Xa eis Umhata. A-D erste, E-F zweite Keifungsteilnng, G Vorkerne. AS', B 15', C 2o' D 25' E-G 35-GO' nach der Befruchtung. übersichtsbilder aus der Furcliung von Xereis Umhata. H -I erste, K dritte, L eine später erfolgende Furchungsteilung. I (iO— (15', J 6(1' K 75' L ca. 3 St. nach der Befruchtung. 206 Kristine Bonnevie Befruchtung noch recht häutig vorgefundeu, während sie in den kleinen schon 4 — 5 Stunden nach der Befruchtung nicht mehr nach- zuweisen sind. Die jetzt folgende Beschreibung der Keifungs- und Furchungs- vorgänge bei Nereis, in der sowohl große als kleine Eier in Betracht gezogen werden sollen, wird teils meine schon früher mitgeteilteu li Resultate mittels eines reicheren Tatsachenmaterials weiter illustrieren, j , teils wird sie aber auch neue Beobachtungen, besonders über das i j Verhalten der Chromosomen bei der Kernbilduug, enthalten. I ; Für eine Deutung der Reifungsteil ungeu wird eine richtige | i Seriierung der Stadien von entscheidender Bedeutung sein. — Eine i solche war in meinem Material absolut gesichert, indem hier die jede 5 Min. nach der Befruchtung fixierten Eier gesondert untersucht I werden konnten. Zwar verläuft die Entwicklung der verschiedenen ’ i Eier nicht genau parallel; es bietet aber keine Schwierigkeit, inner- \ halb jeder Gruppe von Eiern ein charakteristisches mittleres Stadium 1 nachzuweisen. Als Grundlage meiner später folgenden Darstellung der Chromo- j somenverhältnisse habe ich in Textfig. A — L eine Reihe Übersichts- I bilder der Reifungs- und Furchuugsteilungen zusammengestellt. — Das Stadium der Fig. J., Metaphase der ersten Furchungsteilung, ist etwa 1 Stunde nach der Befruchtung (66 Min.) erreicht. Die erste Hälfte dieser Stunde wird von der Prophase der ersten Reifungs- teiluug in Anspruch genommen (Textfig. A — D), während im Laufe der zweiten Hälfte die späteren Stadien der Reifung, die Entwicklung der Vorkerne und die Prophase der ersten Furchungsteilung rasch aufeinanderfolgen (Textfig. E — J). — Textfig. K und L endlich zeigen Prophasenstadien aus einer der ersten (K) und einer später erfolgen- den (L) Furchungsteilung, um das verschiedene Verhalten ihrer Chro- mosomen zu illustrieren. Erste Reifungsteiluug. In Textfig. A (8 Min. nach d. Befr.) ist ein Stadium gerade vor der Auflösung der Kernmembran dar- gestellt. 14 Chromosomen, von denen in dieser Abbildung nur eines sichtbar ist, werden auf diesem Stadium im großen Nucleus vor- gefunden. Die Chromosomen scheinen in möglichst großer gegen- seitiger Entfernung im Kernraum verteilt zu sein; eine Anzahl derselben liegt dabei immer der inneren Fläche der Kernmem- bran dicht an. — Die achromatische Teilungsfigur läßt sich auf diesem Stadium außerhalb der Kerumembran schon deutlich wahr- nehmen. Chromosomenstiidien. II. 207 Textfig. B (15 Mid. nach d. Befr.) zeigt die achromatische Teilungs- figur weiter entwickelt. Die Kernmembran ist zum größten Teil auf- gelöst, und die Chromosomen werden um die Teilungsfigur herum unregelmäßig zerstreut vorgefunden. Zum Teil liegen sie der Spindel- oberfiäche, zum Teil der Polstrahlung dicht an; zum Teil scheinen sie auch schon in die Aquatorialebene eingestellt zu sein. — Die Strahlungseentren haben noch nicht ihre definitive Entfernung er- reicht; die Spindel liegt daher auch noch einseitig im Verhältnis zum größten Diameter des Kerns. (Vgl. Fig. 90, Taf. XVIII, in welcher ein entsprechendes Stadium von Thalasscma abgebildet ist.) Auf den zunächst folgenden Stadien (Textfig. C; 20 Min. nach d. Befr.) sieht man die Spindel mächtig anschwellen, indem sie sozusagen die Überbleibsel des ganzen Kerns in sich aufnimmt. Während dieser Zeit werden die Zugfasern auf die Chromosomen inseriert, und die letzteren nehmen ihren Platz um den Äquator der Spindel herum ein. Textfig. D endlich (25 Min. nach d. Befr.) repräsentiert ein Stadium, wo die Teilungsfigur ihre definitive Form angenommen hat und jetzt auch im Begriff ist, ihre definitive Stellung einzunehmen. Die Chromosomen liegen auf diesem Stadium in einer unregelmäßigen Aquatorialplatte eingeordnet, die meisten von ihnen schon in ihrer Teilung weit vorgeschritten; eine reguläre Aquatorialplatte wird in der ersten Keifungsteilung von Nereis nur sehr selten vorgefunden. — Auffallend ist der Größenunterschied der beiden Strahlungseentren. Während der relativ langen Zeit, in welcher die achromatische Teilungsfigur ihre definitive Form erreicht, durchlaufen auch die Chromosomen eine Reihe charakteristischer Veränderungen, die jetzt näher betrachtet werden sollen. — Bei meiner Beschreibung der Chroraosomenformen werde ich die Prophasen- und die Meta- phasenstrukturen getrennt besprechen, indem ich unter Prophasen- strukturen diejenigen Chromosomenformen zusammenfasse, die innerhalb der geschlossenen Kernmembran, also ohne Mitwirkung der Zugfasern, zum Vorschein treten; unter der Bezeichnung Metaphasen- strukturen werde ich die während der Trennung der Tochterchromo- somen als Folge der Zugwirkung der Spindelfasern durchlaufenen Formen beschreiben. Prophasenstrukturen. Vor der Auflösung der Kernmembran können die Chromosomen, wie schon in der vorläufigen Mitteilung gezeigt wurde, die verschiedensten Formen aufweisen, die sich jedoch alle auf ein gleicharmiges Kreuz oder, wenn die vier Arme einander 208 Kristiue Bonnevie stark genähert sind, auf ein aus vier parallelen Elementen bestehendes Stäbchen zurückführen lassen. — Solche Chromosomen sind in Fig. 1—3, Taf. XIII abgebildet. Ring- und Achterbildungen (Fig. 3 a—e) kommen nur relativ selten vor; dasselbe ist auch mit den in Fig. 1 a — f abgebildeten Chromosomen der Fall, die aus zwei längsgespalte- nen Elementen zusammengesetzt erscheinen. Überaus häufig finden wir aber die gleicharmigen Kreuze, von denen einige in Fig. 2« — g dar- gestellt sind. Auch diese können unter sich verschieden sein; das eine haben sie aber gemein, daß in jedem derselben vier unter sich gleiche Chromatinfädchen von einem gemeinsamen Mittelpunkte aus- strahlen. Dabei können sie soweit auseinander divergieren, daß ein flach ausgebreitetes Kreuz vorliegt, oder sie können einander mehr oder weniger stark genähert sein. In mehreren Fällen habe ich in jedem Arm eines solchen Kreuzes eine Längsspalte wahrnehmen können (Fig. 2 a, b, g). Die hier besprochenen Formen (Doppelbügel, Ring- oder Kreuz- bildungen) sind nicht an bestimmte Chromosomen gebunden, sondern können nur als Ausdrücke verschiedener Spannungszustände der Chromosomen betrachtet werden. Oft habe ich so sämtliche Chromo- somen eines Kerns als Kreuze vorgefunden — in andern Kernen sind die Kreuze mit einer kleinen Anzahl Ringe oder Doppelbügel vermischt. Die typischen Prophasenformen der Aerefs-Chromosomen werden nur innerhalb der geschlossenen Kernmembran vorgefunden. Zur Zeit ihrer Befestigung an die Spindel werden sie in gesetzmäßiger Weise verändert, und zwar können die Veränderungen in der Weise charak- terisiert werden, daß die früher stark gespreizten Teile der Chromosomen einander jetzt angenähert werden. — So sieht man auf den in Textfig. B und C dargestellten Stadien die gleich- armigen Prophasenkreuze kaum mehr auftreten; an ihrer Stelle finden wir aber jetzt U- und V-förmige, deutlich längsgespaltene Chromo- somen und zwischen ihnen auch einige stäbchenförmige Chromosomen mit doppelter Längsspalte (Fig. 4 a — f). Diese Chromosomenformen können nur durch eine Annäherung der Arme der früheren Kreuze zustande gekommen sein — entweder zu zweien, wodurch U- oder V-förmige Chromosomen gebildet werden, oder zu vieren. Eine solche Annahme wird auch durch Betrachtung der Insertions- punkte der Chromosomen gestützt. Während nämlich die einfach längsgespaltenen U- und V-förmigen Chromosomen median befestigt werden, zeigen die doppelt längsgespaltenen Stäbchen eine terminale Chromosomenstudien. II. 209 lusertiou; iu beiden Fällen entsprechen ihre Insertionspunkte den Mittelpunkten der ursprünglichen Kreuze. — Die beiden Längshälften der median inserierten Chromosomen entsprechen nach dem obigen je einem Armpaare der früheren Kreuze, und ihre Längsspalte ist also auch mit den früher weit otfenen Winkeln zwischen diesen Arm- paaren identisch. — Die auf früheren Stadien in den einzelnen Armen der Kreuze sichtbaren Längsspalten (Fig. 2 f, g) habe ich zur Zeit der Befestigung an die Spindel nicht mehr nacbweisen können. Kleine ringförmige Chromosomen werden auch in der späten Prophase noch vorgefunden, und zwar scheinen sie jetzt in größerer Anzahl als zuvor aufzutreten, als oh während der Annäherung der Chromosomenteile neue Einge gebildet worden seien. — Die Pro- phasenringe nehmen alle im Verhältnis zur Spindelachse eine äqua- toriale Stellung ein, indem die von beiden Teilungscentren heran- tretenden Zugfasern an gegenüberliegenden Stellen eines und desselben Querschnittes befestigt werden. — Diese Einge werden also bei der Teilung nicht in zwei Halbringe, sondern vielmehr in zwei geschlossene Tochterringe zerlegt (Fig. 5 d — g, 6 h). Die letzteren geben jedoch meistens schon vor ihrer Trennung die Eingform auf, indem sie sich an der dem Insertionspunkte gegenüberliegenden Stelle ölfnen. — In ihrem weiteren Verhalten sind daher die Prophasenringe von den U- und V-förmigen Chromosomen nicht wesentlich verschieden. Metaphasenstrukturen. Während der Trennung der Tochter- chromosomen kommen in der Metaphase wieder Chromosomenformen zum Vorschein, die beim ersten Anblick mit denjenigen der Pro- phase identisch erscheinen könnten, die aber in Wirklichkeit nicht nur zeitlich von den letzteren getrennt, sondern auch andrer Natur sind. — Wir finden hier wieder Einge, Kreuze und Doppelbügel und außerdem auch alle Übergänge zwischen diesen Formen (Fig. 6 — 11, Taf. XIII). Diese Metaphasenstrukturen lassen sich, wenn wir eine ziehende Wirkung der Spindelfasern voraussetzen, aus den verschiedenen Chromosomenformen der späten Prophase direkt ableiten, und zwar scheinen sie in ihrer Entstehung von zwei Faktoren abhängig zu sein: erstens von der mehr oder weniger weiten Spreizung der Arme der Mutterchromosomen und zweitens auch von ihrer mehr oder weniger plastischen Konsistenz. — Wenn die beiden Arme eines median befestigten Chromosoms weit auseinandergespreizt sind, dann können als Übergangsformen während der Trennung ihrer Längshälften weit offene Metaphasenringe zum Vorschein kommen (Fig.8, 10). Das 210 Kristine Bonnevie Lumen dieser Eilige repräsentiert, im Gegensatz zu demjenigen der Eropbasenringe, immer die Oflnung zwischen den sich trennenden Tochterchromosomeu; sie werden daher auch immer bei der Teilung in zwei Halbringe zerlegt. — Ist aber der Winkel zwischen beiden Armen eines Mutterchromosoms nicht mehr so iveit, dann wird auch die Breite des Metaphasenringes entsprechend verringert, bis zuletzt die beiden Hälften eines Tochterchromosoms sich mehr oder weniger intim berühren. So kommen die verschiedenen Übergänge zwischen Metaphasenringen und Doppelbligeln zustande. Dieselben Chromosomenformeu können aber auch für die Bildung der Metaphasenkreuze zugrunde liegen, und zwar scheint die Ent- stehung der letzteren nicht nur von der Spreizung, sondern wesenl- lich von der Konsistenz der Mutterchromosomen abhängig zu sein. — Wenn die letzteren genügend steif und elastisch sind, dann werden sich ihre für den Zug der Spindelfasern ausgesetzten Längshälften in ganzer Länge voneinander trennen, die peripheren Enden zwar etwas später als der mittlere Teil, aber ohne daß eine scharfe Biegung oder Knickung der Tochterchroraosomen bewirkt wird (Metaphasenringe). Wenn aber die Konsistenz der median befestigten Chromosomen weicher und mehr plastisch ist, dann wird zuerst nur der mittlere Teil ihrer Läugshälften dem Zug der Spindelfasern naehgeben und so in polarer Richtung ausgezogen werden, während die peripheren Teile ihre äquatoriale Stellung noch unverändert behalten. So entstehen die rechtwinkligen Metaphasenkreuze, deren polare Arme stets in der Richtung der Spiudelfasern eingestellt sind, während die äquatorialen Arme, der ursprünglichen Spreizung der Mutterchromosomeu ent- sprechend, auf der Spindeloberfläche flach ausgebreitet oder einander dicht anliegend sein können (Fig. 9 links, 6 d). Zwischen diesen beiden Extremen sowie zwischen typischen Metaphasenringen und Kreuzen kommen auch alle Übergänge vor. — Es liegt in der Natur der Sache, daß die Länge der polaren und äquatorialen Arme eines Metaphasenkreuzes einer fortwährenden Veränderung unterworfen sein muß, und zwar so, daß die zuerst allein existierenden äquatori- alen Arme immer kürzer werden, während die polaren, die an der Insertionsstelle der U-förmigen Mutterehromosomen zuerst zum Vor- schein kommen (Fig. 4(/), auf Kosten der ersteren an Länge zunehmen. — Auch geht es aus der Genese der Metaphasenkreuze als selbst- verständlich hervor, daß ihre beiden Arm])aare Längsspalteu enthalten müssen, — diejenigen der äquatorialen Arme mit der Längsspalte der Mutterchromosomen, diejenigen der polaren mit dem Lumen der Chromosomenstudien. II. 211 Metaphasenriuge identisch. Diese beiden Spalten, die in dem Mittel- punkte der Kreuze miteinander in Verbindung stehen, sind jedoch besonders in den polaren Armen oft so eng, daß sie sich nicht nach- weisen lassen; erst nach der Trennung der Tochterchromosomen, wenn die Spannung der Chromatinfädchen nicht mehr so groß ist, läßt sich die Existenz einer Längsspalte hier wieder mit Sicherheit konstatieren (Fig. 12j. Die Metaphasenstrukturen der Chromosomen sind nach dem obigen ebensowenig wie die Prophasenformen unter sich wesentlich verschieden, indem ihr stark variierendes Aussehen von rein mechani- schen Ursachen bedingt wird. — So hat die Spalte zwischen beiden Hälften eines Tochterehromosoms, gleichgültig ob sie als der weit otfne Winkel eines Halbringes (Fig. 10, rechts) oder als die oft kaum sichtbare Längsspalte der polaren Arme eines Kreuzes zum Vorschein kommt, immer nur dieselbe Bedeutung; sie ist nämlich in allen Fällen auf den mehr oder weniger weit offnen Winkel zwischen beiden Armen eines U-formigen, median inserierten Mutterchromosoms zurUck- zuführen. Wie schon in meiner vorläufigen Mitteilung erwähnt, unter- scheiden sich die Chromosomen der ersten Reifungsteilung in Nereis von denjenigen späterer Teilungen durch den Besitz einer zähflüssigen, stark ausdehnbaren Zwischensuhstanz, die während der Trennung der Tochterchromosomen die zwischen ihnen entstehende Spalte oft völlig ausfüllen kann (Figg. 6 a— c, 8, 9, 11). Es ist dies dieselbe Substanz, die ich zuerst in Enteroxenos'^] wahrgenommen und be- schrieben (Bonnevie 1905, 1906) und später auch in Thalasseiiia (Fig. 96 dieser Abh.) und in Doris vorgefunden habe. Ihr Auftreten steht wahrscheinlich mit der weichen Konsistenz der Chromosomen der ersten Reifungsteilung in ursächlicher Verbindung. Bevor ich die Metaphasenstrukturen der Chromosomen verlasse, möchte ich eine Verschiebung des Insertionspunktes der Chro- mosomen, die in einem späteren Abschnitt näher behandelt werden soll, noch mit einigen Worten besprechen. Wie schon oben erwähnt, geschieht die Insertion der Zugfasern an genau entsprechenden Punkten der verschieden geformten Chro- mosomen — nämlich an den Mittelpunkten der ursprünglichen Pro- •) A. und K. E. Schreiner (1907) ist es nicht gelungen, die Zwischen- substanz; der E?^aeroa;ewos-Chromosomen in ihren Präparaten zu entdecken. ';Siehe hierüber Bonnevie 1907, S. 67.) 212 Kristine Bonnevie phasenkreuze. Dies kaun als eine mediane Insertion U- und V-förmiger Chromosomen oder als eine rein terminale Insertion der stäbchen- förmigen zum Ausdruck kommen; eine subterminale Insertion läßt sich aber bei der oben beschriebenen Genese der Chromosomen nicht erwarten. Und doch findet man auf späteren Stadien nicht selten Tochter- chromosomen mit subterminaler Insertion (Figg. 7 — 12], deren äußerstes Ende frei herabhängt, während sie sonst durch den Zug der Fasern stark ausgestreckt worden sind. — Das freie Endstück dieser Chro- mosomen kann so kurz sein, daß es nur als eine kugelförmige Ver- dickung derselben zum Vorschein tritt (Figg. 6 d, 8, 9) ; es kaun aber auf der andern Seite auch eine beträchtliche Länge haben (Figg. 7, 10). In seltenen Fällen (Fig. 7) habe ich die freien Enden der Tochter- chromosomen so lang gefunden, daß mau bei einer Betrachtung dieser Bilder für sich allein eine mediane Insertion der Chromosomen mit nachfolgender Läugsspaltuug der V-förmigen Tochterchromosomen für wahrscheinlich halten möchte. Diese außerordentlich selten auftre- tenden Chromosomenformen werden jedoch durch zahlreiche Über- gänge mit den terminal inserierten Doppelbügeln verbunden, in denen nur die verdickten Endknöpfchen (Fig. 9; eine Verschiebung des In- sertionspunktes andeuten. Es ist daher wahrscheinlich, daß auch in diesen Chromosomen die Insertion ursprünglich an ihrem jetzt frei herabhängenden Ende geschehen ist und erst später eine Ver- schiebung erlitten hat. Die Längsspalte dieser Chromosomen würde dann auch denjenigen der Metaphasenringe und -kreuze entsprechen. Nach einer Betrachtung der später folgenden Mitosen werde ich auf die Frage nach der Insertion wieder zurückkommen; auch das Verhältnis zwischen den V-förmig geschlossenen und den aus zwei anscheinend getrennten Stäbchen (Fig. 9, in der Mitte) bestehenden Tochterchromosomen wird später diskutiert werden. So mannigfaltig auch das Bild einer Metaphase der ersten Beifungsteilung in Nei'eis sein mag, so einförmig zeigt sich die spätere Anaphase (Fig. 12). Die früheren Doppelbügel, Kreuze und Hinge lassen sich nicht mehr voneinander unterscheiden ; sämtliche Tochter- chromosomen zeigen sich ans zwei annähernd parallelen Fädcben zusammengesetzt, deren polare Enden oft V-förmig miteinander ver- bunden sind. Diese Längshälften der Tochterchromosomen sind nach dem obigen auf die beiden Arme der V-förmigen Mutterchromosomen zurückzuführen, oder — was dasselbe ist — sie sind mit je einem Arm der ursprünglichen Prophasenkreuze identisch. — Nur selten Chromosomenstudien. II. 213 (Fig. 13) läßt sich in diesen Fädchen eine Längsspalte nachweisen; diese Spalte, die vielleicht mit der in der Prophase zuweilen sicht- baren Spalte der Kreuzarnie identisch ist, muß hier als eine ver- frühte Längsteilung der Chromosomen für die zweite Reifuugsteilung betrachtet werden. Ein Rückblick auf die erste Reifungsteilung ergibt als wesent- liche Resultate: Kreuz- und ringförmige Chromosomen kommen während derselben in zwei Perioden, die durch einen zeitlichen Zwischenraum von ca. 15 Min. voneinander getrennt sind, zum Vorschein — das erste Mal als Prophasenstrukturen schon innerhalb der Kernmembran, das zweite Mal als ein vorübergehendes Stadium während der Trennung der Tochterchromosomen. Zwischen diesen beiden Perioden wird von den einzelnen Chro- mosomen ein Stadium durchlaufen, das durch Annäherung ihrer zu- vor gespreizten Teile charakterisiert wird. — Während dieser Zeit geschieht die Insertion der Zugfasern an die Chromosomen, und zwar immer au einer Stelle, die dem Mittelpunkte der Prophasenkreuze entspricht. Die Tochterchromosomen der ersten Reifungsteilung sind mit je einem Armpaare der Prophasenkreuze identisch. Zweite Reifungsteilung. Die zweite Reifungsteilung folgt der ersten unmittelbar nach (Siehe Textfig. E, S. 204), indem die noch in einer Tochterplatte angeordneten Chromosomen auf der sich ent- wickelnden Spindel der zweiten Teilung befestigt werden. Die Chromosomen erleiden während dieser Zeit keine wesent- lichen Veränderungen. Von Interesse ist es jedoch, daß sich auch hier, wie in der Prophase der ersten Reifungsteilung, eine Ten- denz zur Spreizung der Teile jedes Chromosoms geltend macht. — Die stäbchenförmigen, aus zwei Längsteilen bestehenden Tochter- chromosomen der ersten Reifuugsteilung werden dadurch wieder in U- und V-förmige umgebildet oder — wenn die Arme der letzteren schon längsgespalten sind — in gleicharmige Kreuze, denjenigen völlig entsprechend, die auch in der Prophase der ersten Reifungs- teilung vorgefunden wurden (Figg. 15 — 21). Die Insertion geschieht an einem dem Mittelpunkte dieser Kreuze entsprechenden Punkte. Auf die Spreizung der Chromosomenteile folgt auch hier eine Annäherung derselben, und zwar ist die Annäherung diesmal so stark, daß die Chromosomen der Aquatorialplatte mit wenigen Ausnahmen als terminal befestigte Stäbchen zum Vorschein treten i Figg. 22 — 23). In einigen derselben läßt sich die aus ihrer Genese 214 Kristine Bonuevie zu erwartende Tetradenstruktur noch wabrnebmeu (Fig. 23), in den meisten Cbromosomen sind jedocb die einzelnen Teile so dicht aneiuandergelagert, daß sie sieb nicht mehr unterscheiden lassen. Eine Folge der dichten Annäherung beider Arme der V-förmigen Chromosomen ist darin zu sehen, daß in der zweiten Reifungsteilung Metaphasenringe nur selten Vorkommen. Wie die Mutterchromosomen, so kommen auch die Tochterchromosomeu meistens nur als Stäbchen zum Vorschein {Figg. 25 — 29), in denen eine Längsspalte zuweilen deutlich sichtbar ist (Fig. 27 — 29). Vorkerue. Noch vor der Abschnürung der Polocyte II beginnt in der inneren Tochterplatte die Bildung des weiblichen Vorkerns (Text- fig. F, S. 204; Figg. 30 — 35 Taf. XIV), indem die einzelnen Chromo- somen für ebensoviel getrennte Karyomeren die Grundlage bilden. — Die Längsspalte der Tochterchromosomen, die während der Anaphase oft verborgen war, tritt jetzt wieder deutlich zum Vorschein; an der Seite jedes Doppelstäbcheus oder zwischen seinen beiden Längs- hälften werden dann zuerst ganz kleine Tropfen hyaliner Flüssigkeit angesammelt. Diese Flüssigkeitstropfen nehmen rasch an Größe zu, bis sie einander zuletzt berühren und früher oder später miteinander verschmelzen (Figg. 33 — 35). Gleichzeitig ist auch der männliche Vorkern in ganz ähnlicher Weise wie der weibliche entwickelt worden. Während der Entwick- lung nähern sich die beiden Kerne, so daß man sie bald einander dicht anliegend und nahe der Eiobertläche vorfindet (Textfig. G, S. 204). Die Entwicklung der Vorkerne ist in weniger als 10 Min. fertig gebracht, und die Prophase der ersten Furchungsteilung fängt dann sogleich au. Furchungsteilungen. Ein Vergleich der Fig. 35 mit Fig. 36 ergibt, daß die Verteilung und das Aussehen der Chromatinfädchen in den völlig entwickelten Vorkernen (Fig. 36) von dem Verhalten der ausgewachsenen Karyomeren der Telophase nicht wesentlich ver- schieden ist. Auch in den Vorkernen finden wir dünne geschlängelte Chromatinfädchen vor, deren gegenseitiger Abstand den Größen- verhältnissen der früheren Karyomeren entspricht. Nur sind in den fertigen Vorkernen die Anastomosen stärker entwickelt. Auffallend ist es dabei, daß die Fädchen sehr oft annähernd rechtwinklige Kreuze bilden, die zuerst nur als Teile eines zusammen- hängenden Netzwerkes hervortreten, die aber während der späteren Prophase voneinander getrennt werden (Textfig. H, Fig. 37). Chromosonienstudien. II. 215 Die spätere Entwicklung zeigt, daß diese gleicharmigen Kreuze die Chromosomen der folgenden Mitose repräsentieren, und daß sie den Prophasenkreuzeu der ersten Keifungsteiluug sowohl in ihrer Form als auch in betreff ihres späteren Schicksals völlig entsprechen. Nur habe ich in den Vorkernen eine Längsspalte der Arme der Prophasenkreuze nie vorgefunden. — In mehreren Fällen habe ich zwischen 20 und 30 solche Kreuze zählen können, was mit der in der ersten Reifungsteiluug gefundenen Chromosomenzahl (14) wohl übereinstimmt. Bei der Auflösung der Kernmembran werden die Prophasen- kreuze mit weit gespreizten Armen der Spindel angelagert (Text- fig. J, Figg. 37, 38), so daß man zuerst nicht entscheiden kann, in welcher Weise sie mit den Zugfasern in Verbindung treten. — Bald fängt jedoch auch hier eine Annäherung der Arme jedes ein- zelnen Kreuzes an; ihre peripheren Enden lösen sich von der Spindel- oherfläche, um in einem auf der Spindelachse annähernd senkrechten Plan ihre Lage einzunehmen (Figg. 39, 40). Es zeigt sich dabei, daß sämtliche Chromosomen mittelst ihrer Mittelpunkte auf der Spindel befestigt sind. Die Annäherung der Chromosomcnarme führt hier, wie in den Reifungsteilungen, wieder zur Bildung median befestigter U-förmiger Chromosomen, indem auf jeder Seite des Insertionspunktes sich zwei Kreuzarme zur Berührung nähern Figg. 41 — 44). — Die Längs- spalte eines U-förmigen Chromosoms ist also auch hier auf die Winkel zwischen beiden Armpaaren eines Prophasenkreuzes zurückzuführen, während die sich trennenden Tochterchromosomen mit diesen Arm- paaren identisch sind. Die Metaphasenstrukturen der ersten Furchungsteilungen stimmen im großen und ganzen mit denjenigen der ersten Reifungsteilung sehr wohl überein. Nur sind die Bilder hier mehr einförmig; die Chromo- somenformen sind schöner abgerundet, was besonders darin zum Aus- druck kommt, daß die Anzahl der Metaphasenringe diejenige der recht- winkligen Kreuze weit überwiegt Textfig. J, S. 205; Figg. 45 — 47). Die Tochterchromosomen werden in Form von Halbringen oder V-förmigen Fädchen zuerst voneinander entfernt. Der Winkel zwischen ihren beiden Hälften wird aber während der frühen Anaphase immer kleiner, bis er zuletzt nur als eine »falsche« Längsspalte der Tochter- chromosomen zutage tritt. Zuweilen läßt sich eine solche Spalte auch nicht mehr nachweisen. Dem Metaphasenbild mit medianer Insertion sämtlicher Chromo- 216 Kristine Bonnevie soinen folgt also hier ein Anaphasenbild, in dem alle Chromosomen stäbchenförmig und terminal (oder subterminal' inseriert sind. In der späten Anaphase (Fig. 49) tritt die »falsche« Längsspalte der Tochterchromosomen wieder deutlicher zutage; die letzteren zeigen dabei meistens eine deutlich V-förmige Gestalt mit Verbindung beider Längshälften am polaren Ende des Chromosoms. Mehrmals habe ich jedoch auch Bilder gefunden, in welchen die beiden Längs- hälften eines Chromosoms auch an ihren polaren Enden frei endigten (Fig. 71). Die gegenseitige Entfernung der Längshälften eines Tochter- chromosoms ist als der erste Beginn einer Kernbildung zu betrachten. Zwischen beiden Längshälften, die jetzt überall V-förmig verbunden erscheinen, wird jetzt Flüssigkeit angesammelt, während das Chromatin- fädchen seine Lage an der Oberfläche der rasch heran wachsenden Karyomere behält. — Gleichzeitig durchlaufen die Chromosomen eine Reihe von Umbildungen, die weiter unten näher besprochen werden sollen. Noch zwei- oder dreimal wiederholt sich die Chromosomenteilung in der für die erste Furchungsteilung charakteristischen Weise. Die Chromosomen treten innerhalb der Kerumembran als Prophasenkreuze zum Vorschein (Textfig. K; Fig. 51); sie werden als solche auf der Spindel befestigt (Fig. 52), in U-förmige, median befestigte Chromo- somen umgebildet — um, nachdem sie ein Ringstadium passiert haben, in zwei stäbchenförmig geschlossene, in Wirklichkeit aber V-förmige Tochterchromosomeu zerlegt zu werden. Im Laufe der dritten Stunde nach der Befruchtung schwindet das Stadium der Prophasenkreuze aus der Mitose. — Die Chromo- somen kommen innerhalb der Kernmembran nicht mehr als Kreuze, sondern als U-fÖrmig gebogene Fädchen zum Vorschein; sie werden als solche auf der Spindel befestigt, und erst zur Zeit der Befestigung läßt sich in ihnen eine Längsspalte nachweisen (Figg. 60, 61, 65, 67, 73). Die heterotypischen Metaphasenstrukturen mit Ring- und Kreuz- bildungen der Chromosomen werden aber noch eine Zeitlang bewahrt — in kleinen Eiern (siehe oben S. 203) findet man sie noch stellenweise 4 — 5 Stunden nach der Befruchtung, in den großen werden sie länger erhalten, so daß hier 10 — 11 Stunden nach der Befruchtung das Metaphasenbild noch ein Aussehen hat, demjenigen der ersten Furchungsteilung völlig entsprechend (Figg. 68 — 70, 79). — überall findet während der Trennung der V-förmigen Tochterchromosomen 1 Chromosomenstudien. II. 217 eine starke Annäherung ihrer beiden Hälften statt, so daß sie wie Stäbchen mit oder ohne Längsspalte aussehen (Fig. 71). Diese Annäherung tritt in späteren Teilungen auf einem früheren Stadium ein, nämlich schon vor der Trennung der Tochterchromo- somen; die beiden Hälften der U-förmigen Mutterchromosomen nähern sich hier schon in der Äquatorialplatte so stark aneinander (Fig. 74, 75), daß sie wie terminal befestigte, stäbchenförmige Chromosomen aus- sehen. Zuweilen läßt sich ihre Zusammensetzung aus vier parallelen Fädchen, den beiden längsgespaltenen Armen der ursprünglich U- förmigen Chromosomen, noch nachweisen (s. Figg. 83 — 85, aus großen Eiern 151/2 Stunden nach der Befruchtung); meistens ist dies jedoch nicht der Fall, und bei einer Beü’achtung von nur späteren Furchungs- teilungen würde man wohl kaum zögern, die A^ereis-Chromosomen als stäbchenförmige und mit terminaler Befestigung zu beschreiben. Die V-Form der Chromosomen tritt aber noch in der Prophase zum Vorschein (Fig. 81); und vor dem Abschluß der Mitose sieht man, wie die stäbchenförmigen Tochterchromosomen sich wieder in zwei V-förmig verbundene Längshälften auflösen (Figg. 53 — 54). — Die oben beschriebenen Veränderungen im Verhalten der Chromosomen machen sich daher in den verschiedenen Stadien der Mitose mehr bemerkbar als in den Kernstrukturen. Mit Ausnahme der ersten Furchungsteilungen, in welchen die Prophasenkreuze noch zum Vor- schein kommen, scheint das Verhalten der Chromosomen im Kern überall dasselbe zu sein. Diese Kernstrukturen sind für die Frage von der Individualität der Chromosomen von Bedeutung; sie werden daher im folgenden etwas näher betrachtet werden. Chromatinstrukturen im Kern. Es wurde schon oben er- wähnt, daß in der späten Anaphase der ersten Furchungsteilnng die stäbchenförmigen Tochterchromosomen V-förmig geöffnet werden, und daß dies als der Anfang einer Kernbildung zu betrachten sei. — Dasselbe geschieht auch in den späteren Teilungen; man kann hier oft in einer und derselben Zelle alle Übergänge zwischen dichten, mit einer mehr oder weniger deutlichen Längsspalte versehenen, stäbchen- förmigen Chromosomen und weit geöffneten V-förmigen vorfinden, deren freie Enden dem Äquator der Teilungsfigur zugewendet sind. (Figg. 53, 54 a — b). Die beiden Arme der V-förmigen Chromosomen nehmen bald einen geschlängelten Verlauf an. Während hyaline Flüssigkeit zwischen ihnen angesammelt wird, scheinen sie selbst beträchtlich dünner zu werden; stellenweise zeigen sie dabei eine spiralige Drehung, und Archiv f. Zellforschung. 11. 15 218 Kristine Bonnevie wo der Abstand nicht zu groß ist, werden sie auch durch Anasto- niosen miteinander verbunden. (Figg. 55^ — 56.) Die so gebildeten Karyomeren sind länglich oval. Auf Längs- schnitten sieht man, daß ihre Form von dem Verlauf der dünnen geschlängelten Chromatinfäden beeinflußt wird; die Form ihres Quer- schnittes dagegen scheint nur von der Oberflächenspannung des Flüssigkeitstropfens bestimmt zu werden (Fig. 63). Die Entwicklung der Karyomeren läßt sich auf Querschnitten sehr schön verfolgen Figg. 62 — 64). Man sieht in Fig. 62 die noch stäbchenförmigen Tochterchromosomen, in denen nur eine biskuit- förmige Einschnürung auf eine Zusammensetzung aus zwei Längs- hälften hindeutet. Die Anziehung hyaliner Flüssigkeit scheint schon auf diesem Stadium angefangen zu haben, indem jeder Chromosomen- querschnitt von einer hellen Zone umgeben ist. — In Fig. 63 sieht man die Längshälften der Chromosomen durch verschieden große Flüssigkeitstropfen voneinander getrennt. — Das Heranwachsen der Karyomeren mit Verjüngung und Auastomosenbildung der Chromatin- fädchen ist dann in Fig. 64 (vgl. Fig. 57) dargestellt. Die Karyomeren haben auf diesem Stadium sowohl an Länge als an Breite so weit zugenommen, daß sie einander intim berühren. Es bietet jedoch auch jetzt noch keine Schwierigkeit, die parallel gelagerten, mit den Karyomeren in die Länge gewachsenen Chromatinfädchen zu erkennen (Fig. 57). Sie zeigen noch einen spiralig geschlängelten Verlauf; nur sind die Windungen mit dem Längenwachstum des ganzen Fädchens mehr offen geworden. Xaheliegende Fädchen stehen durch zahlreiche Anastomosen miteinander in Verbindung. Ein etwas späteres Stadium ist in den Figg. 58 und 59, die bei oberflächlicher Ansicht zwei Schwesterkerne darstellen, abgebildet. Der Kern hat hier beinahe seine maximale Größe erreicht; doch lassen sich noch die ursprünglichen, parallel gelagerten Karyomeren deutlich erkennen. Auch die um die Karyomeren verlaufenden Chroma- tiufädchen treten stellenweise deutlich zum Vorschein; ihre färbbare Substanz ist jedoch jetzt so gleichmäßig auf die früher achromatischen Anastomosen verteilt worden, daß viele Karyomeren nunmehr als mit einem feinen, oberflächlich ausgespaunten Netzwerk überzogen erscheinen. Der Kern behält später wesentlich dasselbe Aussehen; die Grenzen zwischen den einzelnen Karyomeren werden zum größten Teil ver- wischt, doch kann mau sie oft während der ganzen Kernperiode noch oberflächlich erkennen. In der Prophasc werden die Auasto- Chromosomenstudien. II. 219 mosen aufgelöst, indem das Chromatin auf scharf markierte Fäd- chen wieder zurückgezogen wird. Diese jungen Chromosomen zeigen sowohl in ihrer Lage als auch in betreff ihrer Größenverhältnisse eine völlige Übereinstimmung mit den Chromosomen der Telophase. Sie sind V-förmig gebogen, und ihre freien Enden sind der Schwesterzelle zugewandt (Figg. 60, 61, 65); ihre Länge sowohl als der Abstand zwischen ihren beiden Hälften entsprechen sehr wohl der Größe der früheren Karyomeren. Zu- weilen kann man auch, wo die letzteren in der äußeren Skulptur der Kerne noch wahrnehmbar sind, konstatieren, daß in jeder Karyo- mere nur ein Chromosom zum Vorschein tritt (Fig. 66). — Die Chro- matinfädchen sind zuerst dünn und spiralig geknickt; später nehmen sie unter Dickenzunahme und Verkürzung auch einen mehr geraden Verlauf an, bis sie die für die nächstfolgende Mitose charakteristischen Form- und Größenverhältnisse erreicht haben. Thalass ema mellita Conn. (Taf. XVIII). Durch die Freundlichkeit von Herrn Professor E. B. Wilson wnrde mir eine Gelegenheit geboten, die von Dr. B. B. Griffin ange- fertigten und benutzten Schnitte von Thalassema-FÄQxxi zu unter- suchen. — Auch ist Professor Cii. Lefevre, Missouri, so freundlich gewesen, eine vollständige Serie künstlich befruchteter Eier derselben Art zu meiner Verfügung zu stellen. Für dies Entgegenkommen möchte ich hier nochmals beiden Herren meinen herzlichsten Dank aussprechen. Griffins Untersuchung über die Reifung und Furchung der Thalassema-^iQV (Griffin 1899), die nach dem Tode des Verfassers von seinem Lehrer, Professor E. B. Wilson, veröffentlicht wurde, war vor allem auf eine Klarlegung des Verhaltens der achromatischen Bestandteile dieser Eier gerichtet. Sie enthält jedoch auch eine so ein- gehende Beschreibung der Chromosomen besonders der ersten Reifungs- teilung, daß ich nach erneuter Prüfung seiner Präparate in diesem Punkte kaum etwas hinzuzufügen habe. Da jedoch die Angaben Griffins später von Gregoire (1905) in Zweifel gezogen worden sind, und da ich im Lichte meiner Re- sultate an Nereis seine Beschreibung der zweiten Reifungsteilung und der Furchungsteilungen ergänzen kann, habe ich «s dennoch für richtig gehalten, die Geschichte der Chromosomen auch während der ersten Reifungsteilung in kurzen Zügen hier zu wiederholen und mittels einiger in größerem Maßstab ausgefUhrten Abbildungen zu illustrieren. 15* 220 Kristine Bonnevie Textfig. M. Den Verlauf der ersten Keifungsteilung werde ich mit Griffixs eigenen Worten hier zuerst skizzieren; (S. 605.) »While entering the spiudle in the prophases, the chromo- somes exhibit a great variety in forms, which in most cases are easily reduced to the type of a double rod«. (Es folgt dann eine Beschreibung der verschiedenen in Textfig. M hier reproduzierten Chromosomenformen.) (S. 607.) »From the complete failure to find forms indicating a direct transformation of the open rings into the metaphase figures, it seems not improbable that the thick rods may represent a later and more concentrated Stage of the rings«. . . . »The open ring, however, is not to be considered a necessary stage, for it is quite evident that many of the rods arise directly from the similar structures present in the germinal vesicle. More diflficult to determine are the occasional two short rods lying side by side {k, l, w^) as well as crosses or ophiurid forms (?^) the arms of which appear perfectly solid without the slight- est indication of a division into halves «... »Despite the varied forms presented during prophase, the chromosomes of the equatorial plate exhibit considerable uniformity. Hence the various prophase forms must in some manner be convertible into a uniform type of meta- phase figure. The commonest and, as we shall consider it, the typical form assumed by the chromosomes in the latter stage is that of a cross, with a pair of broad arms in the equatorial plane, and the narrower perpendicular arms directed toward the poles of the division figure« (Textfig. N, o — s]. (S. 609.) »The crosses are to be derived from the double rods by a swelling or looping up of the halves in the middle. The be- ginning of the process is represented by the previously described thick rod with a central bead-like swelling. In a slightly later stage, a central hollow appears which, separatiug the sw’elling into two knobs, shows the rod to be double« (o, «, v). Chromosomenformen aus der Prophase der ersten KeifungsteUung von Tliatassema. (Nach Griffi!;.) Chromosomenstudien. II. 221 (S. 610.) »The arms of the metaphase crösses vary extraordi- narily in length, and may be of any size from a short knob to a long process. The Variation, however, conforms to an obvious law, since the longer the lateral arms, the shorter the polar, and vice versa. — Moreover, those spindles containing the greatest nnmber of crosses with short lateral arms . . . are the more advanced. The meaning of all this is very obvious ; the lateral loops are gradu- ally unfolding, and their substance passing into the polar arms«. So weit Guiffix. Aus den hier angeführten Zitaten geht deut- Textfig. N. u V 0 p Chromosomen aus der Metaphase der ersten Keifungsteilung von Thalassenta. (Nach Griffix.) lieh genug hervor, daß die erste Keifungsteilung von Thalasserna in ihren Hauptzügen wie bei Kereis vor sich geht. — Hier wie dort findet man in der frühen Prophase die verschiedensten Chromosomen- formen vor, die jedoch später auf eine einfachere Doppelstäbchen- form reduziert werden. Auch werden in beiden Fällen die Chromo- somen mit ihrer Längsachse senkrecht zur Spindelachse eingestellt. (Vgl. Figg. 91 — 93 dieser Abhandl.); die zuerst langen äquatorialen Arme werden dann unter Bildung von Metaphasenkreuzen nach und nach in eine zar Spindelachse parallele Stellung übergeführt. (Figg. 95 — 97.) Nur sind in Thalasserna die Kreuzformen der Meta- phase weit häufiger als in Nereis. — In beiden Fällen muß, wie es auch von Griffix ausdrücklich betont worden ist, die erste Reifungs- teilung als eine Aquationsteilung betrachtet werden. 222 Kristine Bonnevie Griffixs Darstellung von dem Verhalten der Chromosomen in Tkalasseina paßte in »le Schema heterohomeotypique« von Gregoiee (1905) nur schlecht hinein. — Die beiden Hälften der Prophaseu- chromosomen {f — h, Textfig. M), in denen Gregoire die beiden kon- jugierten Chromosomen sieht, sollten seinem Schema nach in der ersten Keifungsteiluug voneinander getrennt werden, während von Geiffin eine mediane Insertion solcher Chromosomen mit nachfolgender Längs- teilung ihrer beiden Arme beschrieben wurde. Gregoire kommt aber nach einer kurzen Überlegung zu dem Resultat, daß (S. 338) »les tigures de Griffix« — im Gegensatz zu der sie begleitenden Beschreibung — »fournissent pour la premiere cinese de clairs indices du Schema heterohomeotypique«. — Dabei ist jedoch zu bemerken, daß Gregoires abweichende Auffassung wesentlich auf die vier in Textfig. N, w — z abgebildeten Chromo- somen gestützt ist, die von Griffin am Ende seiner Beschreibung als Ausnahmeformen »occasionally met with« erwähnt worden sind. — Gregoire hält, ohne das Objekt studiert zu haben, diese Chromo- somenformen für »absolument typique«, obgleich Griffin die eine {w} als »observed but once or twice«, zwei andere {y und x) als »observed but once« ausdrücklich bezeichnet hat^). Auf der andern Seite hat Gregoire der ganzen Reihe der von Griffin als typische Metaphasenformen (Textfig. N o — v) bezeichneten Chromosomen, die — wie ich aus eigener Erfahrung bestätigen kann — in Thalassema außerordentlich häufig verkommen, sowie seiner Be- schreibung der Genese dieser Formen keine Bedeutung beigelegt. — Griffixs Befunde über die erste Reifungsteilung bei Thalassema stimmen mit den von Mc. Clung (1902) und Sutton (1902) an Insekten gewonnenen Resultaten sowie mit den von mir bei Entei’oxenos (1905, 1906) vermuteten und bei Nereis (1907) demonstrierten Ver- hältnissen sehr wohl überein. Die zweite Reifnngsteilung wird von Griffin nur sehr kurz behandelt. Wir finden (S. 611): »After completion of the first division the dyads are taken immediately into the second polar spindle and arranged at right angles to the spindle-axis, with the halves directed q Bei meiner Durchsiclit einer Mehrzahl von Griffixs Präparaten sind mir Chromosomenformen, wie die in w und x abgebildeten, die von Gregoire als »absolument typique« angesehen werden, kein einziges Mal vor Augen ge- kommen. Chromosomenstudien. II. 223 toward either pole. A single traction-fiber is attached to one end of each. of the rods« ... (S. 612) »At anaphase tbe ends attached to the traction-fibers are the first to diverge, while the free extremi- ties cleave together, producing a more or less open V« . . . »At telophase the chromosomes remaining within the egg pass into minute vesicles which, by fusion or close aggregation, constitute the egg nucleiis«. Indem er es für selbstverständlich hält, daß die sich trennenden Tochterchromosomen der zweiten Eeifungsteilung mit den beiden Längshälften eines Tochterchromosoms der ersten identisch sind, faßt Griffix die zweite Eeifungsteilung in Thalassema als eine Eeduk- tionsteilung auf. Gerade in diesem Punkt ist aber seine Beschreibung recht un- vollständig, und eine geauere Untersuchung der Prophasenstadien der zweiten Eeifungsteilung ergibt, daß eine solche Identität in Thalassema kaum bewiesen werden kann. Die Chromosomen der zweiten Eeifungsteilung zeigen nämlich von Anfang an keine einfache »Dyaden« -Struktur. Die längeren ter- minal befestigten Chromosomen (Figg. 99 — 100) scheinen, wenn sie in günstiger Lage betrachtet werden, wie in Nereis aus vier par- allelen Fädchen zusammengesetzt zu sein, — die kleineren, die mit breiter Fläche der Spindeloberfläche anliegen, zeigen Kreuz- oder »Tetraden<-Form. — Eine der beiden Spalten, die in diesen Chromo- somen sichtbar sind, ist sicherlich mit der Längsspalte der Tochter- chromosomen der ersten Eeifungsteilung identisch; ob aber diese Spalte auch den Plan der folgenden Teilung repräsentiert, läßt sich n dem vorliegenden Material nicht entscheiden. Ein Vergleich mit den später folgenden Teilungen in Thalassema sowie mit den klarer hervortretenden Verhältnissen in Nereis macht es dabei überwiegend wahrscheinlich, daß die Chromosomen der zweiten Eeifungsteilung nicht als terminal befestigte »Dyaden«, sondern als median befestigte V-förmige Chromosomen zu betrachten sind, die durch starke Annäherung ihrer Arme Stäbchenform angenommen haben. In der Tat läßt sich hier, wie in Nereis, der Unterschied zwischen der zweiten Eeifungsteilung und den später folgenden Mi- tosen ganz natürlich durch das Fehlen einer Euheperiode vor dieser Teilung und die daraus folgende Verkürzung ihrer Prophasenstadien erklären. Die zuerst genau terminale Insertion der stäbchenförmigen Chro- mosomen (Figg. 101 — 102) wird, wie in Nereis, oft in eine subtermi- 224 Kristine Bonnevie nale verändert, und zwar kommen, als Übergang zwischen beiden Insertionsweisen, trianguläre Verbindungen der Tochterchromosomen nicht selten zum Vorschein (Figg. 103 — 104). — Nach vollständiger Trennung der stäbchenförmigen Tocbterchromosomen läßt sich zuweilen in ihnen die Spur einer Längsteilung wahrnehmen (Fig. 106); meistens ist dies jedoch nicht der Fall. Der weibliche Vorkern wird, wie von Gkiffix erwähnt, durch Karyomerenbildung angelegt; doch werden dabei die Chromosomen nicht direkt in Karyomeren umgebildet, sondern es erfolgt, wie in Xereis, eine Flüssigkeitsansammlung an der Seite jedes Chromosoms (Fig. 107). Das Verhalten des Chromatins in den Furchungsteilungen wird von Griffix mit den folgenden Worten beschrieben (S. 613) : >With the complete disappearance of the nuclear membrane, the spireme becomes closely compacted in the equatorial plane. Bead- like swellings occur at regulär intervals along the entire length of the thread; these mark out the chromosomes. By transverse divisiou at these swellings, there result 24 1) pin-shaped chromosomes, attached by their heads to the traction-fibers«. Was Griffix hier beschreibt — ein noch ungeteiltes Spirem in die Aquatorialplatte eingestellt — , würde wohl, wenn es bestätigt werden könnte, eine einzig dastehende Tatsache repräsentieren. — Doch, was er gesehen hat, ist nicht ein ungeteiltes Spirem, sondern eine Gruppe kreuzförmiger Chromosomen, die, wie in Xereis, mit weit gespreizten Armen der Spindel dicht anliegen (Figg. 109 — 110). — Schon innerhalb der Kernmembran lassen sich in günstigen Fällen die voneinander getrennten, kreuzförmigen Chromosomen wahrnehmen (Fig. 108). Wie in Xereis, so dauert auch in Thalassema das kreuzförmige Stadium der Chromosomen nur kurze Zeit; in der späteren Prophase derselben Mitose (Figg. 111, 114) finden wir die Chromosomenarme q In betreff der Cliromosomenzahl stimmen meine Resultate mit denjenigen von Griffix (1899) und Lefevke (1907; nicht überein, indem ich in den Reifungs- teilungen mit Sicherheit mehr als zwölf (die von beiden Verfassern erwähnte Zahl) Chromosomen, und zwar sowohl in einer Prophase der zweiten Reifungs- teilung (Fig. 100a— 6) als in beiden Tochterplatten der Anaphase derselben Teilung (Fig. 105a — b) deren 16 — 17 vorgefunden habe. — In der Tat sind auch von Griffix einmal (Taf. 31, Fig. 10) mehr als zwölf Chromosomen abgebildet worden. Chromosomenstudien. II. 225 schon paarweise einander genähert, so daß wir jetzt von median befes- tigten, längsgespaltenen. V-förmigen Chromosomen sprechen können. Vor der Trennung der Tochterchromosomen werden aber auch die beiden Arme dieser V-förmigen Chromosomen einander bis zur Berührung genähert, (Fig. 115) — die V-förmigen Chromosomen sind dadurch in stäbchenförmige, terminal befestigte verändert worden. — Nur ausnahmsweise habe ich Fälle gefunden, in welchen die Trennung der Tochterchromosomen schon während des V-förmigen Stadiums der Mutterchromosomen eingeleitet worden ist (Figg. 112, 113). Die terminale Insertion der Chromosomen wird während der Anaphase überall in eine subterminale verändert; so kommen die > steck- nadelförmigen« Tochterchromosomen Griffins zustande (Fig. 116). — In diesen Tochterchromosomen konnte ich nie, trotzdem sie ihrer Genese nach zweifellos aus zwei Längshälften zusammengesetzt sind, eine Längsspalte wahrnehmen. Die Tochterkerne werden hier wieder durch Karyomerenbildung angelegt, indem an der Seite jedes Chromosoms Flüssigkeitstropfen augesammelt werden. Die Chromosomen selbst scheinen dabei be- trächtlich dünner und spiralig gedreht zu werden (Fig. 118). — Mein Material solcher Stadien war nicht groß, und bei der dichten Lage- rung der Karyomeren habe ich in Thalassenia nicht sicher ent- scheiden können, ob die Verschmelzung beider Längshälften der Chromosomen auch während der Karyomerenbildung noch bestehen bleibt, oder ob, wie in Nereis, die Flüssigkeitansammlung zwischen beiden Armen der V-förmigen Chromosomen stattfindet. — Bilder wie Fig. 119 scheinen jedoch zugunsten der letzteren Auffassung zu sprechen. Sicher ist es jedenfalls, daß die Verschmelzung beider Hälften eines Chromosoms keine permanente ist. In der Prophase der zweiten Reifungsteilung kommen die Chromosomen nämlich wieder in Kreuz- form zum Vorschein. — Die Chromosomen der zweiten Furchungs- teilung durchlaufen dann wieder dieselbe Reihe von Umbildungs- stadien wie diejenigen der ersten. Wie lange ein so kompliziertes Verhalten noch unverändert bestehen bleibt, ließ sich an dem mir zur Verfügung stehenden Material von Thalassema nicht entscheiden. — Ich habe daher mit Freude eine Gelegenheit benutzt, die mir von Herrn Dr. N. Yatsu, Columbia üniv., geboten wurde, diese Frage an den Eiern einer Nemertine, Cerebratulus lacteuSj weiter zu verfolgen. 226 Kristine Bonuevie Cerebratulus lacteus Hubr. (Taf. XIX]. Die Eeifuags- und Furchungsteilungen von Cerebratulus sind denjenigen von TJialasse7ua so ähnlich, daß ich es für überflüssig halte, ihren Verlauf hier noch einmal zu wiederholen. — Hier inte- ressiert uns nur die Frage von der Dauer der in den ersten Fur- chungsteilungen auftretenden Prophasenstrukturen der Chromosomen. Wie lange sieht man noch ein kreuzförmiges Prophasenstadium der Chromosomen auftreten? und in welcher Weise geschieht in ihnen der Übergang zu einem typischen Verhalten? Um diese Fragen zu lösen habe ich in den nacheinander- folgenden Furchungsteilungen überall ein und dasselbe Stadium — dasjenige der Auflösung der Kernmembran — eingehend untersucht (Figg. 120-123). In Fig. 120 ist ein Bild aus der Prophase der zweiten Furchungs- teilung (21/4 St. nach d. Befr.) dargestellt worden. Wie auf dem ent- sprechenden Stadium in Xereis und Thalasse^na kommen auch hier die Chromosomen zuerst in Kreuzform zum Vorschein; sie werden in dieser Form an der Spindel befestigt, gehen aber dann sehr bald durch paarweise Annäherung ihrer Arme in die V-Form über. Eine Stunde später (31/4 St. nach d. Befr.) ist das 8-Zellenstadium meistens erreicht; man wird also jetzt in den Präparaten verschiedene Stadien der dritten und vierten Furchungsteilung vorflnden. — Die hier gefundenen Prophasenbilder sind nicht mehr so einförmig, wie es früher der Fall war. Bilder wie Fig. 120 kommen noch zer- streut vor, sie treten aber gegen andre, in welchen die Chromo- somen nicht als Kreuze, sondern als dickere Fädchen zum Vorschein kommen, in den Hintergrund (Fig. 121). Die auf der jungen Spindel befestigten Chromosomen sind hier V-förmig gebogen, mit medianer Insertion. Später schwindet die Kreuzform der Chromosomen vollständig aus der Prophase; 4 Stunden nach der Befruchtung (Fig. 122) sieht man zur Zeit der Auflösung der Kernmembran nur fadenförmige Chromosomen, in denen eine Längsteilung noch nicht sichtbar ist. n Fig. 123 endlich gibt ein Prophasenbild aus einer Larve mit i ca. 128 Zellen (6Y2 St. nach d. Befr.). Die dichte Lagerung der 'i Chromosomen macht eine Analyse dieser Stadien recht schwierig. Doch scheint es hier in vielen Fällen sicher hervorzugehen, daß die H Chromosomen schon zur Zeit der Auflösung der Kernmembran n Stäbchenform angenommen haben und terminal an der Spindel be- Chromosomenstudien. II. 227 festigt werden. — Die Bilder der späteren Prophase zeigen hier, wie auch in allen früheren Furchungsteilungen, eine genau terminale Insertion der Chromosomen, die während der Anaphase in eine suh- terminale verändert wird. Wir finden nach dem obigen bei einer Zusammenstellung von entsprechenden Stadien nach einander folgender Furchungsteilungen eine schrittweise Veränderung im Verhalten der Chromosomen. Ihre für die ersten Teilungen charakteristische Kreuzform wird später von einer ebenso charakteristischen V-Form verdrängt, während die In- sertion immer noch an derselben Stelle der Chromosomen, dem Mittel- punkt der ursprünglichen Kreuze, stattfindet; später schwindet aber auch die V-Form der Chromosomen aus dem Prophasenbild, und sie werden terminal an den Spindelfasern befestigt. Diese Entwicklung entspricht vollständig der in Cerebratulus wie in TJmlassema innerhalb jeder der Furchungsteilungen vor sich gehenden Veränderung im Aussehen der Chromosomen, indem auch hier die zuerst kreuzförmigen Chromosomen durch paarweise An- näherung ihrer Arme in V-förmige, diese aber wieder durch wei- tere Annäherung ihre»* beiden Hälften in stäbchenförmige Chromo- somen verändert werden. Aus einer solchen Genese erfolgt, daß die Tochterchromosomen aus zwei V-förmig aneinandergebundenen Längshälften bestehen müssen. — Diese beiden sind aber in der frühen Anaphase so dicht miteinander verschmolzen, daß eine Längsspalte sich nicht nachweisen läßt; nur zuweilen läßt sich bei der Trennung zweier Schwester- chromosomen eine Doppelheit derselben vermuten (Fig. 124). Die terminale Insertion der stäbchenförmigen Chromosomen ist während der Anaphase in eine subterminale verändert worden, so daß die Tochterchromosomen hier, wie in Thalassema, stecknadelförmg sind. Die Zusammensetzung der Tochterchromosomen aus zwei Längs- hälften tritt jedoch später wieder klar hervor, indem die intime Verbindung der letzteren vor der Karyomerenbildung gelöst wird (Fig. 125). Die Karyomeren werden, wie in Nereis, durch Flüssigkeitsan- sammlung zwischen beiden Armen der Tochterchromosomen gebildet (Figg. 126—129). Die Chromosomen selbst werden dabei sehr erheb- lich verjüngt und liegen als dünne, spiralig gewundene Fädchen den Karyomeren oberflächlich an (Fig. 128). — Durch Größenzunahme und Verschmelzung der Karyomere werden dann zuletzt die Furchungs- kerne gebildet (Fig. 129). 228 Kristine Bonnevie Kap. B: Diskussion. Heterotypische Charaktere der Chromosomen. Die drei im obigen beschriebenen Würmer stimmen in betretf ihrer Chromosomenverhältnisse in wesentlichen Punkten miteinander überein, indem in allen Arten die heterotypisehen Charaktere der ersten lieifungsteilung sich noch während der Furchung des be- fruchteten Eies geltend machen. In jeder der ersten Furchungs- teilungen sieht man so die für die erste Reifungsteilung als charakte- ristisch betrachteten Eigentümlichkeiten, eine verfrühte Teilung der Chromosomen mit weiter Spreizung ihrer Teile, die wohlbekannten heterotypischen Metaphasenstrukturen mit Ring- oder Kreuzbildung während der Trennung der Tochterchromosomen und endlich auch eine mehr oder weniger deutliche Längsspalte in den letzteren, wieder zutage treten. — Diese heterotypischen Charaktere treten in allen Arten in der ersten Reifungsteilung zum ersten Male und sogleich in voller Entwicklung zum Vorschein, um im Laufe der folgenden Mitosen allmählich wieder zu schwinden, — und zwar dauert die heterotypische Periode in den großen We/'cfs-Eiern am längsten (11 bis 15 Stunden nach der Befruchtung), während sie in den kleinen Eiern von Nereis sowie in Thalassana und Cerehratulus schon fünf bis sechs Stunden nach der Befruchtung beendigt ist. Mit dem Nachweis, daß die heterotypischen Charaktere auch außerhalb der Reifungsteiluiigen zum Vorschein kommen, haben diese, wie schon in meiner vorläufigen Mitteilung erwähnt, für eine Ent- scheidung der Frage nach der Chromosomenreduktion ihre Bedeutung verloren. — Ihr konstantes Auftreten in der ersten Reifungsteilung mit mehr oder weniger raschem Schwinden in der zunächst folgenden Periode zeigt jedoch, daß die heterotypisehen Charaktere als Begleiterscheinungen der Chromosomenreifung betrachtet werden müssen. — Welches ist dann aber die Natur dieser heterotypischen Chromosomencharaktere, und wie läßt sich ihr so konstantes Auf- treten bei allen bekannten Tier- und Pflanzenformen erklären, wenn sie nicht den fundamentalen Reif ungs Vorgängen Ausdruck geben? — Diese Fragen werden im folgenden durch eine Analyse der he- terotypischen Strukturen näher erörtert werden. Eine außerhalb der Reifungsteilungen auftretende, in allen ihren Phasen heterotypische Mitose ist wohl bis jetzt nur in der Furchung Chromosomenstudien. II. 229 der JVems-Eier nachgewiesen worden. — Zerstreut kommen aber die heterotypischen Charaktere recht häufig vor, und Häcker (1907) konnte so, noch ohne Kenntnis der Chromosomenverhältnisse in Kereis, den Satz aussprechen, daß (S. 105) »eigentlich kein einziges der als besonders charakteristisch bezeichneten Merkmale ausschließ- lich der heterotypischen Teilung der Reifungsperiode zukommt.« — Das lockere Spirem der jungen Kerne, die Doppelfäden mit überkreuzten Einzelfäden späterer Stadien, die Ringbildungen und die gedrungene Gestalt der Chromosomen, die Tonnen- figuren der Teilungsbilder, die anaphasische Längsspaltung der Tochterchromosomen und endlich auch die Halbierung der Chromosomenzahl — alle diese Charaktere werden nach Häcker vereinzelt und in den verschiedensten Objekten auch außerhalb der Reifungsteilungen vorgefunden. Häcker betrachtet daher auch (S. 109) »die heterotypische Teilung des Salamanderhodens« als »einen Grenz- fall eines auch sonst weitverbreiteten, von den gewöhnlichen (typi- schen) Mitosen durch eine Reihe von Merkmalen unterschiedenen Teilungsmodus«. Schon vor dem Erscheinen von Häckers Abhandlung hatte ich auf Grundlage meiner Enteroxenos- (1905, 06) und A^ereis-Unter- suchungen (1907) einen ähnlichen Standpunkt vertreten. — Trotz der großen Übereinstimmung unsrer Resultate kann ich jedoch Häcker nicht in dem Schluß folgen, daß (S. 109) »das Auftreten des hetero- typischen Teilungsmodus als Ausdruck eines nicht oder nur wenig dilferenzierten Zustandes der Zelle anzusehen« ist. Wenn dies der Fall wäre, ließe sieh nicht einsehen, warum die heterotypischen Charaktere in den Oo- (bzw. Spermato)-cyten I so viel häufiger und stärker hervortretend zum Vorschein kommen sollten als in den wohl nicht höher differenzierten Oo- und Spermatogonien. Wenn sie auch vereinzelt in andern Stadien der Keimbahn gefunden worden sind (Häcker 1892), so beweist doch ihr konstantes Auftreten vor der ersten Reifungsteilung, daß die Chromosomen gerade in dieser Zellgeneration gewisse Veränderungen erlitten haben müssen, die den heterotypischen Strukturen zugrunde liegen. Es liegt hier natürlich sehr nahe, auf die in den jungen Oo- (Spermato-)cyten sich abspielenden Konjugationsvorgänge hinzublicken, um etwaige Verhältnisse zu finden, die die heterotypischen Charaktere der zunächst folgenden Mitosen bewirken können. — Trotz vieler Verschiedenheiten in den Resultaten stimmen bis jetzt alle Unter- sucher darin überein, daß die Chromosomen während dieser Periode 230 Kristine Bonnevie ein von demjenigen aller andern Zellgenerationen verschiedenes Ver- halten aufweisen. — Ich denke hier zunächst nicht an die inneren Veränderungen, die, unsrer Beobachtung nicht zugänglich, wahrschein- lich in einer Verschmelzung oder einem Austausche der kleinsten Chrosomenbestandteile zu ersehen sind, sondern nur an die äußeren Umbildungen, die eine solche Konjugation der Chromosomenteile konstant begleiten, — entweder als notwendige Vorbedingungen, um die Konjitgation zu erleichtern oder zu ermöglichen, oder als eine äußere Wirkung der während der Konjugation schon vollbrachten inneren Veränderungen. In erster Reihe ist hier eine Veränderung der Konsistenz der Chromosomen in Betracht zu ziehen. Daß eine solche zur Zeit der Chromosomenkonjugation wirklich stattfindet, dies wird durch die vielen Kontroversen in der Deutung dieses Stadiums zur Genüge illustriert; kein andres Stadium bietet wohl für Fixierung und Fär- bung so große Schwierigkeiten. Die allgemein verbreitete Auffassung dieses Stadiums als einer »Synapsis« des Chromatins — eine Auf- fassung, die von A. und K. E. Schreiner (1905, 06 a — b, 1908) für viele Objekte auf eine mangelhafte Fixation zurückgeführt worden ist — zeigt dabei auch, daß die Konsistenzveränderung des Chro- matins in erster Reihe durch eine gesteigerte Tendenz zum Zu- sammenfließen zu Tage tritt, daß mit anderen Worten das Chromatin auf dem Stadium der Konjugation mehr dünnflüssig ist als auf andern Stadien der Keimbahn. Das Bild der heterotypischen Mitose stimmt mit dieser Annahme aufs beste überein. — In der ersten Reifungsteilung vieler Objekte sind die Chromosomeneuden kugelig aufgetrieben: in andern (vielen Insekten) zeigen die ganzen Chromosomen eine tropfenförmige Ab- rundung. Auch die kreuzförmigen Metaphasenstrukturen der hetero- typischen Mitose sowie die verschiedenen Übergaugsformen zwischen Ring- und Kreuzformen ließen sich durch die Annahme einer ver- ringerten Elastizität der Chromosomen verstehen. Die verschiedenen Zeichen einer mehr oder weniger flüssigen Konsistenz der Chromosomen, die in den Reifungsteilungen so auf- fallend sind, treten meistens schon am Ende dieser Teilungen wieder zurück, so daß beim Beginn der Furchung die gewöhnliche Konsistenz der Chromosomen wiederhergestellt scheint. — In Nereis sieht man jedoch noch während der ersten Stunden der Furchung ein langsames Zurückkehren zu den tyi)ischeu Konsistenzverhältnissen vor sich gehen; tropfenförmige Auftreibungen der Chromosomeneuden kommen Chromosomenstudien. II. 231 noch lange zerstreut vor (Figg. 41, 71), und ein Vergleich der Meta- phasenstrukturen nacheinander folgender Furchungsteilungen zeigt, wie die Chromosomen erst schrittweise ihre ursprüngliche Elastizität wiedererwerhen. In den ersten Furchungsteilungen scheint die Chro- matinsuhstanz noch sehr plastisch zu sein, und Kreuzbildungen kommen hier recht häufig zum Vorschein (Figg. 46—47); später wird ihre Konsistenz immer fester, bis die Tochterchromosomen zuletzt ohne scharfe Knickungen als steife, elastische Fädchen voneinander ge- trennt werden. (Figg. 69, 76 — 79, 86 — 88.) Ein zweiter heterotj’pischer Charakter ist in einer verfrühten Teilung der Chromosomen zu ersehen; eine solche ist vor der ersten Reifungsteilung schon in den verschiedensten Objekten wahrgenommen worden. Die verfrühte Trennung der Tochterchromosomen dieser Mitose ist allgemein dahin erklärt worden, daß hier nicht die beiden Längshälften eines Chromosoms, sondern zwei Ganzchromosomen, die früher konjugiert haben, von einander getrennt werden. — Sowohl in Xereis als in Thalassema und Cerehratulus haben wir jedoch ge- funden, daß eine verfrühte Teilung der Chromosomen nicht nur in beiden Keifungsteilungen, sondern auch in den ersten Furchungs- teilungen stattfindet, indem die später zu trennenden Tochterchromo- somen hier von den beiden Armpaaren der Prophasenkreuze schon repräsentiert sind. Noch eine dritte Eigentümlichkeit ist aus der Prophase der ersten Reifungsteilung bekannt, nämlich eine auffallend große Ent- fernung beider Längsteile der Chromatinfädchen sowie auch eine eigen- tümliche Anordnung der letzteren im Kernraum. Auch dies ist aber nicht nur den Reifungsteilungen eigen; auch in den ersten Furchungs- teilungen der oben beschriebenen Würmer sieht man die beiden Längshälften der Chromosomen sich kreuzförmig auseinanderspreizen. — Diese Tendenz zu starker Spreizung der Chromosomen- teile, die als ein dritter heterotypischer Charakter betrachtet werden kann, läßt sich am besten bei Nereis studieren. In beiden Reifungs- und in den ersten Furchungsteilungen sieht man sie hier in jeder Pro- phase rhythmisch auftreten, um jedesmal im Laufe der Mitose wieder abgeschwächt zu werden. Die zuerst weit gespreizten Arme der Pro- phasenkreuze nähern sich früher oder später — zuerst paarweise zur Bildung V-förmiger Chromosomen, dann werden auch zuletzt die beiden Arme dieser Chromosomen einander zur Berührung genähert. Ein Vergleich der nacheinander folgenden Furchuugsteilungen in Nereis zeigt auch, daß die Spreizung der Chromosomenteile in 232 Kristine Bonnevie den ersten Teilungen am stärksten hervortritt und dementsprechend auch länger dauert, während sie in den späteren Teilungen mit ab- nehmender Intensität auch von einer immer kürzeren Dauer ist. So sieht man in den ersten Furchungsteilungen die V-Form der Chro- mosomen bis zur Anaphase hin (Figg. 46, 47) bestehenbleiben; erst nach vollendeter Trennung der Tochterchromosomen nähern sich die beiden Arme derselben (Fig. 48), so daß sie ein stäbchenförmiges Aussehen erreichen. In späteren Teilungen dagegen nehmen die V-förmigen Chromosomen schon vor der Trennung ihrer Tochter- chromosomen Stäbchenform an (Figg. 74, 75, 84, 85), und zuletzt scheint auch das V-förmige Stadium — wie früher die Prophasen- kreuze — aus der Mitose zu verschwinden (Fig. 123). In Thaktssema und Cerebratulus treten die Spreizungsphänomene nicht so stark hervor wie in Nereis. Die Prophasenkreuze sind hier nur von kurzer Dauer, und schon in der ersten Furchungsteilung werden die Arme dieser Kreuze vor der Trennung der Tochter- chromosomen nicht nur paarweise, sondern auch zu vieren dicht ver- einigt (Figg. 109 — 115), so daß die Tochterchromosomen schon vom ersten Augenblicke an Stäbchenform haben (Figg. 116 — 117). Die drei hier besprochenen heterotypischen Charaktere — eine mehr oder weniger flüssige Konsistenz der Chromosomen, ihre Tendenz zu verfrühter Teilung und die rhythmisch wiederkehrende Spreizung der Chromosomenteile — , die, wie eine nähere Anal^'se zeigt, unabhängig voneinander auftreten, können einander supplieren oder entgegenwirken. Durch verschiedene Kombinationen dieser hetero- typischen Charaktere lassen sieh dann auch, wie unten gezeigt werden soll, die stark variierenden Chromosomenformen der heterotypischeu Periode erklären. Prophasenstrukturen. Über die Prophasenstrukturen der Chromosomen in der ersten Keifungsteilung existiert schon eine umfassende und wohlbekannte Literatur, die, trotz vieler Variationen in Einzelheiten, im großen und ganzen doch ein einheitliches Bild dieses Stadiums in den ver- schiedensten Objekten ergibt. — Die Chromosomen sind im großen Keimbläschen meistens oberflächlich gelegen und anscheinend mög- lichst weit voneinander entfernt, oder sie sind im ganzen Kernraum in regelmäßigen Windungen aufgerollt. Unter den von gewöhn- lichen Mitosen oft stark abweichenden Chromosomeuformen treten verschiedene Ring- und Kreuzbildungen in den Vordergrund. Chromosomenstudien. II. 238 Auch in betreff der Frophasenformen der zweiten Reifungs- teilung stimmen — wie es vor allen von Gregoike (1905) und A. u. K. E. Schreiner (1906 — 1907] gezeigt worden ist — die ver- schiedensten Objekte sehr wohl miteinander überein, indem auch hier Kreuzbildungen außerordentlich häufig auftreten, während Pro- phasenringe vor dieser Mitose nur ausnahmsweise [Enteroxenos, Bonne- viE 1905, (06)] vorgefunden worden sind. — Ebensolche gleicharmige Kreuze kommen in Nereis, TJialassema und Cerebratulus auch in den Prophasen der ersten Furchungsteilungen wieder zum Vor- schein, und zwar hier als die allein auftretende Chromosomenform. — In späteren Furchungsteilungen dagegen sind die Chromosomen auch in diesen Arten schon von ihrem ersten Auftreten an einfach fadenförmig. Von welchen Faktoren sind nun diese verschiedenen Prophasen- formen in ihrer Entstehung abhängig — und wie läßt sich der Unterschied zwischen der ersten Reifungsteilung mit stark variieren- den Prophasenformen und den späteren, wo die gleicharmigen Kreuze allein vorherrschen, erklären? Als Ausgangspunkt für eine Beantwortung dieser Fragen werden wir hier zuerst die gleicharmigen Kreuze der ersten Furchungs- teilung in Nereis betrachten. — Solche Kreuze sind, wie schon er- wähnt, außer in den Reifungs- und Furchungsteilungen der hier be- handelten Würmer, auch in der Interkinese zahlreicher andrer Formen vorgefunden worden. Nach den Untersuchungen von Vejdovsky und Mrazek (1903) und Vejdovsky (1907) bilden sie bei verschiedenen Oligochaeten [Rhynchelmis^ IlyodrÜKS und Enchijtraeus) die am meisten typische Prophasenform der Reifungsteilungen. Bei der Entstehung solcher gleicharmiger Kreuze müssen zwei der oben erwähnten heterotypischen Charaktere wirksam sein, einer- seits die verfrühte Teilung der Chromosomen, andrerseits auch die Tendenz zur Spreizung ihrer Teile. — Eine verfrühte Teilung der Chromosomen ist zwar für die Kreuzbilduug notwendig, sie würde aber nicht genügen , die Prophasenkreuze hervorzubringen , wenn die spreizenden Kräfte der Chromosomen nicht auch wirksam wären. Die unter sich median verbundenen Tochterchromosomen werden unter der Wirkung dieser Kräfte an der Verbindungsstelle rechtwinklig ge- knickt — d. h. sie werden so eingestellt, daß zwischen allen Teilen der Chromosomen der möglichst größte Abstand erreicht wird. Für diese Spreizung der Chromosomenteile, die in der Bildung gleicharmiger, rechtwinkliger Kreuze Ausdruck findet, läßt sich wohl Archiv f. Zellforschung. II. 1(3 234 Kristine Bonnevie zurzeit uoch keine befriedigende Erklärung geben. — Doch möchte ich in dieser Verhindung die Arbeiten von Ralph S. Lillie (1905a und b) erwähnen, in welchen er die gegenseitige Lage der Chromo- somen im Keimbläschen und in der Aquatorialplatte durch elek- trische Phänomene zu erklären versucht hat. — Schon früher (1903) hat er den experimentellen Nachweis gebracht, daß Spermakerne, die ja wesentlich nur aus Chromatin bestehen, ein negativ elektri- sches Potential tragen; dann hat er auch gezeigt, daß fließende Magnete, die durch Fädcheu zu kürzeren oder längeren Reihen ver- bunden w'aren, unter gegebenen Umständen eine gegenseitige Stellung einnehmen, die an die Verteilung der Chromatinfädchen im Kern und in der Aquatorialplatte auffallend erinnert. — Er glaubt daraus schließen zu können, daß die Chromosomen, wie die Spermakerne, vor der Mitose negativ elektrisch sind, und daß sie sich aus diesem Grunde gegenseitig ahstoßen; durch äußere Kräfte (Kernmembran, die Kräfte der achromatischen Figur) würde dann andrerseits ihrer Entfernung eine Grenze gesetzt werden. AVenn Lillie mit seiner Annahme eines elektrischen Potentials der Chromosomen Recht hat — was zwar durch seine bis jetzt aus- geführten Experimente noch nicht bewiesen ist — , dann würden die Prophasenkreuze hierin eine Erklärung finden. Die elektrischen Kräfte würden ja nämlich nicht nur eine gegenseitige Abstoßung der verschiedenen Chromosomen bewirken, sondern sie müßten auch not- Avendigerweise eine Spreizung der Teile jedes einzelnen derselben mit sich führen. — Eine ebensolche Spreizung könnte aber auch durch osmotische Kräfte bewirkt werden, und wir können vorläufig nichts andres aussagen, als daß sowohl die Spreizung der einzelnen Chromosomen als auch ihre Verteilung im Kern in solcher Weise statt- findet, als wenn die Chromatiupartikeln einander gegenseitig ab- stießen. Es ist schon oben erwähnt worden, daß diese Spreizungs- phänomene während der heterotvpischen Periode in jeder Prophase zutage treten, um im Laufe der Mitose jedesmal wieder zu schwinden. Welches daher auch die Kräfte sind, die die Spreizung der Prophasen- kreuze verursachen, — sie sind nicht an permanente Eigenschaften der Chromosomen gebunden, sondern vielmehr als Glied einer rhythmisch sich abspielenden Mechanik der Mitose zu betrachten. Es fragt sich nun aber, ob diese Spreizung der Chromosomeu- teile, die in den Prophasenkreuzen von Xereis und andern Würmern so deutlich zutage tritt, auch dort vorhanden ist, u’o andre Chro- mosomenformen die Prophaseu charakterisieren. Cliromosomenstudien. II. 235 Die Entstebung- von Prophaseukreuzeu ist, wie schon oben er- wähnt, von zwei heterotypischen Charakteren abhängig, und die spreizenden Kräfte können, ebensowenig wie die verfrühte Teilung, für sich allein eine solche Cromosomenform hervorbringen. — Die in Nereis gefundenen Verhältnisse zeigen aber, daß diese beiden Charaktere voneinander unabhängig sind. Eine Tendenz zu ver- frühter Teilung der Chromosomen macht sich nur in den 3—4 ersten Furchungsteilungen geltend, während deutliche Spreizuugsphänomene in den großen i\^ereis-Eiern mehr als elf Stunden nach der Befruch- tung nachweisbar sind. So lange werden die Chromosomen jedes- mal in weit gespreizter V-Form auf der Spindel befestigt, um erst nachträglich eine Annäherung ihrer Arme zu erleiden. Wenn wir jetzt zu den in andern Objekten bekannten Verhält- nissen übergehen, werden wir zuerst die Verbreitung der Prophasen- kreuze untersuchen. — Die Literatur gibt zwar in diesem Punkte nur sehr geringen Aufschluß. Die Existenz von Prophasenkreuzen in der Furchung ist in der Tat, so weit mir bekannt, in keinen andern Objekten bis jetzt nachgewiesen worden. Doch sind die Furchungsteilungen in sehr vielen Arbeiten im Verhältnis zu den Beifungsteilungen recht stiefmütterlich behandelt worden, und gewisse Befunde, die in der Literatur nur mit einigen Worten berührt worden sind, werden sich vielleicht bei einer näheren Untersuchung in einer Weise deuten lassen, die mit den in Kereis gefundenen Verhältnissen übereinstimmt. Ich habe schon oben erwähnt, daß die Prophasenkreuze in der Furchung von T/icdassema von Griffin (1899) als ein in der Aqua- torialplatte zusammengezogenes Spirem gedeutet wurden. Ganz entsprechende Ausdrücke werden nun aber auch von andern Verfassern in betreff der ersten Furcbungsteilung gebraucht, und auch gewisse Abbildungen dieses Stadiums stellen Verhältnisse dar, die den in Nereis und Thalassema gefundenen Bildern nicht ungleich sind. So sind von Häcker (1892) aus der normalen Furchung von Cfjclops »Doppelfäden mit überkreuzten Einzelfäden« beschrieben und abgebildet worden. — Mattiesen (1904) beschreibt für eine Süßwasserturbellarie [Dendrococlum laeteum), wie die (S. 310) »lang und dünn« gewordenen Chromatinfäden der Vorkerne sich »in einem wirren Knäuel zu einer Aquatorialplatte« ordnen. Seine Fig. 45, in der ein solches Stadium mit schwacher Vergrößerung abgebildet ist, läßt dabei vermuten, daß hier in Wirklicheit Prophasenkreuze vor- handen sind. — Weiter finden wir in Jenkinsons (1904) Beschreibung 16* 236 Kristine Bonnevie der ersten Furchungsteiluug von Axolotl, daß (S. 439) »the chromo- somes at first project to one side and the other of the equatorial plane, but soon lie wholly in it«. Die begleitenden Abbildungen, besonders die in Textfig. 0 dieser Abhandlung reproduzierte, deuten auch hier darauf hin, daß die Chromosomen zur Zeit ihrer Befesti- gung an der Spindel kreuzförmig seien. — In seiner soeben er- schienenen Arbeit beschreibt endlich auch Vejdovsky (1907) für die erste Furcliungsteilung in Rliifncliebnis, wie (S. 53) »das chromatische Netz sich zu einem unverhältnismäßig kleinen Knäuel« zusammen- zieht und »in die Aquatorialebene zu liegen« kommt. Wenn ich aber auch in der Vermutung recht habe, daß Pro- phasenkreuze in den Furchungsteilungen der erwähnten Formen Vor- kommen, so ist es doch auf der andern Seite sicher, daß sie in vielen andern Objekten nicht zum Vorschein kommen [Ascaris, Enferoxenos u. a.); ich möchte daher keines- wegs das Auftreten von Prophasenkreuzen als einen allgemeinen Charakter der ersten Fur- chungsteilungen betrachten. Wenn wir uns aber daran erinnern, daß eine Spreizung der Chromosomenteile nur un- ter gewissen Bedingungen (verfrühte Chromo- somenteilung mit medianer Verbindung der Tochterchromosomen) zu Kreuzbildung führen kann, so werden wir auch außerhalb des Verbreitungsgebietes der Prophasenkreuze Spreizungs- phänomene suchen können. — Eine solche Untersuchung ergibt, daß wir auch außerhalb der heterotypischen Periode Verhältnisse vor- finden, die darauf hindeuten, daß eine Spreizung der Chromo- somenteile für jede Prophase charakteristisch, während der heterotypischen Periode aber sehr erheblich gesteigert ist. Es läßt sich nämlich auch in der typischen vegetativen Mitose, z. B. in den lebhaft sich teilenden Wurzelzellen von Allium (Bonne- vie 1908, Fig. 68) ein Auseinanderweichen der Chromosomenteile in der Prophase nachweisen, wie es aus der ersten Reifuugsteilung so wohl bekannt ist. Ähnliches ist auch von Strasshuroer (1905) bei verschiedenen Pflanzen, von Walker (1906) bei Leukocyten und von Häcker (1907) bei Badiolarien beschrieben worden. — Auch in dem eigentümlichen Verhalten der Chromosomen von Allium und andern Pflanzen bei ihrer Befestigung an der Spindel sehe ich eine Wirkung dersellien Kräfte, die auch für die Bildung der Prophasenkreuze zu- grunde liegen. Die A//?7oR-Chromosomen liegen schon innerhalb der Textfig. 0. Chromosomen der ersten Furchungsteilung beim Axolotl. (Nach Jenkimson 1904, Fig. '61.) Chromosomenstudien. II. 237 Kernmembrau V-förmig gebogen, und zwar in solcher Stellung, daß sie unmittelbar bereit scheinen, ihre Lage in der Aquatorialplatte ein- zunehmen ; doch sieht man, sobald die Kernmembran aufgelöst wird, die beiden Hälften eines solchen Chromosoms weit auseinanderspreizen, so daß die fadenförmigen Chromosomen nunmehr für eine kurze Zeit der Spindelachse parallel zu liegen kommen (Bonne vie 1908, Figg. 52 — 54). Um ihre definitive Stellung in der Aquatorialplatte einnehmen zu können, müssen sie dann noch eine Drehung um 90° durchmachen. Dieselben Kräfte, die den bekannten Spreizungsphäuomene der Reifungsperiode zugrunde liegen, scheinen also auch während der typischen Mitose wirksam zu sein; nur ist ihre Wirkung hier lange nicht so stark wie in der ersten Zeit nach der Chromosomen- konjugation. — Eine Verstärkung der spreizenden Kräfte der Chro- matinsubstanz kann auch, wie es von Häcker (1900) gezeigt worden ist, durch Atherbehandlung künstlich hervorgerufen werden. Das Auseinanderweichen der Chromosomenhälften während der Prophase der ersten Reifungsteilung, das von den Verteidigern einer Reduktionsteilung als Zeichen einer physiologischen Selbständigkeit dieser Hälften betrachtet worden ist, kann nach dem obigen nur als ein verstärkter Ausdruck der auch während der vegetativen Mi- tose wirksamen Kräfte angesehen werden. — Die Bedeutung der Spreizung kann dann aber nicht in dem Verhalten zwischen väter- lichen und mütterlichen Chromosomenhälften zu suchen sein; sie scheint vielmehr von chemischen oder physischen Kräften, die in der Chromatinsubstanz als solcher wirksam sind, abhängig zu sein. — Das Aufti-eten einer klalfenden Spalte zwischen den Chromosomen- teilen kann uns also über den Ursprung dieser Teile nichts erzählen. Es bleibt uns jetzt noch übrig, den Unterschied zwischen der Prophase der ersten Furchungsteilung und derjenigen der ersten Reifungsteilung etwas näher zu besprechen, indem wir die Mannig- faltigkeit der Chroniosomenformen der letzteren mit den allein auf- tretenden Prophasenkreuzen der ersteren vergleichen. Besonders werden wir dabei die in der ersten Reifungsteilung so oft vorkom- menden-Prophaseuringe in Betracht ziehen. Wie schon oben erwähnt, repräsentieren in Nereis die Pro- phasenkreuze auch in der ersten Reifungsteilung die am häufigsten auftretende Chromosomenform (Fig. 2 a — g). Sie sind hier aber meistens kürzer und dicker als in der Furchung und zeigen oft kugelig verdickte Endknöpfchen (Fig. 2 a) oder verschiedenartige 238 Kristine Bonnevie Verklebungen ihrer Arme (Fig. 2 d). — Dies alles deutet schon dar- auf hin, daß neben den zwei heterotypischen Charakteren, die für die Prophasenkreuze der Furchungsteilung bestimmend waren, sich hier auch der dritte, nämlich die Konsistenzveränderung, geltend macht. Aus der tlüssigen Konsistenz der Chromosomen erfolgt auch, wie schon von Hücker (1907) erwähnt, eine »Neigung der Chromosomen zur Eudverklebung oder Agglutination«, die oft zu ringförmigen Verknüpfungen derselben führt. — Es ist klar, daß diese Neigung zur Agglutination den zur selben Zeit wirksamen spreizenden Kräften entgegenwirken muß; in den Prophasenriugen ist die Neigung zur Agglutination überlegen gewesen, während iu den gleicharmigen Kreuzen die spreizenden Kräfte triumphieren. Zwischen diesen bei- den Extremen, den wohl entwickelten Ringen und Kreuzen, kommen dann auch die verschiedensten Zwischeuformen mit teilweiser Sprei- zung oder annähernder Ringbildung zum Vorschein. Der Bau der Prophasenringe — ob sie durch Zusammenbie^ung eines einheitlichen Chromosoms oder durch Auseinauderweicheu der mittleren Teile seiner beiden Längshälften gebildet werden sollen, — wird unter anderm auch von der Art und Festigkeit der Ver- bindung zwischen den letzteren abhängig sein. — Wenn, wie in Xereis, die mediane Verbindung beider Tochterhälfteu eines Chromo- soms fest genug ist, den spreizenden Kräften zu widerstehen, dann können Prophasenringe, wenn üherhaupt, so nur durch Zusammen- biegung der beiden Enden eines längsgespaltenen Fadens zustande kommen. Solche Ringe können natürlich nur ihrer Fläche nach ge- teilt werden (Fig. 5 d-g) ; die Ringform kann dann auch, wenn die Verklebung während der Teilung nicht gelöst wird, in den Tochter- chromosomen wieder zum Vorschein treten [Xereis Fig. 6 b; Ente- roxenos Boxxevie 1905, 00;. Meistens löst sich jedoch schon während der Trennung der Tochterchromosomen die Verklebung der Chromo- somenenden, so daß in der Anaphase zwischen ring- und V-förmigen Chromosomen kein Unterschied mehr besteht. In andern Objekten dagegen, wo die A^erbindung der Tochter- chromosoineu zu lose ist, um den spreizenden Kräften zu widerstehen, können sich auch Prophasenringe bilden, in denen jeder Halbring von einem Tochterchromosom repräsentiert wird. (Amphibien Fleji- -MixG, AlloIobopJiora Foot and Ströbele, Tomopteris Schreixer) ij. Über die Bezeiclmung dieser beiden Eingbilduugen als »gelegentliche« und »typische« [A. und K. E. Schreiner (1907)] siehe unten im Abschnitt »Meta- phasenstrukturen« . Chromosomenstudien. II. 239 Der Unterschied zwischen der Prophase der ersten Keifungs- teilung auf der einen Seite und denjenigen späterer Teilungen auf der andern läßt sich nach dem ohigen durch eine verschiedene Kombination der heterotypischen Charaktere der Chromosomen er- klären. — In der ersten Reifungsteilung sind sämtliche Charaktere noch wohl entwickelt, und die verfrüht geteilten Chromosomen sind wegen ihrer flüssigen Konsistenz zur Agglutination geneigt, zur selben Zeit, wo sie auch den stark spreizenden Kräften der heterotypischen Prophase ausgesetzt sind. Die Kousistenzverän- derung verliert aber bald ihre Wirkung auf die Formbildung der Chromosomen, und die spreizenden Kräfte können, so lange noch eine verfrühte Teilung stattfindet, zur Bildung von typischen Pro- phasenkreuzen führen. — Bald schwindet jedoch auch der zweite heterotypische Charakter, die verfrühte Teilung; in den meisten da- rauf untersuchten Objekten ist er schon vor dem Beginn der Furchung nicht mehr zu spüren, in andern [Nereis u. a. Würmern) findet man ihn noch in den ersten Furchungsteilungen wirksam. Die hetero- typische Periode läßt sich aber erst dann als beendigt betrachten, wenn auch ihr dritter Charakter, die ungewöhnlich starken spreizen- den Kräfte, auf ein typisches Maß herabgesunken sind. In betreff ihrer Prophasenstrukturen bilden die nach der Chro- mosomenkonjugation folgenden Mitosen eine kontinuierliche, durch allmähliches Schwinden der heterotypischen Eigenschaften charakte- risierte Reihe. — Nur die zweite Reifungsteilung repräsentiert inner- halb dieser Reihe insofern eine Ausnahme, als sie ohne ein dazwischen- liegendes Ruhestadium der ersten Reifungsteilung direkt folgt. Die Prophasenstrukturen kommen dann hier teils nicht zu voller Ent- wicklung, teils fallen sie zeitlich schon mit den Endstadien der ersten Reifungsteilung zusammen. So ist es ja eine aus vielen Objekten bekannte Tatsache, daß die Tochterchromosomen der ersten Reifungsteilung schon früh eine Läugsspaltnng erleiden, die als die verfrühte Teilung der folgen- den Mitose gedeutet worden ist. — In Nereis tritt diese Spalte erst relativ spät zum Vorschein, indem sie nur ausnahmsweise (Figg. 13 bis 14) während der ersten Reifungsteilung sichtbar ist. In andern Objekten (Amphibien, Tomopteris ^ gewisse Mollusken) läßt sie sich dagegen schon während der Trennung der Tochterehromosomen dieser Teilung deutlich wahrnehmen. — Auch noch früher, während der Prophase der ersten Reifungsteilung, läßt sich zuweilen eine Längs- spaltung der Chromosomen nachweiseu , die für die.se Mitose keine 240 Kristiue Bonnevie liedeutung zu haben scheint, und die daher auch meistens mit der zweiten Reifuugsteilung in Verbindung gesetzt wird. — »So haben wir in Xereis, in den Prophasenkreuzen der ersten Eeifungsteilung nicht selten eine Längsspaltung sämtlicher Arme vorgefunden (Fig. 2 f, g.); der Teilungsplan der ersten Reifungsteilung ist hier von den Winkeln zwischen je zwei Armpaaren dieser Kreuze repräsentiert, und die in den Armen selbst sichtbare Längsspalte muß, wenn sie überhaupt mit einer Chromosomenteiluug in Verbindung gesetzt werden kann, als eine Vorbereitung zur zweiten Reifungsteilung be- trachtet werden. — Ich spreche hier ausdrücklich nur von einer Vorbereitung der Chromosomeuteilung, nicht von der Teilung selbst. Die beiden Längshälften verschmelzen nämlich wieder miteinander, und die definitive Läugsspaltung der Chromosomen für die zweite Reifungsteilung findet in Xereis erst am Ende der ersten Teilung statt. Kur in einem Objekt, Ascaris megaloccphala hat mau bis jetzt die für die zweite Reifuugsteilung bestimmte Längsteilung der Chro- mosomen so früh als in der Prophase der ersten wirklich vollzogen gefunden. Die in diesem Objekt so oft beschriebenen »Tetradeu« sind aus vier selbständigen Stäbchen zusammengesetzt, die in den beiden Reifuugsteiluugeu auf vier Enkelzellen verteilt werden. Dies stark heterotypische Verhalten der Ascam-Chromosomen ist zuerst von Bovtrui (1887) demonstilert worden. — Eine Unter- suchung der Asm;7s-Literatur ergibt aber weiter, daß die Chromosomen dieser Art auch in andrer Weise von dem typischen Verhalten ab- weichen; immer wieder sieht man nämlich in der Literatur die viel- fach variierten Beschreibungen einer >Ophiurengestalt« (0. Hertwig) aufs neue auftauchen. (Van Beneden 1883, Carnoy 1886, 0. Hert- wig 1890, Tretjakofp 1905). Ein tieferes Eindringen in diese Verhältnisse würde für ein Ver- ständnis der heterotypischen Mitose von Bedeutung sein. Ich habe daher die Gelegenheit benutzt, die mir durch die Freundlichkeit von Herrn Dr. N. Yatsu und Herrn Prof. Tn. Morgan (Columbia Univer- sität, New York) geboten wurde, die Reifuugsteilungen in Ascaris inegal, durch Selbststudium kennen zu lernen. Von Ascaris megal. univalens wurden mir verschiedene Stadien aus der ersten Eeifungs- teilung des Eies, von Ascaris inegal, hivalens eine kontinuierliche Serie aus der Reifung der männlichen Keimzellen zur Verfügung gestellt. Ich erlaube mir hierdurch beiden Herren sowie den »Bryn Chroraosomenstudieu. II. 241 Mawr College«, in dessen Besitz die letztgenannte Serie ist, meinen besten Dank auszusprechen. Vor einer Darstellung meiner eigenen Befunde möchte ich hier die früheren Beschreibungen der Prophasenchromosomen in Ascaris kurz zusammenstellen. Vax Beneuex (1883, S. 326) schreibt über Ascaris viegal. vni- valens folgendes: »Je ne puis m’expliquer les aspects divers sous les- quels se presente le corpuscule germinatif, . . . qu’en admettant qu’il est forme de deux disques quadrilateres juxtaposes, composes chacun de quatre globales chromatiques ; ces disques sont relies entre eux par une substance moins avide de carmin — .« — »D’autrefois on voit les globales fixes aux extremites de pedicules formes parle ciment.« Carxoy (1886) hat in Ascaris megal. hivalens die Zusammen- setzung der »taches de Wagxer« aus »quatre bätonnets« erkannt. Über ihre gegenseitige Lage finden wir (S. 13) »Parfois les bätonnets sont places cote ä cöte et parallelement les uns aux autres — , soit dans un merae plan, soit dans des plaus differents. « — »Souvent aussi les quatre bätonnets sont jetes pele-mele dans les groupes et alors le nucleole semble, ä premiere vue, plus ou moins profonde- ment lobule.« Boveri (1887) polemisiert gegen diesen Befund Carxoys, in- dem er es »für sicher (hält), daß seine unregelmäßigen Bilder aus der schlechten Konservierung seiner Eier zu erklären sind. Der ge- wichtigste Grund für diese Annahme« sei, »daß man die Endstadien (der Teilung) . . . aus jener unregelmäßigen Anordnung gar nicht er- klären kann.« Für Ascaris megal. univalens beschreibt jedoch auch Boveri (1887 S. 44) Eigentümlichkeiten des »chromatischen Elements«, die an die Befunde der früheren Forscher deutliche Anknüpfungspunkte zeigen. »Die chromatische Substanz ... ist zu einer Anzahl kugeliger oder halbkugeliger Portionen abgerundet, die in Zwischenräumen von- einander dem achromatischen Körper aufsitzen und durch eine dessen Oberfläche in dünner Schicht überziehende Lamelle in Zusammenhang stehen. Die Zahl der chromatischen Kugeln beträgt stets acht, wo- von man sich hei gewisser Lagerung des Elements schon durch Wechsel der Einstellung, außerdem stets durch Rotieren des Eies überzeugen kann. — An den meisten Präparaten ist die gegenseitige Lagerung der acht Kugeln eine sehr regelmäßige, indem dieselben annähernd die Ecken eines Würfels bilden.« — In die erste Reifungs- spindel eingestellt, zeigt das chromatische Element eine (S. 45) 242 Kristine Bonnevie »engere Zusammengehörigkeit von je zwei Kugeln« . . »so daß wir von jetzt an nicht mehr von acht Kugeln, sondern von vier Stäbchen sprechen müssen, welche die Kanten eines kurzen, vier- seitigen Prismas darstellen.« Von Boveri wurde dann auch hier zum ersten Male das Schick- sal dieser vier Stäbchen während der Reifungsteilungen klar demon- striert, indem er im Gegensatz zu den früheren Forschern zeigen konnte, daß bei der ersten Reifungsteilung je zwei Stäbchen eines »chromatischen Elements« auf beide Tochterzellen verteilt wurden, und daß bei der zweiten Teilung in derselben Weise auch diese Stäbchen voneinander getrennt wurden. — Aus einem Vergleich mit den Verhältnissen der typischen Mitose sowie mit den Reifungs- teilungen andrer Formen schließt Boveri, daß ein aus vier Stäbchen bestehendes »chromatisches Element« der ersten Reifungsteilung einem Chromosom andrer Zellenarten gleichgestellt werden muß. Später ist jedoch diese Bedeutung der Stäbchengruppen zuerst von V. Gehuchtex (1887) und 0. Hektwig (1890; und später wieder von Tretjakoff (1905) in Zweifel gezogen worden. Sie sehen alle in den einzelnen Stäbchen und nicht in den Vierergruppen die Chro- mosomen repräsentiert. Diese Auffassung hat in der von 0. Hertwig am eingehendsten studierten »Ophiurengestalt« der Stäbchengruppen ihren Grund. — Seiner Meinung nach besteht nämlich (S. 25'i »die Figur aus vier Chromatinföden, die sich in ihrer Mitte kreuzen und an der Kreuzungs- Stelle durch eine dichtere Ansammlung von Linin fester verbunden sind.« — Die Überkreuzung der Fädchen spielt tür 0. Hertwig wie auch für Carxoy, v. Gehuchtex und Tretjakoff eine große Rolle, indem sie, ihrer Meinung nach, zugunsten der Selbständigkeit der einzelnen Stäbchen schwer in die AVage fällt. — Wie unten ge- zeigt werden soll, sind die Ophiurenbilder jedoch nicht durch Über- kreuzung, sondern durch eine starke Spreizung der median verbun- denen und anfangs parallel gelagerten Stäbchen zustande gekommen. Ein eingehendes Studium der ersten Riehtungsspindel im Ei von .Lscaris inegal, univalens ergibt nämlich, daß das so viel umschriebene ophiurenähnliche, chromatische Element dieser Spindeln nichts andres ist als die zu einem achtstrahligen Körper vereinigten Pro- phasenkreuze der beiden Reifungsteilungen (siehe Textfig. P). Die Längsteilung der Chromosomen für die zweite Reifungs- teilung tritt in Ascaris schon so früh ein, daß die Tochterchromo- somen dieser Teilung gleichzeitig mit denjenigen der ersten den Cbroaiosomenstudien. II. 243 spreizenden Kräften der PropLase ausgesetzt werden. Die vier Stäbchen bleiben dabei an ihren Mittelpunkten unter sich vereinigt, während ihre peripheren Enden sich möglichst weit auseinander- spreizen (Texttig. P 3-5). Solche Bilder können wohl den oben zitierten, bei relativ schwacher Vergrößerung gewonnenen Kesultaten früherer Forscher zugrunde liegen. — Die Mittelpunkte der vier Stäbchen sind näm- Textfig. P. Chromosomen ans der ersten Eeifungsteilnng des Eies von jlscaris megal. uniialens. 1 — 5 Pro- und lletaphase; (i — S Anaphase; 9 Telophase. lieh oft so dicht gelagert, daß eine Üherkreuzung derselben wohl vorgetäuscht werden kann (3); es finden sich aber auch in den Eiern eines und desselben Individuums alle Übergänge vor, von Chromosomen, in denen eine Zusammensetzung aus vier parallelen Stäbchen ohne weiteres erkennbar ist (1 — 2), zu andern (3), in denen beim ersten Anblick die Stäbchen »pele-mele« gelagert erscheinen. Kur eine genaue Analyse mit starker Vergrößerung erlaubt hier, den geknickten Verlauf der einzelnen Stäbchen zu verfolgen i). b Über eine in den Stäbchen znweilen sichtbare Längsspalte (Fig. Pt— s) siehe unten im Abschnitt »Anaphasenstrukturen«. 244 Kristine Bonnevie Zur Zeit der Einstellung in die Äquatorialplatte wird die Form des J^scam-Cliromosoms eine mehr regelmäßige, indem zwischen beiden Tochterchromosomen der ersten Reifungsteilung die Spreizung aufgegeben wird (Fig. P^-u). Jedes derselben behält aber noch seine Kreuzform bei, d. h. sie repräsentieren noch je ein Prophasenkreuz der zweiten Reifungsteilung. — Diese kreuzförmigen Chromosomen der ersten Reifungsteilung liegen in der Metaphase einander dicht au und mit ihren vier Armen genau gleich gerichtet (6i, so daß sie bei Seitenansicht wie zwei parallele Platten aussehen können, die in ihrer Mitte sowie an den beiden Enden schwach verdichtet und etwas stärker gefärbt erscheinen’). — In schräger oder polarer Ansicht läßt sich jedoch auch hier die Kreuzforin beider Tochterchromosomeu ohne Schwierigkeit erkennen. Diese Form wird während der Entfernung der Tochterchromo- somen in der Anaphase meistens noch bewahrt (Fig. P 7). Damit scheint aber auch für die zweite Reifungsteilung die Prophaseu- spreizung der Chromosomenteile beendigt zu sein, und die beiden Stäbchen werden auf späteren Stadien in annähernd paralleler Lage nebeneinander vorgefunden (Fig. Ps-a). — In den Spermatocyten von Ascaris megal. bivalem habe ich gefunden, daß diese parallele Lage der zwei zu einem Chromosom gehörigen Stäbchen bis zu ihrer Trennung in der zweiten Reifungsteiluug bewahrt wird (Textfig.Q.j-u). Als eine Tatsache, die für eine zukünftige Erklärung der Sprei- zuugsphänomeue von Bedeutung werden kann, möchte ich hier noch einmal den Unterschied betonen, der während der ersten Reifungs- teilung zwischen den Teilen eines Tochterchromosoms auf der einen Seite und den einander gegenüberliegenden Teilen beider Schwester- chromosomeu auf der anderen zu bestehen scheint: die kreuzförmige Spreizung jedes der letzteren bleibt noch zu einer Zeit bestehen, in der sie unter sich schon eine parallele Lage eingenommen haben. Welches daher auch die Kräfte sind, die eine Spreizung der Chromosomenteile verursachen — so viel geht aus diesem Verhalten der Chromosomen hervor, daß gleichzeitig mit der Befestigung der Zugfasern an den Tochterchromosomen auch die zwischen den letzteren wirksamen Kräfte eirfe Veränderung erleiden — eine Veränderung, die sieh nur zwischen, nicht aber innerhalb der Chromosomen be- merkbar maeht. q Auf solche Bilder ist wohl van Benedens Ausdruck; >deux disques quadrilateres juxtaposcs, composes chacuu de quatre globales chromatiques« zu beziehen. Chromosoinenstudien. II. 245 Als äußere Ursache dieser Veränderuug; läßt sich wohl nur eines erraten, nämlich die Verbindung beider Tochterchromosomen mit ver- schiedenen Spindelpolen. Ob aber das zeitliche Zusammenfallen dieser Befestigung an den Zugfasern mit dem Aufhören der Spreizung zwischen beiden Tochterchromosomen auch in einem ursächlichen Zusammenhang beider Ereignisse seinen Grund hat, — für eine Ent- scheidung dieser Frage fehlt uns noch jeder Anhaltspunkt. Doch möchte ich noch darauf aufmerksam machen, daß auch in den Pro- phasenkreuzen von Xereis ganz entsprechende Vorgänge sich ab- spielen. Nach der Befestigung an den Spindel fasern verlieren auch diese Chromosomen recht bald ihre Kreuzform, indem sie durch An- näherung je zweier ihrer vier gleich langen Arme in V-förmige Chro- mosomen umgebildet werden (Figg. 38—43, Taf. XV). Auch hier sieht man aber, daß eine solche Annäherung nur zwischen den Teilen verschiedener Tochterchromosomen stattfindet, während die beiden Arme eines Tochterchromosoms noch eine zeitlang weit auseinander- gespreizt bleiben. Metaphasenstrukturen. Unter dieser Bezeichnung werden wir im folgenden das Ver- halten der Chromosomen vom Augenblick ihrer Befestigung an den Zugfasern bis zur erfolgten Trennung der Tochterchromosomen etwas näher analysieren, als es während der Darstellung der tatsächlichen Verhältnisse geschehen konnte. Im Gegensatz zu den Prophasen- strukturen, die als Resultate der innerhalb der Chromosomen wirk- samen Kräfte zustande kommen, sind die Metaphasenstrukturen zum Teil auch als Ausdrücke äußerer, von seiten der Zugfasern auf die Chromosomen geübter Einflüsse aufzufassen. Es wird für die Metaphasenstrukturen von keiner Bedeutung sein, ob die Längsteilung der Chromosomen auf einem früheren oder späteren Stadium der Prophase stattgefunden hat. Nur zwei der heterotypischen Charaktere, die Konsistenzveränderung der Chromo- somen und die Tendenz zur Spreizung ihrer Teile, können also hier neben der ziehenden Wirkung der Zugfasern eine Rolle spielen. Die Konsistenz Veränderung macht sich, wie es schon bei den Prophasenstrukturen gezeigt worden ist, wesentlich nur in den am meisten heterotypischen Mitosen, besonders in der ersten Reifungs- teilung, geltend. — Innerhalb jeder Mitose ist sie aber in der Meta- phase stärker hervortretend als auf früheren Stadien; so sehen wir in zahlreichen Objekten die langgestreckten Chromatinfäden der Pro- 246 Kristine Bonnevie pbase zur Zeit ihrer Befestigung an der Spindel in kleinere, kugelig abgerundete oder an ihren Enden tropfenförmig anfgetriebene Chro- mosomen kontrahiert werden. Ja selbst in der ersten Furchungs- teilung von Xereis, wo in der Prophase keine Neigung zur Aggluti- nation mehr wahrnehmbar ist, kann man in der Metaphase eine tropfenförmige Abrundung der Chromosomenenden recht oft vorfinden (Fig. 42). — Diese Verflüssigung der Chromatinsubstanz beim Über- gang von Pro- zu Metaphase mag jedoch nur eine scheinbare sein, indem die flüssige Konsistenz der Chromosomen sich erst dann recht geltend machen kann, wenn die stark spreizenden Kräfte der Pro- phase genügend abgeschwächt sind, um ein tropfenförmiges Zusammen- laufen der Chromatinpartikeln zu erlauben. Nirgends ist wohl die flüssige Konsistenz der Chromosomen so auffallend wie in den Spermatocyten von Ascaris (Textfig. Q); die Chromosomen scheinen hier während der Metaphase in der Tat keine feste Form zu haben. Die lang -fadenförmigen Chromosomen der Spermatocyten I (1) werden nach verfrühter Längsteilung schon in der Prophase bedeu- tend kürzer und dicker (2). Eine zweite Längsteilung erfolgt nun auch bald, und wir finden in der späteren Prophase Bilder, die mit denjenigen aus der Keifung des Asca/'is-Eies beschriebenen wohl übereinstimmen. Die vier kurzen und dicken Stäbchen jedes Chro- mosoms können hier einander parallel gelagert sein (4), oder sie können, wenn ihre Enden auseinanderspreizen, zu achtstrahligen Figuren der Ursprung sein (3, 5). — Sowohl in der ersten wie in der zweiten Pieifungsteilung werden die Chromosomen auf die Weise iu die Aquatorialplatte eingestellt, daß eine Längsseite jedes Stäbchens mit Zugfasern besetzt wird, während eine andre dem Schwester- chromosom zugewendet ist. Wie schon von Brauer (1893) be- schrieben, werden an jedes Chromosom zahlreiche Zngfasern befestigt, und es »erhebt sich das Chromatin iu viele Zacken, so daß das Stäbchen in Seitenansicht das Anssehen eines Kammes hat«. Diese Zackenbildung ist als der erste Anfang einer völligen Um- formung der Chromosomen zu betrachten, — so wie sie, wenn eine halbflüssige Masse der Wirkung eines einseitigen Zuges ausgesetzt wird, stattfinden muß. Die Tochterchromosomen werden hier nicht, wie in der typischen Mitose, als elastische, formbeständige Stäbchen voneinander getrennt; ihre Masse scheint völlig umgelagert zu werden, indem sie mit Beibehaltung der den Schwesterchromosomen zuge- kehrten breiten Flächen in polarer Lichtung abgeschmälert und zu- Chromosomenstudien. II. 247 gespitzt werden (Textfig. Qg.s), bis ihre Längsachsen anstatt äquatorial nunmehr polar gerichtet werden. Erst am Ende dieser Umformung gibt sich die Zugwirkung der Spindelfasern in einer Entfernung Textfif^. Q. 1 2 3 Chromosomen aus den beiden Eeifungsteilungen der Spermatocyten von Ascaris megal. bivalens. 1—4 Prophase, 5— S lletaphase, 9 Anaphase der ersten Reifungsteilung, 10 Interkinese, 11 — 13 zweite Eeifungsteilung. beider Tochterehromosomen voneinander den üblichen Ausdruck (Textfig. Q 9, 12-13)- Es ist dies derselbe Vorgang, den man auch vor Augen hat, wenn eine mit Sand oder einer zähflüssigen Substanz annähernd ge- 248 Kristine Bonnevie füllte Blase von ihrer Unterlage einporgehoben werden soll. Von Anfang an liegt sie der Unterlage mit breiter Fläche an und reagiert auf den Zug zuerst nur durch Umformung ihrer Masse; erst wenn ihre ursprüngliche Plattenform in eine in der Richtung des Zuges zugespitzte Kolbenform verändert worden ist, wird die Berührung mit der Unterlage völlig aufgegeben. Meine Beobachtungen über die Spermatocytenteilungen von As- caris stimmen mit denjenigen von 0. Heutwig (1890) und Bkaueu (1893) aufs beste überein. Nur ist die Formveränderung der Tochter- chromosomen von 0. Hertwig in etwas andrer Weise gedeutet, und zwar so, daß (S. 38) »die beiden Enden jedes sichelförmigen Stäb- chens — — sich stark zusammengekrümmt und einander genähert« haben, wodurch »aus dem Mittelstück derselben ein kompakter Körper entstanden« ist, der »nach den Polkörperchen zu . . zwei Spitzen trägt, die aus den Enden der Stäbchen hervofgegangen sind«. Von einer solchen Biegung läßt sich aber weder in den Ab- bildungen früherer Forscher noch in den mir zur Verfügung stehen- den Präparaten etwas wahrnehmen, und, wie schon Brauer gezeigt hat, ist die Zahl der dem Spindelpole zugekehrten Spitzen meistens erheblich größer, als von Hertwig angenommen. Bei keinem andern Objekt ist, wie mir bekannt, eine derartige Umformung der Tochterchromosomen während ihrer Trennung nachge- wiesen worden; die männlichen Keimzellen von Ascaris unterscheiden sich in diesem Punkte auch von den weiblichen derselben Art, wo — wie schon oben gezeigt — die Tochterchromosomen während der Anaphase ihre Form recht wohl behalten (Vgl. Textfig. P). — Ganz allgemein sieht man jedoch auch in andern Objekten die Metaphasen- strukturen der ersten Reifungsteilung von der flüssigen Konsistenz der Chromosomen stark beeinflußt; die tropfenförmig aufgetriebeneu Enden der Tochterchromosomen, ihre Neigung zu ringförmiger Ver- klebung und zu rechtwinkliger Knickung, wenn sie dem Zuge der Spindelfasern ausgesetzt werden, — dies alles trägt in hohem Maße dazu bei, der ersten Reifungsteilung bei den verschiedensten Objekten ein einheitliches und von der typischen Metaphase stark abweichendes Gepräge aufzudrücken. Mit dem Wiederherstellen der ursprünglichen Konsistenzverhält- nisse schwinden diese Eigentümlichkeiten aus der Metaphase; so sehen wir in Xei'eis, weun wir von den Reifuugs- zu den Furchuugs- teilungen übergehen, auch in dem Metaphasenbild ein schrittweises Zurückkehren von heterotypischen zu typischen Verhältnissen. Chromosomenstudien. II. 249 In dieser Entwicklung des Metaphasenbildes spielen aber nicht nur die Konsistenzveränderungen eine Rolle; auch die heterotypisch ver- stärkte Tendenz zur Spreizung der Chromosomenteile wird nach und nach auf ihr typisches Maß reduziert. Ich habe schon oben erwähnt, daß dieser Charakter auch in der typischen Mitose in jeder Prophase sich geltend macht, daß er aber in der heterotypischen Periode mit Steigerung seiner Intensität auch länger dauert, so daß in stark heterotypischen Teilungen eine Sprei- zung der Chromosomenteile bis in die Anaphase nachgewiesen werden kann. — Es ist klar, daß eine solche Verlängerung der Dauer der Spreizungsphänomene auch das Metaphasenbild beeinflussen muß; so sehen wir dann auch in den nacheinander folgenden Furchungs- teilungen von Nereis das Aussehen der Chromosomen sieh schritt- weise verändern. In den ersten Furchungsteilungen, wenn die Spreizung im Augenblicke der Insertion noch auf der Höhe steht, werden die Prophasenkreuze als solche auf der Spindel befestigt (Figg. 37 — 40); in späteren Furchungsteilungen hat zur Zeit der In- sertion eine Annäherung der Tochterchromosomen schon angefangen, und die Chromosomen werden als V-förmige Fädchen median be- festigt (Figg. 67 — 68). Noch später endlich, wenn die Spreizung wieder, wie in der typischen Mitose, auf die Prophase beschränkt ist, sieht man die stäbchenförmigen Chromosomen terminal auf die Spindel inseriert werden (Figg. 74 — 75, 84 — 85). Die Kenntnis dieser innerhalb der heterotypischen Periode vor sich gehenden Veränderungen im Aussehen der Chromosomen muß notwendigerweise auch unsre Auffassung ihrer Insertions weise beeinflussen. — Für eine Bestimmung des Insertionspunktes genügt es nach dem obigen nicht, nur ein einzelnes Stadium der Mitose in Betracht zu ziehen; man muß zuerst die Genese der Chromosomen genau studiert haben. — So würde man bei einer Betrachtung von Metaphasenbildern der späteren oder Anaphasenbildern der früheren Furchung in Nereis (Figg. 48, 71, 75, 84 — 85) den Schluß wohl für be- rechtigt halten, daß eine terminale Insertion der Chromosomen für diese Art charakteristisch ist; und doch findet man auf früheren Stadien derselben Mitosen ausschließlich V-förmige Chromosomen mit medianer Insertion (Figg. 41 — 47, 68, 73, 81). Die mediane Insertion früherer Stadien ist hier in Wirklichkeit mit der terminalen späterer Stadien identisch, indem die Zugfaser in beiden Fällen an einem und demselben Punkt des Chromosoms befestigt ist. — Es geschieht aber auch, wie schon in meiner vor- Archiv f. Zellforschung. II. 17 250 Kristine Bonnevie läufigen Mitteilung erwähnt, während der Trennung der Tochterchromo- somen zuweilen eine Verschiebung des Insertionspunktes, und zwar so, daß die anscheinend terminale Insertion in eine sub- terminale verändert werden kann. Eine solche Verschiebung findet in den Eeifungs- und Furchuugsteilungen von Xereis nur relativ selten statt; in Thalassema und Cerehrahdus dagegen scheint sie ganz konstant vor sich zu gehen (Figg. 116, 124). — Die Ursache dieser Verschiebung des Insertionspuuktes ist wahrscheinlich eine rein mechanische, daraufhin deuten verschiedene während der Metaphase gefundene Bilder der Chromosomen. Erstens müssen hier die kuge- ligen Auftreibungen vieler Chromosomen an ihrem Insertionspunkte in Betracht gezogen werden (Figg. 4/", 6rf, 19, 23, 83 — 85); durch eine solche wird natürlich die Zugfaser von dem proximalen Ende der Chromosomen etwas verschoben, indem sie au der polaren Seite der Kugelfläche befestigt wird. — Auch weitere Verschiebungen können aber, und zwar unter Bildung von triangulären Meta- phasenchromosomen (Figg. 24, 103), stattfinden. Die eigentümliche Form dieser Chromosomen läßt sich als Ausdruck einer starken Spannung zwischen den die Tochterchromosomen verbindenden und trennenden Kräften erklären, indem dem Zuge der Spindelfasern von dem Zusammenhang der Tochterchromosomen entgegengewirkt wird. Wenn der von dem letzteren geübte Widerstand zu stark ist, wird der Angriffspunkt der Spiudelfaser in die Richtung eines geringeren Widerstandes, d. h. gegen die Mitte der Chromosomenarme hin ver- verschobeu. Für eine Bestimmung des Insertionspunktes ist nach dem obigen ein eingehendes Studium der Chromosomen von Anfang bis zum Ende der Mitose dringend notwendig; für einen Vergleich der Insertions- verhältuisse verschiedener Objekte wird es dabei auch notwendig sein, nicht nur entsprechende Mitosen, sondern auch entsprechende Phasen dieser Mitosen in Betracht zu ziehen. — Die weitgehenden Schlüsse, die ohne solche Vorsichtsmaßregeln aus den Insertionsver- hältnissen der Chromosomen, besonders von Gkegoire (1905), gezogen worden sind, müssen daher als ungenügend begründet bezeichnet werden. (Siehe unten im Abschnitt »Anaphasenstrukturen«.) Die hier besprochenen heterotypischen Charaktere, die Konsis- tenzveräuderung und die Spreizung, tragen nun beide dazu bei, die charakteristischen Metaphasenstrukturen der Chromosomen hervorzu- bringeu. — Auch hier sieht man die Konsistenzveränderung und die an diese gebundenen Chromosomeuformeu nur in den ersten, stark Chromosomenstudien. II. 251 heterotypischen Mitosen sich geltend machen, während die Spreizungs- pliänomene länger dauern können. Als die am meisten charakteristischen Metaphasenformen der Chromosomen werden wir im folgenden die Doppelbügel, die Meta- phasenkreuze und die Metaphasenringe etwas näher betrachten. — Die Doppelbügel (Figg. 6, 7), in denen beide Längshälften der median befestigten Tochterchromosomen parallel verlaufen, scheinen nur dort Vorkommen zu können, wo die Neigung zur Agglutination den sprei- zenden Kräften überlegen ist. So treten sie in Nereis in der ersten Reifungsteilung häufig zum Vorschein, während sie in den Furchungsteilungen, wo die Konsistenz der Chromosomen wieder fester geworden ist, sehr selten gefunden werden. Erst am Ende der heteroh’pischen Periode, wenn die Spreizung schon vor der Meta- phase zu Ende ist (Figg. 74—88), wird wieder, und zwar von sämtlichen Chromosomen, ein Doppelbügelstadium durchlaufen. Mit zunehmender Spreizung der Arme der Mutterchromosomen kommen L’bergangs- formen zwischen Doppelbügeln auf der einen Seite und Metaphasen- kreuzen oder Ringen auf der andern zum Vorschein. Welche von diesen Formen gebildet werden soll, hängt aber weniger von der Spreizung als von der mehr oder weniger plastischen Konsistenz der Chromosomen ab. — Je mehr plastisch die V-förmigen Mutterchromo- somen sind, desto größer ist die Aussicht für eine rechtwinklige Knickung der Tochterchromosomen, wenn sie dem medianen Zuge der Spindelfasern ausgesetzt werden; mit steigender Elastizität ist auf der andern Seite eine Ringbildung wahrscheinlicher. Die Metaphasenkreuze, deren Entstehung von einer plas- tischen Konsistenz der Chromosomen abhängig ist, können daher als stärker heterotypische Strukturen bezeichnet werden als die Ringe, die wesentlich nur von der Form und Spreizung der Mutterchromosomen abhängen. — So sehen wir denn auch in Xei'eis die typischen Meta- phasenkreuze vor allem nur in der ersten Reifungsteilung auftreten (Figg. 9, 11), während in den späteren Mitosen der heterotypischen Periode nur Ringbildungen oder Übergangsformen zwischen Ringen und Kreuzen vorgefunden werden (Figg. 46, 47). Die große Anzahl von Metaphasenkreuzen, die in der ersten Reifungsteilung von Thalassema und Cerebratulus zum Vorschein treten, sollten nach dem obigen darauf hindeuten, daß die Konsistenz der Chromosomen hier mehr plastisch — die Mitose also mehr hetero- typisch — ist als in Nereis. Und doch sieht man bei diesen Arten das typische Metaphasenbild schon in der ersten Furchungsteilung wieder- 17* 252 Kristine Bonnevie hergestellt, während in Ko'eis noch eine ganze Eeihe Fiirchnngstei- lungen ein heterotypisehes Aussehen haben. — Durch dieses Verhalten wird wieder die Unabhängigkeit der heterotypischen Charaktere illustriert. Während sich die Konsistenzveränderung in ThaJassema und Cerebratulus am stärksten geltend macht, scheinen in Kereis die spreizenden Kräfte mehr gesteigert zu sein. Ihre Wirkungen lassen sich ja nämlich hier bis in die Anaphase der ersten Furchungs- teilungen spüren; in den beiden andern Arten dagegen sind sie schon von der ersten Furchungsteilung au auf die Prophase beschränkt. Ihre Metaphasenstrukturen sind daher nur von der immer kurz währen- den Konsistenzveränderung der Chromosomen abhängig. Die Metaphasenriuge lassen sich wohl nirgends schöner demon- strieren als in den großen Eiern von Nereis, wo sie von der ersten Reifungsteiluug an in jeder innerhalb 10 — 11 Stunden sich ab- spielenden Mitose die häutigst auftretende Chromosomenform repräsen- tieren. Sie sind von den früher besprochenen Prophasenringen nicht nur zeitlich, sondern auch ihrem Baue nach scharf getrennt; im Gegensatz zu den letzteren, die in Nereis ihrer Fläche nach geteilt wurden, werden die Metaphasenringe immer in zwei Halb- ringe zerlegt. Bevor ich die Besprechung der Metaphasenstrukturen abschließe, möchte ich hier noch meine Auffassung der Ringbildungen im Ver- hältnis zu den Auseinandersetzungen von A. und K. E. Schreiner (1907) mit einigen Worten klarstellen. Schon in meiner vorläutigen Beschreibung der Reifungsteilungen in Enteroxenos (Bonnevie [1905]) habe ich hervorgehoben, daß man bei einer Deutung der Ringbildungen »die Ringe der Prophasen und diejenigen der Metaphase wohl auseinander halten« muß, »da sie nicht ohne weiteres als identisch betrachtet werden dürfen«. — Wenn ich hier von Pro- und Metaphasenringen gesprochen habe, geschah es, um den verschiedenen Charakter noch mehr als den zeitlichen Unter- schied im Auftreten dieser Ringe zu bezeichnen. Die Prophasen- ringe, die die schon innerhalb der Kernmembran wirksamen Kräfte der Chromosomen und ihrer Umgebungen zum Ausdruck bringen, können wohl zuweilen bis in die Metaphase noch bestehen bleiben. (Fig. 5 a-g dieser Abhandlung); auf der andern Seite können aber auch die durch die Zug wir k ung der Spindelfusern her- vorgebrachten Metaphasenringe schon auf einem Stadium zum Vorschein treten, auf dem eine typische Aquatorialplatte noch nicht gebildet worden ist. Chromosomenstudien. II. 253 Die Prophasenriuge können, wie schon oben (S. 238) erörtert, einen verschiedenen Bau haben, je nachdem die späteren Tochter- chromosomen während der Ringbildung auseinanderweichen oder eine parallele Lage behalten. — In den Metaphasenringen dagegen, die während der Trennung der Tochterehromosomen ein Übergangstadium repräsentieren, werden die beiden Halbringe immer von je einem Tochterchromosom gebildet. Beide Arten von Ringbildungen sind für die heterotypische Form der Mitose charakteristisch; keine von ihnen ist aber für die Frage von der Natur der Reifungsteilungen von entscheidender Bedeutung, da sie mit den heterotypischen Charakteren der Chromosomen auch außerhalb der Reifungsteilungen auf treten können. An Stelle dieser von mir benutzten Gruppierung der Ringbil- dungen haben A. und K. E. Schreiner (1907) eine andre vorgeschlagen, indem sie die gelegentlichen Ringbildungen den typischen Ringen der bivalenten Chromosomen gegenüberstellen. — Ihre gelegentlichen Ringe können überall (S. 17), »wo faden- oder schleifenförmige Chromo- somen vorhanden sind«, gebildet werden, und zwar entweder »von ungeteilten Chromosomen durch scheinbare oder wirkliche Ver- klebung ihrer Enden« oder »von geteilten Chromosomen, indem die Längsteile auseinanderweichen und nur an ihren Enden in Ver- bindung bleiben«. Diese »gelegentlichen« Ringbildungen, die, wie man sieht, so- wohl Pro- als Metaphasenringe in sich schließen, werden von den typischen Ringen, die »den häufigsten Übergangszustand der Chromo- somen von der Konjugation zu der Reduktionsteilung« bezeichnen, scharf getrennt. — »Die Eigenart dieser Ringe spiegelt sich in ihrem Baue ab: sie sind aus zwei längsgeteilten Halbringen zusammenge- setzt, die je ein teilungsreifes Chromosom darstellt; die Verklebungs- stellen der Einzelchromosomen sind durch die spreizenden Enden derselben markiert; die von derselben Verklebungsstelle ausgehenden Endpartien der Paarlinge entsprechen einander genau an Länge; in den letzten Phasen vor dem Eintreten der Reduktionsteilung trennen sich häufig au diesen Endpartien der Einzelchromosomen ihre beiden Läugsteile, wodurch die eigentümlichen »Siegelringe« Zustandekommen, die bei günstigen Objekten in der Metaphase der I. Reifungsteilung, sonst aber nirgends vorgefunden werden«. Nur nebenbei möchte ich hier bemerken, daß die Bezeichnungen »gelegentliche« und »typische« Ringbildungen mir kaum geeignet scheinen, die Schwierigkeiten der Reifungsfragen zu erleichtern. — 254 Kristine Bounevie Die »typischen« Kinge sind zwar für Tomopteris und einige andre Objekte typisch, in wieder andern dagegen kommen sie gar nicht oder nur gelegentlich vor. Die »gelegentlichen« Eingbildungen da- gegen — z. B. die Metaphasenringe der ersten Furchungsteilungen in Nereis — können für gewisse Arten viel mehr typisch sein als die »typischen« Ringe selbst. Die Berechtigung einer solchen Einteilung beruht aber in erster Reihe auf der Entscheidung der Frage, ob und in wie weit die Meta- phasenringe der ersten Reifungsteilung von denjenigen späterer Tei- lungen wesentlich verschieden sind. Sie entstehen allem Anschein nach in einer und derselben Weise, indem die Tochterchromosomen durch den Zug median befestigter Spindelfasern auseinandergezogeu werden. — Die »typischen« Ringe sollen aber nach Schreiner »aus zwei längsgeteilteu Halbringen, die je ein teilungsreifes Chromosom darstellt« bestehen. Diese Bedingungen werden zwar von keinen andern Ringen als denjenigen der ersten Reifungsteilung erfüllt; es fragt sich aber, ob die hier erwähnten Eigenschaften überhaupt als für die Ringbildungen charakteristisch betrachtet werden können. Eine Betrachtung der ersten Reifungsteilung ergibt, daß dies nicht der Fall ist, sondern daß in der oben zitierten Definition der »typischen« Ringe eine Reihe heterotypischer Merkmale zusammen- gestellt sind, die — der Tendenz zur Riugbildung koordiniert — alle dazu beitragen, dieser Mitose ihr eigentümliches Gepräge aufzudrücken; wir haben aber auch schon oben gesehen, daß kein einziges dieser Merkmale für die erste Reifungsteilung allein charakteristisch ist. — Die Längsteilung der »typischen« Halbringe ist so nichts andres als ein Ausdruck der allgemeinen heterotypischen Tendenz zu ver- frühter Teilung der Chromosomen; wegen des Ausfallens eines Ruhe- stadiums zwischen beiden Reifungsteilungen macht sie sich nicht nur in den ringförmigeu, sondern in sämtlichen Chromosomen der ersten Reifungsteilung, oft in eigentümlicher Weise geltend. — Dies gilt auch für die zweite, an die »typischen« Ringe gestellte Forderung, daß ihre Halbringe »je ein teilungsreifes Chromosom« darstellen sollen; diese Bedingnng wird auch von sämtlichen Tochterchromosomen der ersten Reifungsteilung, gleichgültig ob sie ringförmig oder nicht ringförmig sind, erfüllt, indem sie mit dem raschen Aufeinanderfolgen beider Reifungsteilungen in direkte Verbindung zu setzen ist. — Neben den hier besprochenen Eigenschaften haben wir als Ausdruck heterotypischer Charaktere auch die Tendenz zur Ringbildung kennen gelernt. Cbromosomenstudien. II. 255 In Nereis, wo die für die zweite Reifungsteilung bestimmte Längs- teilung gewöhnlich erst während der Interkinese eintritt, sind die Metaphasenringe der ersten Reifungsteilung von denjenigen späterer Mitosen gar nicht verschieden ; ob aber in andern Objekten die ring- bildenden Chromosomen gleichzeitig auch andre heterotypische Cha- raktere aufweisen — dies wird für einen Vergleich der Ringbil- dungen als solche von nebensächlicher Bedeutung sein. Die für die erste Reifungsteilung gewisser Objekte (Amphibien, AUolobophora, Tomopteris] so charakteristischen »Siegelringe« sind durch eine Kom- bination heterotypischer Charaktere (Agglutination, Spreizung, ver- frühter Teilung) zustande gekommen, so wie sie »bei günstigen Ob- jekten in der I. Reifungsteilung, sonst aber nirgends« erwartet werden kann. — Die Begrenzung im Auftreten dieser Ringe auf die erste Reifungsteilung sagt uns daher über die Natur dieser Mitose nichts andres, als daß die heterotypischen Charaktere hier stärker zum Vorschein treten als in den später folgenden Mitosen. Ich kann nach dem obigen die von A. und K. E. Schreiner (1907) durchgeführte Unterscheidung zwischen »typischen« und »ge- legentlichen« Ringbildungen nicht für berechtigt ansehen. Dazu kommt noch, daß unter ihren »gelegentlichen« Ringbildungen Chromo- somenformen zusammengestellt sind, die nicht nur zeitlich, sondern auch ihrer Genese nach wesentlich verschieden sind. Ich finde es daher für eine Analyse der heterotypischen Charaktere nach wie vor bequem, die Prophasen- und Metaphasenringe als Wirkungen ver- schiedener Kräfte gesondert zu besprechen. Anaphasenstrukturen. Wer die Metaphasenstrukturen der ersten Furchuugsteilungen von Nereis mit V-förmig gespreizten Mutterchromosomen, die unter Bildung von offenen Metaphasenringen geteilt werden, studiert hat, kann nicht ohne Überraschung die Anaphasenbilder derselben Mitosen wahrnehmen (Figg. 45 u. 48). Die Chromosomen scheinen hier nämlich stäbchenförmig zu sein mit terminaler Befestigung an den Spindelfasern. Eine Erklärung dieser auffallenden Veränderung im Aussehen und in der Insertionsweise der Chromosomen haben wir schon oben in den heterotypisch gesteigerten Spreizungsphänomenen gesucht. Die Metaphasenbilder der ersten Furchungsteilungen werden noch unter dem Einfluß dieser Spreizung geformt ; in der Anaphase schwindet aber ihre Wirkung, und die beiden Hälften eines Tochterchromosoms werden jetzt einander parallel gelagert. So dicht ist in der Tat die 256 Kristine Bonnevie Annäherung dieser Chromatinfädchen, daß jede Spur einer Längs- spalte zwischen ihnen verschwinden kann; der Übergang von Pro- zu Anaphase der Furchungsmitosen geschieht also in einer solchen Weise, als ob eine in der Prophase existierende Eepulsion der Chromosomenteile in Attraktion verändert worden wäre. In Thalassema und Cerebratulus, wo die Spreizung der Chromo- somen schon vor der Metaphase beendigt ist, da haben natürlich die Tochterchromosomen vom Augenblick ihrer Trennung dieselbe Stäb- chenform, die auch für die Mutterchromosomeu charakteristisch war (Figg. 115 — 117, 124). Nur sehr selten läßt sich in diesen Chromo- somen eine Längsspalte spüren; und doch wird durch ihre Genese sowohl als durch ihr späteres Schicksal eine Zusammensetzung der- selben aus zwei Längshälften bewiesen. Wie für die Pro- und Metaphasen so gilt es auch für die Ana- phasen der von mir untersuchten Würmer, daß zwischen den beiden Reifungs- und den Furchungsteilungen kein wesentlicher Unterschied besteht. In jeder dieser Mitosen sieht man die Tochterchromosomen aus zwei Längshälften zusammengesetzt, deren Ursprung auch immer derselbe ist; sie sind nämlich direkt auf die beiden Arme eines V-förmigen Mutterchromosoms zurückzuführen. — Die beiden Längs- hälften der Tochterchromosomen sind an ihren polaren Enden meistens V-förmig miteinander verbunden ; nicht selten werden aber auch Bilder angetroffen, wo sie auch hier, und zwar mit kugeligen Auftreibungen, frei endigen. Solche Bilder werden in den Reifungsteilungen, und besonders in der ersten, häufiger vorgefunden (Figg. 6rf,9, 12, 27, 28) als in den Furchungsteilungen (Fig. 71). Eine Komplikation des Anaphasenbildes kann in der ersten Reifungsteilung dann eintreten, wenn die für die folgende Mitose be- stimmte Längsteilung schon in dieser Phase zum Vorschein kommt. Dies geschieht aber in unseren Objekten nur ausnahmsweise (Fig. 13), während es in gewissen andern ganz regelmäßig eintritt. Wie die drei von mir untersuchten Würmer in betreff ihrer Chromosomverhältnisse unter sich aufs beste übereinstimmen, so glaube ich in ihren Anaphaseustrukturen auch Anknüpfungspunkte an andre Formen zu finden. Anaphasenbilder mit längsgespaltenen Tochterchromo- somen sind aus der ersten Reifungsteilung zahlreicher Objekte schon lange bekannt; meistens sind sie dann, wie die übrigen heterofypischeu Charaktere, als Ausdruck einer Eigenart dieser speziellen Mitose betrachtet worden. Chromosomenstudien. 11. 257 In seiner bekannten Übersicht der Reifungsliteratur ordnet Gregoiee (1905) die früher beschriebenen Anaphasenbilder der Chro- mosomen in drei Gruppen ein, indem er sie als »,V simples' parfois fondus a leur angle«, — »V doubles« und »V caudes« bezeichnet; er glaubt dabei auch als sicher annehmen zu können, daß alle diese Formen nur durch Längsteilung der ursprünglich einfachen Tochter- chromosomen entstanden seien. »II faut qu’une division longitudinale soit intervenue pour transformer les bätonnets droits de l’iusertion terminale en ,V simples', pour transformer les bätonnets recourbes de l’insertion intermediaire en ,V caudes' et pour transformer les V de l’insertion mediane en ,V doubles'« (loc. cit. S. 237:. Diese Auffassung der Anaphasenbilder spielt für Gregoiee bei seiner Durchführung des »Schema heterohomeotypique« eine große Rolle. — Durch die Kenntnis der in Xereis^ Thalassema und Cere- bratulus gefundenen Verhältnisse wird ihr Wert jedoch in hohem Maße verringert. Erstens haben wir gesehen, daß V-förmige Chromosomen mit medianer Insertion durch Aufhören ihrer Spreizung in stäbchenförmige, terminal inserierte verändert werden können, — eine Veränderung die sowohl in Mutter- als in Tochterchromosomen vor sich gehen kann; wir haben in Thalassema Tochterchromosomen vorgefunden, die, trotzdem sie zweifellos aus zwei Längshälften zusammengesetzt waren, keine Spur einer Längsspalte nachweisen ließen. Endlich haben wir auch eine Verschiebung des Insertionspunktes konstatieren können, wodurch terminal inserierte Doppelstäbchen in »V caudes« verändert wurden. — Die Tochterchromosomen der heterotypischen Periode in Nereis würden nach Gregoiee als »V simples«, diejenigen von Thalassema als »V caudes« bezeichnet werden müssen; keines von ihnen ist aber in der von Gregoiee vorausgesetzten Weise ent- standen. Während nach Gregoiee die in der ersten Reifungsteilung sicht- bare Längsspalte der Tochterchromosomen immer nur als eine ver- frühte Teilung für die folgende Mitose gedeutet werden muß, wird auf der andern Seite von den Verteidigern einer Postreduktionsteilung (McCluxg 1902, SuTTOX 1903 u. a.) der Standpunkt eingenommen, daß die Längsspalte der Tochterchromosomen ihrer Bivalenz Aus- druck gibt, indem die Längshälften eines Tochterchromosoms noch die beiden während der Konjugation vereinigten väterlichen und mütterlichen Chromosomen repräsentieren. Die beiden Konjuganten sind nach dieser Auffassung in der ersten Reifungsteilung längs- 258 Kristine Bonnevie geteilt Avorden, während sie in der zweiten voneinander getrennt werden. Solange die Reifungsteilungen für sich allein betrachtet wurden, mußte es auch selbstverständlich scheinen, daß eine von diesen beiden Deutungen richtig sei; ein Drittes schien es nicht zu geben. In beiden Fällen würde aber eine Längsspalte der Tochterchromo- somen nur in der ersten Reifungsteilung zu erwarten sein. Mit dem Nachweis wirklicher Längsspalten in den Tochterchromosomen auch andrer Mitosen müßte daher die Frage von der Bedeutung auch früher bekannter Spaltbildungen zu erneuter Prüfung aufgenommen werden. Als ich in Enteroxenos (1905, 1906) in der zweiten Reifungs- teilung Anaphasenbilder gefunden hatte, die mit denjenigen der ersten völlig übereinstimmten, glaubte ich die hier gefundene Längsspalte der Chromosomen b' auch in derselben Weise deuten zu müssen, wie es für die erste Reifungsteilung geschehen war, — entweder als eine verfrühte Teilung für die folgende Mitose oder als Ausdruck einer noch bestehenden Bivalens der Chromosomen. — Da nach einer Untersuchung der Prophasen der ersten Furchungsteilung die erste Möglichkeit ausgeschlossen schien, bin ich bei der letzteren stehen- geblieben, indem ich den Schluß gezogen habe, daß die bei der Konjugation erworbene Doppelheit der Chromosomen am Ende der beiden Reifungsteilnngen noch nachweisbar sei, — daß also die Konjugation nicht nur vorübergehend sei, sondern daß sie früher oder später zu einer völligen Verschmelzung beider Konjuganten führe. Nach der Veröfl'entlichung meiner Befunde in Enteroxenos ist auch in einer rasch zunehmenden Reihe andrer Objekte eine Läugs- spalte der Tochterchromosomen der zweiten Reifungsteilung nach- gewiesen worden [Myxine Schreiner 19052), Ascaris mystax Marcus 1905, Dytiscus Schäfer 1907, Kereis und Thalassema Bonnevie 1907, Oligochaeten Vejdovsky 1907). — Mit überzeugender Klarheit hat 1) Die negativen Befunde A. und K. E. Schreiners ;1907) in diesem Punkte können den Wert meiner Beobachtungen nicht beeinflussen. Eine Doppelheit der Chromosomen ist nämlich in Enteroxenos wie auch in Xereis und Thalas- sema lange nicht in allen Zellen sichtbar; es läßt sich daher wohl denken, daß man bei einer flüchtigen Übersicht dieser Stadien keine längsgespaltenen Chromo- somen zu Gesicht bekommt. 2' Die Doppelheit der Chromosomen in Myxine, die von A. und K. E. Schrei- ner (1905) zuerst einmal eingehend diskutiert worden war, wird nach erneuter Prüfung des Materials (1906 b) nicht mehr erwähnt. Später (1907) wird sie als »eine schwach ausgesprochene Längslichtuiig« wieder besprochen. Chromosomenstudieu. II. 259 vor allen Vejdovsky diese .Doppelheit der Chromosomen am Ende der zweiten Reifungsteilung demonstriert; auch wird durch die in seinen Figg. 132 — 137 dargestellten Bilder die völlige Übereinstimmung im Bau der Tochterchromosomen beider Reifungsteilungen über jeden Zweifel erhoben (vgl. Textfig. V j und 2 dieser Abh.). — Vejdovsky ist dann auch selbst zu dem Schluß gekommen, daß beide Reifungs- teilungen in seinen Objekten, wie in Euteroxenos, als Aquations- teilungen, und daß die Chromosomen noch am Ende derselben als bivalent zu betrachten seien. Auch außerhalb der Reifungsteilungen werden aber Spaltbildungen der Chromosomen vorgefunden, die durch ihre bloße Existenz zur Vorsicht bei einer Beurteilung dergleichen Formationen mahnen. So haben wir in den Anaphasenbildern von Nereis, Tlialassema und Cerebratuliis »falsche« Längsspalteu der Tochterchromosomen vorgefunden, die von den echten oft nur durch Kenntnis der Genese dieser Chromosomen unterscheidbar sind. — Sie werden sowohl in der ersten Reifungsteilung als in jeder folgenden Mitose durch starke Annäherung der Arme V-förmig gebogener Fädchen vorgetäuscht. Die große Ähnlichkeit dieser Anaphasenbilder mit denjenigen andrer, früher bekannter Formen macht es dabei wahrscheinlich, daß solche »falsche« Längsspalten der Chromosomen eine größere Verbreitung haben. So halte ich es nicht für ausgeschlossen, daß sowohl die von mir in Euteroxenos als die von Vejdovsky in Oligochaeten be- schriebene Doppelheit der Chromosomen in ähnlicher Weise zu deuten ist wie in Nereis (siehe unten). Aber auch wirkliche Längsspalten der Chromosomen kommen in den verschiedensten Objekten und unter solchen Umständen vor, daß ihre Bedeutung noch lange nicht klar scheint. — Indem ich an den verschiedenen Beschreibungen von Spaltbildungen, die in einer Verkennung der Telophasenstrukturen ihren Grund haben, vorüber- gehe, möchte ich hier nur die in AJliuni in der frühen Prophase konstant und in der Anaphase ausnahmsweise (Bonxevie 1908, Figg. 67 — 68, 79) auftretenden Längsspalten erwähnen, und ebenso auch die ganz entsprechenden Spaltbildungen in der ersten Furchungs- teilung von Ascaris megal. (loc. cit. Figg. 2 — 3, 22), die zuerst von Van Beneden (1883, 1887) und von Hekla (1895) erwähnt worden sind. In keinem dieser Fälle läßt sich mit Sicherheit entscheiden, ob die Spaltbildung als Vorbereitung einer später folgenden Mitose oder als Ausdruck einer zwischen gewissen Chromosomenteilen exi- stierenden Repulsion aufzufassen sei; noch weniger läßt sich dann 260 Kristine Bounevie aatürlicb die Frage beantworten, ob eine etwaige Repulsion in einer physiologischen Verschiedenheit (Bivalens) der Chromosomenteile oder in ihrer chemischen Zusammensetzung ihren Grund habe. Zu den hier erwähnten Spaltbildungen lassen sieh heute noch andre fügen. — In den achtstrahligen Chromosomen der ersten Reifungsteilung von Ascaris megal. univalem^ die, wie oben erörtert, durch Spreizuug der vier median verbundenen Stäbchen der ursprüng- lichen Tetraden zustande kommen, läßt sich zuweilen in jedem Arm eine deutliche Längsspalte nachweisen (Textfig. P 4—5). Diese Spalte hat mit den Reifimgsteilungen direkt nichts zu tun; die Enkelchromo- somen sind ja durch die Stäbchen selbst repräsentiert, und die Pläne beider Reifungsteilungen sind in den weit klaffenden Spalten zwischen diesen Stäbchen zu ersehen. Die eben besprochenen Längsspalten müssen daher in den innerhalb jedes Stäbchens wirk- samen Kräften ihre Erklärung suchen. — Eine ganz entsprechende Längsspalte habe ich auch in den Prophasenkreuzen der Interkinese von Amphiwna vorgefunden (Boxxevie 1908 Fig. 92 und Textfig. R dieser Abhandlung). ■ Eine Deutung dieser Spalten wie auch der oben erwähnten in Allium und Ascaris möchte ich vorläufig dahinstehen lassen. Es bleibt uns nur noch übrig, die Anaphasensti-ukturen von Nereis und Thalassema mit denjenigen gewisser andrer Formen direkt zu vergleichen. Zuerst möchte ich hier die von Vejdovsky (1907) beschriebe- nen Oligochaeten in Betracht ziehen, in denen das Verhalten der Chromosomen in vielen Punkten mit den für unsre Würmer be- schriebenen Verhältnissen übereiustimmt. — In beiden Gruppen treten unter den Prophasenstrukturen der Chromosomen die gleich- armigen Kreuze in den Vordergrund, was auf eine mediane Ver- bindung beider Tochterhälften eines Chromosoms hindeutet und auch eine mediane Insertion derselben an die Spindelfasern wahrschein- lich macht. Die Chromosomen werden weiter in beiden Formen- gruppen mit ihrer Längsachse äquatorial gerichtet auf der Spindel befestigt (Textfig. S. 1), und auch die während der Trennung der Tochterchromosomeu zum Vorschein tretenden Metaphasenstruktureu Textfig. E. Prophase der zweiten Keifungsteilnng in Ämphiuma mit längsgespaltenen Armen der Prophasenkreuze. Chromosomenstudien. II. 261 stimmen aufs beste miteinander überein. (Vgl. Textfig. S, T i_2 mit Figg. 9, 11 Taf. Xllt.j Die zweite Reifungsteilung verläuft in Vejdovskys Objekten, wie in den meinigen, genau wie die erste, und auch die Karyomeren werden in beiden Gruppen in entsprechender Weise gebildet (siehe unten) — In betreff der ersten Furchungsteilung läßt sich, wie schon oben (S. 236) erwähnt, auch eine weitere Übereinstimmung vermuten. Diese durchgehende Übereinstimmung unsrer tatsächlichen Be- funde macht es auch wahrscheinlich, daß ein zwischen unsern Deutungen bestehender Unterschied durch weitere Untersuchungen beseitigt werden kann. — Vejdovsky hat den Übergang von den Prophasenkreuzen zu den /-förmigen Metaphasenchromosomen in einer Weise beschrieben, die von meinen in Nereis gewonnenen Befunden Textfig. S. 2 3 1 H * 1 t» ft iletaphasenbilder von Oligochaeten (nach Vejdovsky). 1. Fridericia; 2. Rhynchelmis-, 3. Enchijtraeus wesentlich abweicht. Die beiden Armpaare eines Prophasenkreuzes werden nach Vejdovsky zuerst unter sich parallel gelagert, um dann durch selbständige gleitende Bewegung derart verschoben zu werden, daß das eine Stäbchen einer solchen »Dyade« schließlich in die Ver- längerung des andern zu liegen kommt. Durch Querteilung der so gebildeten /-förmigen Chromosomen würde dann in Wirklichkeit eine Längsteilung der Mutterchromosomen effektuiert werden. Gegen diese Darstellung Vejdovskys läßt sich auf Grundlage seiner eigenen Abbildungen eine Reihe Einwendungen erheben. — Erstens finden wir auf seinen in andern Richtungen außerordentlich reichhaltigen Tafeln die für eine Untersuchung der Chromosomen so wichtigen Stadien der späten Prophase nur sehr spärlich vertreten. Diese Lücke genügt, um den wirklichen Zusammenhang zwischen Prophasenkreuzen und Metaphasenstrukturen zu verbergen. — Auch unter den positiven Befunden Vejdovskys möchte ich einige hervor- heben, die mit meiner Darstellung besser übereinstimmen als mit seiner eignen. 262 Kristine Boniievie Die Umbildung der äquatorial gerichteten Dyadeu (Textfig. S i dieser Abb.) in vertikal gestellte /-förmige Chromosomen (Textfig. S s) sollte nach Yejdovsky ohne Mitwirkung der Zugfasern vor sich gehen, indem die beiden Stäbchen aneinander vorbeigleiten. — Mehrere Chromosomen seiner in Textfig. S 1—2 hier reproduzierten Abbildungen scheinen doch eine andre Erklärung nahe zu legen, — diejenige nämlich, daß hier, wie in so vielen andern Formen, die beiden Tochterchromosomen durch den Zug der Spindelfasern, und zwar erst an ihren proximalen Enden, voneinander entfernt werden. Die /- förmigen Metaphasenchromosomen würden dann nicht durch ein gegen- seitiges Vorbeigleiten der beiden Stäbchen einer Djade, sondern durch Eröflnuug des zwischen ihnen befindlichen Winkels von 0“ — ISO*’ zustande kommen. Die Metaphasenchromosomen der Oligochaeten sind aber nicht alle /-förmig; es kommen kreuzförmige Chromosomen vor (Text- fig. T 1-2) und auch solche , in denen im Äquator vier freie Enden kreuzförmig auseinanderspreizeu (Textfig. S 3). — Solche Chromo- somenformen lassen sich in Vejdovskys Theorie kaum hineinpassen ; ia es würde wohl ohne Kenntnis der in Nereis und besonders in Thalassema gefundenen Verhältnisse kaum möglich sein, für die letzt- erwähnte Chromosomenform eine befriedigende Erklärung zu geben. — Wir haben aber in Nereis und Thalassema gesehen, wie die Pro- phasenkreuze unter Annäherung ihrer Arme in V-förmige oder sogar in stäbchenförmige Chromosomen umgebildet werden können. Die V-förmigen Chromosomen wurden in der ersten Eeifungsteilung von Thalassema sehr häufig unter Bildung von Metaphasenkreuzen, den- jenigen von Ve.jdüysky abgebildeten völlig entsprechend, geteilt; die stäbchenförmigen Chromosomen dagegen haben während der Trennung ihrer Tochterchromosomen ein mehr oder weniger deutlich /-förmiges Stadium durchlaufen (Figg. 8 — 11, 116). Diese beiden Metaphasensti'ukturen waren infolge ihrer Genese unter sich nicht wesentlich verschieden. — Chromosomenformen, wie die in Textfig. S 3 abgebildete, mit vier kreuzförmig spreizenden Enden im Äquator, habe ich zwar in meinen Objekten nie vorgefunden. Vorausgesetzt aber, daß die Chromosomen von Rhyuchelmis den gleichen Bau haben wie diejenigen von Thalassema, läßt sich auch diese Form ohne Schwierigkeit verstehen. Wenn die sich trennenden Tochterhälften trotz ihres anscheinend einheitlichen Baues in Wirklichkeit V-förmig sind, dann müssen in den äquatorialen Verdickungen der /-förmigen Chromosomen ihre vier freien Enden enthalten sein. Mit Kenntnis Chromosomenstudien. II. 263 der während der lieterotypiscben Periode wirksamen spreizenden Kräfte der Chromosomen wird es aber dann nicht überraschen, zu- weilen auch eine kreuzförmige Spreizung dieser Enden vorznfindeu. — Es ist dies ein Phänomen derselben Art wie die Spreizung der freien Enden der »Siegelringe«. Wenn ich in meiner Deutung der Bl/ynchelmis -Chvomosomen recht habe, dann folgt daraus wieder, daß die anscheinend einheit- lichen Tochterchromosomen, wie in TJmlassema, eine »falsche« Längs- spalte in sich verbergen müssen, die vor der Kernbildung wieder sichtbar werden kann. Es ist dann aber auch natürlich, die zuweilen schon in der frühen Anaphase in diesen Chromosomen sichtbare Spalte (Texttig. T i) in derselben Weise zu deuten, wie in Thalassema — nicht also als eine verfrühte Längsteilung für die folgende Mitose, Textfig. T. 1 2 Metaphasencliromosoraen von Oligochaeten (nach Vejdovskv). 1. Ithynckelmis nnd Enchytraeus ; 2. Enchytraeus. sondern nur als eine »falsche«, auf den Winkel zwischen beiden Armen eines V-förmigen Mutterchromosoms zurückführbare Längsspalte. Das Verhalten beider Längsteile bei der Karyomerenbildung, das mit dem in Nereis und Cerebratiilus sehr wohl übereinstimmt, spricht auch zugunsten dieser Annahme. In der sehr spärlichen Literatur über die Chromosomen der Furchungsteilungen habe ich vergebens eine mit meinen Resul- taten übereinstimmende Darstellung gesucht. — Nur glaube ich in den von Beesslau (1904) gegebenen Abbildungen der Furchung von Mesostonium Ehrenbergi Verhältnisse zu erkennen, die in derselben Weise erklärt werden müssen wie die Furchungsbilder von Tlta- lassema. Beesslau beschreibt die Chromosomen der Furchungsteilungen als »lange und verhältnismäßig dünne Fäden«. Man sieht in seiner Fig. 17 (Textfig. Ui dieser Abh.) die V-förmig gebogenen Chromosomen in ganzer Länge in der Aquatorialplatte liegen. — Die Teilung dieser 264 Kristine Bonnevie Chromosomen soll nun nach Bresslau in folgender Weise vor sich gehen (loc. cit. S. 226):' »Die Ausbildung der Tochterplatten aus der Aquatorialplatte geht derart vor sich, daß die lang ausgewachsenen Chromosomfäden sich in continuo mit ihrer einen Hälfte auf dieser, mit der andern auf jener Seite der Teilungsspindel einstellen und dadurch zu einer nach beiden Polen hin konvergierenden Figur anordneu« (Textfig. U 2-3)- — »Wenn sich sodann die langen Chromosomen in der Richtung der Äquatorialebene der Quere nach spalten, sind beide Tochterplatteu auf einmal fertig ausgebildet.* Ein solcher Teilungsvorgang, mit Querteilung der Chromosomen in einer Reihe aufeinanderfolgender Mitosen würde, wenn er be- 1 Textfig. U. 2 3 Furchungsteilungen von Mesostomum. (Nacli Bresslau.) stätigt werden könnte, unsre allgemein geltenden Vorstellungen Uber die Natur der Mitose Umstürzen müssen. — Ein Vergleich mit den in Nereis und besonders in Thalasserna gefundenen Verhältnissen er- gibt aber, daß die von Bresslau dargestellten Bilder auch in einer andern, mit unsrer Auffassung der Mitose viel besser übereinstimmen- den Weise erklärt werden können. Wenn nämlich, wie in Thalasserna, die V-förmig gespreizten Mutterchromosomen (Textfig. U 1, 2 oben) durch Annäherung ihrer Arme in stäbchenförmige umgebildet worden sind, dann würden auch nach Längsteiluug dieser Chromosomen Anaphasen- bilder folgen müssen, wie die von Bkesslaü abgebildeten (vgl. Text- fig. U ,_3 mit Figg. 114—116, Taf. XVHI). Mit Ausnahme dieser Befunde Bresslaus habe ich in der Literatur nichts gefunden, was auf eine allgemeine Verbreitung der in Nereis gefundenen Anapbasenstrukturen der Furchungsteiluugen hindeuten könnte. — Dies negative Resultat bedeutet aber nicht viel, da, wie Chromosomenstudien. II. 265 schon mehrmals erwähnt, den Furchungsteilungeu in der cytologischen Forschung des letzten Jahrzehntes nur sehr geringe Aufmerksamkeit gewidmet worden ist. Eine Schwierigkeit für unsre Beurteilung der Anaphasenstruk- turen ist aus der schon oben erwähnten Tatsache zu ersehen, daß die aus V-förmigen Mutterchromosomen herstammenden Tochterchromo- somen nicht immer selbst V-förmig, sondern aus zwei anscheinend selbständigen, parallel gelagerten Stäbchen zusammengesetzt sind (Figg. 9, 27, 28, 71, 97, 98). Meistens finden wir in solchen Fällen die polaren Enden der Stäbchen kugelig aufgetrieben. — Wie aus meinen Abbildungen hervorgeht, werden solche Tochterchromosomen in der ersten Reifungsteilung häufiger angetroflfen . als in späteren Mitosen. Wenn diese äußere Selbständigkeit der beiden Hälften eines Tochterchromosoms auch einer inneren Verschiedenheit derselben Ausdruck gibt, dann würden diese Bilder für eine Beurteilung der Reifungs Vorgänge von entscheidender Bedeutung sein. Man müßte aber bei einer Beurteilung derselben ausdrücklich in Betracht ziehen, daß sie nicht nur in den Reifungs-, sondern auch in den Furchungs- teilungen zum Vojschein kommen können. — Ich bin aber nach einer Untersuchung zahlreicher solcher Bilder dazu gekommen, der Tren- nung der beiden Hälften eines V-förmigen Tochterchromosoms keine große Bedeutung beizulegen. Durch die kugelig aufgetriebenen Enden beider Stäbchen sowie durch ihr häufiges Vorkommen in der ersten Reifungsteilung werden diese Bilder mit den aus der Konsistenz- veränderung der Chromosomen folgenden Charakteren der hetero- typischen Mitose in eine Reihe gestellt. — Wir haben schon früher gesehen, daß die zuerst als »V simples« (Gregoire 1905) charakteri- sierbaren Tochterchromosomen durch eine Verschiebung des Insertions- punktes in »V caudes« umgebildet werden können; ein tropfenförmiges Zusammenfließen der außerhalb des Insertionspunktes liegenden Chromatinsubstanz ihrer beiden Arme würde aber dann genügen, um eine Unterbrechung der V-förmigen Verbindung zu bewirken. — Ich bin daher geneigt, die Unterbrechung der V-förmigen Verbindung beider Hälften eines Tochterchromosoms für unwesentlich zu halten, indem ich sie als Resultat einer durch die Fixation bewirkten Kon- traktion der heterotypisch verflüssigten Chromatinsubstanz betrachten möchte. Archiv f. Zellforschung II. 18 266 Kristiue Bonnevie Karyomerenbildung und Chromatinstrukturen des Kerns. Auch in bezug auf die Kerubildung haben wir in den drei von mir untersuchten AVürmern eine durebgehende Übereinstimmung ge- funden. — Zwischen beiden Reifungsteilungen der Eier findet in diesen Objekten keine Kernrekonstruktion statt; nach der zweiten Reifungsteilung dagegen und am Ende jeder Furchungsteilung werden die Tochterkerne durch Karyomerenbildung angelegt. — Die Karyo- meren werden in allen Objekten in gleicher Weise entwickelt, in- dem an der Seite oder zwischen beiden Armen eines V-förmigen Tochterchromosoms 1) ein rasch wachsender Tropfen hyaliner Flüssig- keit angesammelt wird (Figg. 30—35, 50, 54 — 57, 107, 118 — 119, 126 — 129). Während des Wachstums dieser Tropfen scheinen die sie V-förmig umschließenden Chromatinfädchen zuerst stark verjüngt und fein spiralig gedreht zu werden; sie nehmen dann auch rasch an Länge zu, während sie ihre ursprüngliche Lage im wesentlichen behalten. — Durch Verschmelzung der aneinandergrenzenden Karyo- meren werden früher oder später einheitliche Tochterkerne gebildet; auch innerhalb derselben scheinen jedoch die Chromatinfädchen ihre Lage zu behalten; sie kommen nämlich in der folgenden Prophase in einer Anordnung zum Vorschein, derjenigen der Telophase genau entsprechend (Figg. 60—61, 65 — 66). Wie stimmen nun diese Befunde mit den schon früher bekannten Resultaten überein? Eine Entstehung des Kerns durch Karyomerenbildung scheint in den Mitosen des sich furchenden Eies recht allgemein vorzukommen; besonders häufig ist sie in Würmern und Mollusken — in Eiern also, deren Chromosomen im Verhältnis zur Größe der achromatischen Teilungsfigur relativ klein sind — vorgefunden worden. Junge Karyomeren und auch verschiedene Stadien ihrer A^erschmelzung zum einheitlichen Kern sind oft abgebildet und beschrieben worden. — Nur selten sind dabei aber die allerersten Stadien der Karyomeren- bildung in Betracht gezogen worden. Auch hier müssen die von Vejdovsky (1907) an Oligochaeten gewonnenen Resultate in erster Reihe besprochen werden. Die schon 1) Zur Zeit der Karyomerenbildung habe ich überall eine V-fönnige Ver- bindung beider Hälften eines Tochterchromosoms vorgefunden; diese Tatsache spricht auch zugunsten der Annahme, daß die auf früheren Stadien zuweilen sichtbare Unterbrechung dieser Fädchen ein Kunstprodukt sei. Chromosomenstudien. II. 267 oben hervorgehobene Übereinstimmung unsrer Objekte macht sich nämlich auch in bezug auf die Karyomerenbildung geltend, wie es aus einem Vergleich meiner Abbildungen mit denjenigen von Vejdovsky (Texttig. V dieser Abh.) ohne weiteres hervorgeht. In beiden Fällen sieht man die früher parallel gelagerten flälften der Tochterehromo- somen V-förmig auseinanderdivergieren, während der dabei ent- stehende Winkel mit hyaliner Flüssigkeit gefüllt wird. — Wie es in meinen Objekten der Fall ist, so hat auch Ve.jdov.sky gefunden, daß die beiden Hälften der Doppelchromosomen zur Zeit der Kern- bildung eine Tendenz zeigen, an ihren polaren Enden miteinander zu verschmelzen, und daß sie »sich der jeweiligen Gestalt der hya- linen Substanz aupassend, eine bogenförmige oder gekrümmte Gestalt« annehmen (loc. eit. S. 51). Auch in betreff der Karyomerenbildung besteht aber zwischen Textfig. V. 12 3 J ^ ^ O. - b oa0{^ 1 Tochterplatte der ersten Eeifnngsteilung, 2 — 3 Kernbildung in Rhynchelmis. (Nach Vejdovsky.) der von Vejdovsky gegebenen Deutung seiner Befunde und der meinigen ein zwar nicht sehr wesentlicher Unterschied. Ich habe die Karyomerenbildung als eine Ansammlung von hyaliner Flüssig- keit außerhalb der Chromosomen — an ihrer Seite oder zwischen ihren beiden Armen — beschrieben. Vejdovsky dagegen betrachtet (S. 51) »die hyaline Substanz der Karyomeren als die achromatische Grundsubstanz der Chromosomen, die nach der vollbrachten zweiten Beifungsteilung in größerem Maße heranwächst«. Im allgemeinen hält er es daher auch für wahrscheinlich, daß es (S. 59) »ausschließ- lich das Linin des Mutterkernes ist, das sich durch das Auf- qnellen zur Grundsubstanz des Kernes oder zum Kernsaft umwände It und das Gerüst des Tochterkernes aus dem mütterlichen Chromatin zustande kommt.« Für einen solchen Schluß finde ich weder in den von mir studierten Objekten noch in Vejdovskys Abbildungen der betreffen- den Stadien der Oligochaeten (Textfig. V2— 3) eine Grundlage. 18* 268 Kristine Bonnevie In den jüngsten Karyomeren sind die oberflächlich gelegenen Chromosomen noch völlig scharf konturiert; ihre Färbbarkeit und auch ihre Größenverhältnisse sind noch ganz unverändert. Nichts scheint überhaupt darauf hinzudeuten, daß in ihnen eine Aufquellung oder sogar ein Austreten ihrer achromatischen Substanz stattgefunden haben sollte. — Ich glaube zwar mit Yejdovsky, daß die achromatische Substanz der Chromosomen früher oder später in die Flüssigkeit der Karyomeren aufgelöst wird; das erste Anzeichen einer solchen Diffe- renzierung ist aber erst später, und zwar in einer deutlich wahrnehm- baren Verjüngung der Chromosomen (Figg. 50, 55 — 56, 118—119), zu erkennen. — Wenn sie auch schon früher eingetreten wäre, so kann man doch, meiner Meinung nach, nicht ohne Umkehrung der Werte den Kernsaft als ein Aufquellungsprodukt der Chromosomen betrachten. Ihre im Verhältnis zur Kerngröße winzig kleine Menge achroma- tischer Substanz würde doch wohl nur durch Flüssigkeitsaufnahme von außen her so riesig aufquellen können, und der Kernsaft des sich entwickelnden Kernes würde also auch unter dieser Voraus- setzung wesentlich nicht aus den Chromosomen selbst, sondern aus ihren Umgebungen herstammen. Gregoire et Wygaerts (1904) haben schon gezeigt, daß eine Kernbildung durch Verschmelzung ursprünglich getrennter Karyo- meren von der gewöhnlichen Kernrekonstruktion nicht wesentlich verschieden ist. — In beiden Fällen werden um die Chromosomen Flüssigkeitvacuolen angesammelt, innerhalb deren die Differenzierung der Chromosomen vor sich geht. Von der gegenseitigen Lage der letzteren hängt es dabei ab, ob die eine oder andre Form einer Kern- bilduug statthaben soll. In diesem Punkt stimmen meine Resultate völlig mit denjenigen der belgischen Forscher überein. Die Chromosomen scheinen in der Telophase die Fähigkeit zu haben, hyaline Flüssigkeit aus den Um- gebungen an sich heranzuziehen, und au der Grenze zwischen Cyto- plasma und Kernsaft wird eine Membran ausgeschieden. — Wenn in der Tochterplatte die Chromosomen gleichmäßig verteilt irnd nicht zu weit voneinander gelegen waren, dann berühren sich schon von Anfang an die um die einzelnen Chromosomen gebildeten Vacuolen, und sie werden durch eine gemeinsame Membran von dem umgeben- den Cytoplasma getrennt. Wenn aber der Abstand zwischen den Chromosomen im Verhältnis zur Größe der zuerst herangezogeueu Flüssigkeitstropfen zu weit ist, daun werden die letzteren von je Chromosoineiistudien. II. 269 einer eigenen Membran umgeben. Erst wenn die Vacuolen zu gegen- seitiger Berührung herangewachsen sind, findet in diesem Falle eine Auflösung der Membranen und eine daraus folgende Verschmelzung der Karyomeren statt. In betreff der Umbildung der Chromatinfädchen selbst besteht dagegen zwischen Gregoires Resultaten und den meinigen derselbe Gegensatz, der schon in einer früheren Abhandlung (Bonnevie 1908) diskutiert worden ist. — Während Gregoire nämlich in den Karyo- meren von Trillium, wie auch in den AUium-Kevnen, eine schwamm- artige Vacuolisierung der Chromosomen zu sehen glaubt, so stimmen meine in Nereis, Thalassema und Cerehratidiis gewonnenen Resultate mit den von mir beschriebenen Ver- hältnissen der Ascaris-^ Allium- und Textfig. AV. A?R|)Ämma-Chromosomen sehr wohl überein. Ich habe in den erwähnten Ob- jekten eine Verjüngung der Chromo- somen in der Telophase beschrieben, die dadurch charakterisiert wird, daß die chromatische Substanz der letzteren in Form eines dünnen Spiralfadens her- ausdifferenziert, die achromatische aber Telophase einer Furchungsteilung in im Kernsaft aufgelöst wird. Der zuerst Mesostomumehrenhergi. (NachBKESSLAD.J ganz dünne Spiralfaden, der schon ein junges Chromosom der folgenden Mitose repräsentiert, wächst während der »Kernruhe* zu charakteristischer Länge aus, um erst am Ende dieser Periode, und zwar durch Flüssigkeitsaufnahme, seine end- gültige Form und einen gestreckten Verlauf anzunehmen. In Nereis, wo die Chromosomen viel kleiner sind als in den eben besprochenen Arten, läßt sich eine Zusammensetzung derselben aus chromatischer und achromatischer Substanz nicht wahrnehmen. Die Veränderungen, die sie während der Telophase durchlaufen, stimmen jedoch mit den in Allium gefundenen Verhältnissen sehr wohl überein. — In den kleinen Chromosomen der iVem's- Karyomeren findet, wie in den großen der Allium-KQXixQ, eine starke Verjüngung statt (Figg. 53 — 56), und gleichzeitig nehmen die jetzt dünnen Chro- matinfädchen einen spiralig geschlängelten Verlauf an ; dies läßt sich im Lichte der deutlicher zutage tretenden Verhältnisse der Allium- Chromosomen wohl auch so deuten, daß in den alten Chromosomen, 270 Kristine Bonnevie unter Verlust ihrer achromatischen Substanz, die jungen spiralig ge- drehten Chromosomen der folgenden Mitose endogen entstehen. Die letzteren, die unter sich durch Anastomosen verbunden werden, nehmen während der Kernperiode stark an Länge zu (Figg. 56 — 59), um in der folgenden Prophase unter Beibehaltung ihrer ursprüng- lichen Lage die Spiraldrehung aufzugeben und ihre endgültige Form anzunehmen. Bresslau (1904) beschreibt die Karyomerenbildung in Mesosto- mum ehrenbergi als einen (S. 226) »Zerfall der Chromosomen in kleine Chromatinkügelchen», die sich dann »mit hellen Höfen umgeben«. — Im Lichte meiner Befunde in Nereis glaube ich jedoch in der von Bresslau gegebenen Abbildung einer Telophase (Textlig. W dieser Abh.) keinen Zerfall der Chromosomen, sondern vielmehr eine be- ginnende Verjüngung derselben zu sehen. Heterotypische Mitose als Reifungseharakter. Wir haben im vorhergehenden gefunden, daß die Keifuugs- teiluugen in den von mir untersuchten Objekten in keiner ihrer Phasen von den nachfolgenden Furchungsteilungen wesentlich ver- schieden sind, — daß ihre so viel umschriebenen Eigentümlichkeiten nur Aus- drücke gewisser heterotypischer Charaktere sind, die in der ersten Reifungsteiluug zum erstenmal und in vollster Entwicklung zum Vorschein treten, die aber im Laufe der folgenden Mitosen früher oder später wieder schwinden, — daß diese heterotypischen Charaktere, die als Begleiterschei- nungen der Chromosomenkonjugation betrachtet werden können, sich wesentlich in drei Veränderungen im Verhalten der Chromosomen Aus- druck geben, nämlich in 1. einer Konsistenzveränderung mit Neigung zur Agglutination und Verringerung der Elastizität der Chro- mosomen, 2. einer Tendenz zu verfrühter Teilung und 3. einer Steigerung der auch sonst während der Prophase wksamen spreizenden Kräfte der Chromosomen, — daß diese drei Charaktere, die, in verschiedener Weise mit- einander kombiniert, den heterotypischen Chromosomenformeu zu- grunde liegen, in ihrem Auftreten voneinander unabhängig sind; die Kousistenzveräuderung wird in meinen Objekten zuerst rückgängig, dann hört die Chromosomenteilung auf verfrüht einzutreten, und Chromosomenstudien. II. 271 endlich wird mit einer Herabsetzung der spreizenden Kräfte die hetero- typische Periode beendigt. Die inneren Ursachen dieser heterotypischen Charaktere lassen sich zurzeit noch nicht ermitteln. Ich habe daher in dieser Abhand- lung nichts andres tun können, als ihr Auftreten in einer Reihe von Mitosen zti konstatieren und einen Versuch zu machen, ihre Wirkungen zu analysieren. — Es ergibt sich aber hier zuletzt noch die Frage, ob aus dieser Analyse Schlüsse gezogen werden können in bezug auf die Natur der Reifungsteilungen und der Chromosomenreduktion. Meine Resultate in diesem Punkte sind wesentlich nur nega- tiver Art. Ich habe in meinen Objekten nicht nur für die Annahme einer Reduktionsteilung keinen einzigen Beweis finden können; meine Untersuchung hat auch ergeben, daß die früher in der heterotypischen Natur der ersten Reifungsteilung gesehenen Stützen einer solchen Annahme sämtlich hinfällig sind. — Die beiden Reifungsteilungen müssen daher, bis etwas andres bewiesen worden ist, als Aqua- tionsteilungen aufgefaßt werden, deren Aussehen infolge hetero- typischer Eigenschaften der Chromosomen in charakteristischer Weise verändert worden ist. Eine endgültige Entscheidung der Frage nach der Chromosomen- reifung ist jedoch nicht in den Reifungsteilungen, sondern auf einem früheren Stadium, in den Vorgängen der Chromosomenkonjugation, zu suchen; es ist wohl überhaupt sehr fraglich, ob sie sich durch morphologische Untersuchungen lösen läßt. Wenn in einem Objekt der Beweis geliefert werden kann, daß jedes der zu einem Paare konjugierten Chromosomen seine Selbständig- keit völlig bewahrt hat, dann — aber auch nur dann — ist in diesem Objekt die notwendige Vorbedingung für eine Reduktionsteilung ge- geben. — Wenn aber die Vereinigung der beiden Chromosomen auf irgend einem Stadium genügend intim gewesen ist, um einen Aus- tausch ihrer Teile zu erlauben, dann läßt sich nicht mehr entscheiden, ob die später sich trennenden Hälften der bivalenten Chromosomen dieselben sind, die früher konjugiert haben. Wir wissen dann nicht, ob eine völlige Verschmelzung beider Chromosomen oder nur ein Austausch ihrer Teile stattgefunden hat; wir haben auch kein Mittel, zu entscheiden, ob etwa selbständig gebliebene Teile beider Konju- ganten in der ersten Reifungsteilung oder in einer späteren Mitose wieder voneinander abgespalten werden. — Die sehr interessanten Resultate Tischlers (1908i an Bastardpflanzen haben ja auch er- 272 Kristine Bounevie geben, daß die Abspaltung von erblichen Merkmalen nicht an die Keifungsteilungen gebunden scheint, sondern daß »ganz die nämlichen Spaltungen« sich »auch in vegetativen Zellen mit „typischen“ Kern- teilungen zeigen« (loc. cit. S. 129). Ich glaubte früher (Boxxevie 1905, 1906) die in den Tochter- chromosomen der zweiten Keifungsteilung von Enteroxenos wahrnehm- bare Längsspalte als Ausdruck einer noch bestehenden Bivalenz dieser Chromosomen auffassen zu müssen; es schien mir nämlich überwiegend wahrscheinlich, daß diese Längsspalte auf eine ent- sprechende Spalte der bivalenten Mutterchromosomen der ersten Keifungsteilung zurückführbar sei. — Die starke Kontraktion der Chromosomen in der Metaphase steht jedoch in dem erwähnten Ob- jekt einer genauen Yerfolgnng dieser Verhältnisse im Wege; neben der von mir gegebenen Deutung möchten daher wohl auch andre Platz finden (A. und K. E. Schreiner 1907). In Nereis dagegen, deren Anaphasenbilder denjenigen von En- tcroxenos völlig entsprechen, ließ sich der Ursprung der in den Tochterchromosomen existierenden Längsspalte sicher konstatieren. Meine frühere Annahme wurde dabei insoweit bestätigt, als die Tochterchromosomen der zweiten Reifungsteilung und der Furchungs- teilungen in ihrem Bau denjenigen der ersten Keifungsteilung völlig entsprechen, — und daß in allen diesen Mitosen die Längsspalte der Tochterchromosomen auf eine ebensolche der Mutterchromosomen zurückführbar ist. • — In betrefl' der Deutung dieser Spalte läßt sich aber zurzeit nur folgendes sagen: Wenn — wie von den Verteidigern einer Reduktionssteilung allgemein angenommen wird — die Spreizung der Chromosomen- hälften in der Prophase der ersten Reifungsteilung einer Biva- lenz der Chromosomen Ausdruck gibt, dann muß in Xereis das- selbe auch für jede der folgenden Mitosen Geltung haben. Die bei- den Arme eines V-förmigen Mutterchromosoms würden dann die beiden Konjuganten repräsentieren, und die Bivalenz würde so durch Längsteilung dieser Chromosomen jedesmal auf die Tochterchromo- somen überführt werden. — Die Längsspalte der letzteren würde unter dieser Voraussetzung als ein sichtbarer Ausdruck ihrer Bivalenz aufgefaßt werden müssen. Wenn aber auf der anderen Seite die Spreizung der Chromo- somen in den Furchungsteilungen sowie die parallele Lagerung beider Hälften ihrer Tochterchromosomen nur als heterotypisch modi- Chromosomenstudien. II. 273 fizierte Ausdrücke einer allgemeinen Mechanik der Mitose aufgefaßt werden, — dann läßt sich diese Auffassung auch mit demselben Recht auf die beiden Reifungsteilungen überführen. Die Längsspalte der Tochterchromosomen würde dann in keiner dieser Mitosen mit ihrer Bivalenz in Verbindung gesetzt werden können. In der vorläufigen Mitteilung meiner JVereis-Untersuchungen (1907) habe ich zu diesen beiden Alternativen noch nicht Stellung genommen. — Auch heute lassen sich die oben erörterten Fragen nicht endgültig beantworten; es ist mir nämlich nicht möglich gewesen, für eine Untersuchung der Genese der in der ersten Reifungsteilung auf- tretenden Prophasenkreuze Material zu schaffen. Doch glaube ich, durch meine Analyse der heterotypischen Charaktere einer Entscheidung jetzt näher gekommen zu sein. Eine Spreizung mit nachfolgender Annäherung der Chromo- somenteile tritt in den hetero typischen Mitosen unsrer Objekte mit solch einer rhythmischen Regelmäßigkeit zum Vorschein, und sie wird so oft auch in andern Formen und außerhalb der heterotypischen Periode vorgefunden, daß sie mit großer Wahrscheinlichkeit als Glied einer allgemeinen Mechanik der Mitose betrachtet werden muß. — Wenn aber diese Annahme richtig ist, dann verliert auch die Längs- spalte der Tochterchromosomen, die in Wirklichkeit keine Längsspalte ist, ihre Bedeutung, und für die Annahme einer morphologisch wahr- nehmbaren Bivalenz der Chromosomen lassen sich weder in den Reifungs- noch in den Furchungsteilungen Anhaltspunkte finden. — Nur die zuweilen vorkommenden Bilder, wo die V-förmige Verbindung beider Hälften eines Tochterchromosoms unterbrochen ist (s. oben S. 265), ließen sich noch für die Zusammensetzung der letzteren aus zwei selbständigen Hälften ins Feld führen. Doch darf, wie schon oben erörtert, auf solche Bilder kein zu großes Gewicht gelegt werden, da sie wahrscheinlich nur als Kontraktionsprodukte be- trachtet werden dürfen, die in der flüssigen Konsistenz der Chromo- somen ihren Grund haben. Soweit ich aus den mir zur Verfügung stehenden Stadien schließen kann, scheint die Chromosomenkonjugation in meinen Objekten zu einer völligen Verschmelzung beider Konjuganten geführt zu haben. Wenn auch die einzelnen Teile der bivalenten Chromosomen während einer kürzeren oder längeren Periode ihre Selbständigkeit bewahren können, so läßt sich diese Selbständigkeit äußerlich nicht wahr- nehmen. 274 Kristine Bonnevie Wie aus den obigen Erörterungen bervorgeht, möchte ich in den heterotypischen Charakteren der Keifungs- und Furchungs- teilungen keine für die Chromosomenreduktion wesentlichen Momente, sondern nur Begleiterscheinungen der Konjugation sehen. — Als solche stehen sie denn auch unter sich in gewisser ursächlicher Ver- bindung. Mit einer Verflüssigung der Chromatinsubstanz, die eine für die Konjugation notwendige Bedingung sein mag, werden auch die im Innern derselben wirksamen physischen und chemischen Kräfte gewisse Veränderungen erleiden müssen. Als Ausdruck einer solchen läßt sich die Steigerung der spreizenden Kräfte der Chromosomen wohl auffassen. Der dritte heterotypische Charakter, die Tendenz zu verfrühter Teilung, mag vielleicht auch in erster Reihe mit der Konsistenzveränderung in Verbindung gesetzt werden. Ich möchte es doch für mehr wahrscheinlich halten, daß eine ver- frühte Teilung der Chromosomen durch Unterbrechung der typischen Nacheinanderfolge der Mitosen hervorgerufen worden sei. Eine solche ist auch schon früher, und zwar in zwei verschiedenen Weisen, vorausgesetzt worden; so ist von Gregoire (1904, 1908) und von A. Schreiner (1906) der Standpunkt verfochten worden, daß die erste Reifungsteilung, die von beiden Verfassern als eine Reduk- tionsteilung betrachtet wird, in die Reihe der gewöhnlichen Mitosen eingeschoben worden ist. — Im Gegensatz dazu sieht R. Hertwig (1908) das diplotäue Stadium der Oo-(Spermato-)cyten I als eine abortive, aus der ursprünglichen Reihe ausgefallene Mitose an. Die erstere dieser beiden Auffassungen, die mit dem Gedanken an eine Reduktionsteilung fest verbunden ist, läßt sich mit meinen Resultaten nicht in Übereinstimmung bringen. — Inwieweit dies mit der letzteren der Fall ist, hoffe ich in einer folgenden Arbeit dis- kutieren zu können. Kristiania, im Juli 1908. Verzeichnis der zitierten Literatur. Benedex, Ed. van. 1883. Eecherches sur la maturation de l’oeuf et la fecon- dation. Arch. de Biol. T. 4. et Nevt, A. 1887. Nouvelles recherches sur la fecondation et la division mitosique chez l’Ascaride megalocephale. Bull. Acad. roy. Belg. S^r. 4. T. 14. Bonnevie, K. 1905. Das Verhalten des Chroniatins in den Keimzellen von Enteroxenos östergreni. Anat. Anz. Bd. 20. Chromosomenstudien. II. 275 Boxnevie, K. 1906. Untersuchungen über Keimzellen. I. Beobachtungen an den Keimzellen von Enteroxenos östergreni. Jen. Zeitschr. Bd. 41. 1907. >Heterotypical« Mitosis in Nereis limbata. Biol. Bull. Vol. 13. 1908. Chromosomenstudien. I. Chromosomen von Ascaris, Allinm und Amphiuma. Ein Beitrag zur Lehre der Chromosomenindividualität. Arch. f. Zellforschung. Bd. 1. Boveri, Th. 1887. Zellenstudien. I. Die Bildung der Eichtungskörperchen bei Ascaris megalocephala und Ascaris lumbricoides. Jena. Brauer, Aug. 1893. Zur Kenntnis der Spermatogenese von Ascaris megal. Arch. mikr. Anat. Bd. 42. BRE.SSLAU, E. 1904. Beiträge zur Entwicklungsgeschichte der Turbellarien. Die Entwicklung der Rhabdocölen und Alloicölen. Zeitschr. wiss. Zool. Vol. 76. Carxoy, J. B. 1886. 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La structure de l’element chromosomique au repos et en division daus les cellules vegetales (racines d’Allium). Cellule. Vol. 23. 1908. Les phenomenes de l’etape synaptique representent-ils une caryo- cinese avorteeV Cellule. Vol. 25. et Wygaerts. A. 1904. La reconstitution du noyau et la formation des chromosomes dans les cineses somatiques. Cellule. Vol. 21. Grlffix, B. B. 1899. Studies on the Maturation, Fertilization and Cleavage of Thalassema and Zirphaea. Journ. of Morphol. Vol. 15. Häcker, V. 1892. Die Kernteilungsvorgänge bei der Mesoderm- und Entoderm- bildung von Cyclops. Arch. mikr. Anat. Bd. 39. 1900. Mitosen im Gefolge amitosenähnlicher Vorgänge. Anat. Anz. Bd. 17. 1907. Die Chromosomen als angenommene Vererbungsträger. Ergehn, u. Fortschr. Bd, 1. Herla, V. 1895. Etüde des variations de la mitose chez l’ascaride megal. Arch. de Biol, T. 13. Hertwig, 0. 1890. Vergleich der Ei- und Samenbilduug bei Nematoden. Arch. mikr. Anat. Bd. 36. Hertwig, R. 1908. 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Erwiderung an die Herren Fick, Goldsch.midt und MEves. Vidensk. Selsk. Skr. I. Math. Naturw. Kl. 1908. SuTTON, W. S. 1902. On the morphology of the chromosome group in Brachy- stola magna. Biol. Bull. Vol. 4. 1903. The chromosomes in heredity. Biol. Bull. Vol. 4. Tischler, G. 1908. Zellstudien an sterilen Bastardpflanzen. Arch. f. Zellforsch. Bd. I. Tretjakoff, D. 1905. Die Bildung der Eichtuugskörperchen in den Eiern von Ascaris megal. Arch. mikr. Anat. Bd. 65. Vejdovsky, F. und Mrazek, A. 1903. Umbildung des Cytoplasmas während der Befruchtung und Zellteilung. Nach den Untersuchungen am Ehyn- chelmis-Eie. Arch. mikr. Anat. Bd. 62. 1907. Neue Untersuchungen über die Reifung und Befruchtung. Kgl. Böhm. Ges. Wiss. Prag. Wilson, E. B., 1892. The Cell-Lineage of Nereis. Journ. of Morphol. Vol. 6. Chromosomenstudien. II. 277 Tafelerklärung. Sämtliche Abbildungen (mit Ausnahme von Figg. 90, 108, 120 — 12.8) der Taf. XIII— XIX sind mit Zeiss Apochr. Immers. 1,5 mm. Br. w. und Oc. 12 auf Tischhöhe (Vergr. ca. 3500:1) ausgeführt worden. Tafel XIII— XVII. Reifung und Furchung von Xereis limbata. Tafel XIII. Erste Reifungsteilung. Fig. 1 — 3. Verschiedene Chromosomenformen aus dem Keimbläschen. Fig. 4—5. Chromosomenformen der späten Prophase. Fig. 6— 11. Metaphasenstrukturen der Chromosomen. Fig. 12. Sämtliche Chromosomen einer xVnaphase der ersten Reifungs- teilung. Fig. 13. Schwesterchromosomen, in welchen die verfrühte Längsteilung der zweiten Reifungsteilung sichtbar ist. Fig. 14. Telophase der ersten Reifungsteilung. Tafel XIV. Zweite Reifungsteilung. Fig. 15—21. Prophasenstrnktnren. Fig. 22 — 26. Metaphasenstrukturen. Fig. 27—29. Anaphasenstrukturen. Fig. 30—35. Entwicklung der Karyomeren. Tafel XV. Furchungsteilungen. Fig. 36. Einer der beiden Vorkerne in der Prophase. Fig. 37 — 40. Aufeinanderfolgende Stadien der Prophase der ersten Furchungsteilung. Sämtliche Chromosomen sind noch kreuzföi’mig. Fig. 41—44. Die Prophasenkreuze werden in V-förmige Chromosomen um- gebildet. Fig. 45 — 47. Metaphasenstrukturen der ersten Furchungsteilung. Fig. 48 — 49. Anaphasen der ersten Furchungsteilung. Fig. 50. Verjüngung der Chromosomen in der Telophase. Fig. 51—52. Prophasenkreuze der dritten Furchungsteilung. Tafel XVI. Chromatinstrukturen der Furchungskerne. Fig. 53. Die beiden Tochterplatten einer Furchungsteilung, mit starker Annäherung der Arme der V-förmigen Tochterchromosomen. Fig. 54 a — h. Erster Anfang der Karyomerenbildung. Fig. 55 — 57. Aufeinanderfolgende Stadien der Entwicklung der Karyomeren. Fig. 58—59. Zwei Schwesterkerne in oberflächlicher Ansicht. Die Chromatin- tädchen sind unter sich durch Anastomosen verbunden. Fig. 60 — 61. Prophase einer Furchungsteilung. Die Chromosomen haben ihre ursprüngliche Lage behalten. Fig. 62 — 64. Querschnitte der Tochterplatten auf drei aufeinanderfolgen- den Stadien der Telophase. Fig. 65 — 66. Furchungskerne in der Prophase. In Fig. 65 ist der Kern von seiner äquatorialen Seite (mit Rücksicht auf die vorhergehende Mitose) gesehen ; in Fig. 66 ist eine oberflächliche Scheibe der polaren Seite dargestellt. 278 Kristine Bonnevie, Chromosomenstudien. II. Tafel XVII. Spätere Furchungsteilungen der großen X>refs-Eier. Fig. 67—72. Die aufeinanderfolgenden Phasen einer Furchungsteilung ca. 7 Stunden nach der Befruchtung. Fig. 73 — 80. Furchungsteilung ca. 11 Stunden nach der Befruchtung. Fig. 81 — 89. Furchungsteilung ca. 15 Stunden nach der Befruchtung. Tafel XVm. Keifung und Furchung von Th alassema mellita. Fig. 90— 98. Erste Reifungsteilung. Fig. 90. Übersichtsbild der Prophase der ersten Reifungsteilung (Vergr. ca. 1600 : 1). Fig. 90—93. Chromosomen aus der späten Prophase. Fig. 94 — 96. Metaphasenstrukturen der Chromosomen. Fig. 97—98. Anaphasenstrukturen. Fig. 99—107. Zweite Reifungsteilung. Fig. 99 — 100. Prophase. In Fig. 100a — b sind sämtliche Chromosomen einer Zelle aus zwei Schnitten zusammengestellt. Fig. 101 — 104. Metaphasenstrukturen. Fig. 105a — b. Die beiden Tochterplatten einer Anaphase der zweiten Reifungsteilung. Fig. 106. Anaphase der zweiten Reifungsteilung mit Längsspaltung der Tochterchromosomen. Fig. 107. Junge Karyomeren. Fig. 108 — 119. Erste Furchungsteilung. Fig. 108. Vorkern mit Prophasenkreuzen (Vergr. ca. 1600 : 1'. Fig. 109—110. Prophasenkreuze an der Spindel befestigt. Fig. 111 — 114. Chromosomen aus der späten Prophase. Fig. 115 — 116. Metaphasenstrukturen. Fig. 117. Anaphase. Fig. 118—119. Karyomerenbildung. Tafel XIX. Aus der Furchung von Cerebratulus lactetis. Fig. 120 — 123. (Vergr. ca. 1600: 1) Auflösung der Fnrchungskerne; Fig. 120 — 21/4 St., Fig. 121 — 31/4 St.. Fig. 122 — 4 St. und Fig. 123 — 6i 0 St. nach der Befruchtung. Fig. 124. Anaphase einer Furchungsteilung. Fig. 125. Querschnitt einer Tochterplatte in der späten Anaphase. Fig. 126 — 129. Verjüngung der Chromosomen; Karyomeren- und Kern- bildung. Bonnevie Verlag von Wilbea 1 1 Taf. XIII. « ^ r ^ Q 9 34 ä <3, .a / ^ & 6 "•^ ' jf* ^ j. V i?» 12 “ 4 »l f * • ♦ t 1^ «i /l?' Jeimann in Leipzig. . Ärchil' für Zellforschung. Bd. II. Bonnevie. Verlag von Will Ir I Taf. XIV. »ligelmann in Leipzig. ''x c h ^ ^ ^ Bonnevie. Verlag von Wilhel I VA B 0 n n e V i e. Verlag von Wilheli E Archü' für Zellforschung. Bd. II. Taf. XVII. jelmann in Lieipzig. |3linaiiii in Leipzig. Archiv für Zellforschung. Bd. II. Taf XIX. B 0 n n e V i e. Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig. Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris Moquin Tandon (Herpobdella atomaria Carena). Von Max Jörgensen. (Aus dem Zoologischen Institut Heidelberg.) Hierzu Tafel XX — XXIII und 4 Textfiguren. Material und Methoden. Das Material für die vorliegenden Untersuchungen Uber die Ei- bildung bei Nephelis vulgaris (Moqu. Tand.) wurde in den Monaten April und Mai dem Neckar in Heidelberg entnommen. Ist die Laich- zeit von Nephelis schon beschränkt, indem bereits Ende Juni ein Stillstand in der Coconproduktion eintritt, so ist die für die Unter- suchung der Eibildung günstige Zeit noch weit beschränkter. Alle vom 20. Mai ab konservierten Tiere erwiesen sich für diese Unter- suchung unbrauchbar, da bei vorgerückter Laichzeit die Degeneration des Eikolbens so weit fortgeschritten ist, daß er nicht mehr zu Unter- suchungen über die Eibildung tauglich erscheint. Es werden nur die etwas älteren Eier ausgereift und abgelaicht. Das gleiche fand auch Leydig (89), der seine Untersuchungen über Nephelis im Mai anstellte. Er schreibt: »Bei Tieren, welche ich gegen Ende Juli zergliederte, waren, wie bei andren Hirudineen um diese Zeit, die Fortpflanzungs- werkzeuge in der Rückbildung begriffen, und ihr Aussehen erschien daher als ein von dem bisherigen verschiedenes. Die Keimstränge, schon fürs freie Auge weißer als sonst, zeigen zahlreiche Fettkörn- chen, in den Eikeimen so gut wie in den größeren Eiern. Bei letzteren hatte sich der Dotter zusammengezogen und war von einem gewissen wachsartigen Aussehen; das Keimbläschen konnte nicht mehr wahrgenommen werden«. — Bei den Konservierungsversuchen 280 Max Jörgensen stellte es sich heraus, daß man es mit einem sehr schwer konser- \'ierhareu Material zu tun hatte. Von den angewandten Fixierungs- flüssigkeiten lieferten ungenügende Resultate: Sublimat, ZENKERSche Flüssigkeit, Pikrinessig und -Schwefelsäure, Chromessigsäure, Mül- LERsche, ja sogar FLEJunxosche Flüssigkeit. Als brauchbar er- wiesen sich nur 1. Sublimat mit 5 — 20% Eisessig: und zwar wurden bei ö® ^ Eisessigzusatz die Oogouien am besten konserviert. Dabei schrumpften aber die Kerne der Oocyten, so daß zu deren Darstellung die Eisessigkonzentration auf 20 « o erhöht werden mußte. 2. Ganz spezifische Resultate erhielt ich mit HERRMANXscher Flüssig- keit, indem bei dieser Konservierung Faserwerke innerhalb des Eikolbens hervortraten, die sonst bei keiner andern Konservierungs- methode so distinkt dargestellt werden konnten. Beide Fixierungs- flüssigkeiten wurden auf 60“ erwärmt angewendet. Die Tiere wurden am Kopf und dem hinteren Ende befestigt und hierauf vom Rücken her die Ovarien freigelegt. Der die Ovarien enthaltende Teil des Tieres wurde dann auf einer dünnen Kork- scheihe mit Igelstacheln befestigt, Kopf und hinteres Ende des Tieres abgeschnitten, worauf das so isolierte Stück mit den freigelegten Ovarien augenblicklich in die bereitgehaltene erwärmte Fixierungs- flüssigkeit gebracht wurde. Das Freilegen der Ovarien ist trotz der präparatorischen Schwierigkeit, indem man die Ovarien hei der Zartheit der Gewebe sehr leicht anschneiden kann, unbedingt not- wendig, besonders bei HERRMAXXscher Konservierung, da sonst die Ovarien ungleichmäßig fixiert werden. Nach Letdigs (89) Angabe habe ich auch freie Eistränge lebend und fixiert untersucht, jedoch mit weit geringerem Erfolg als mit der eben angegebenen Methode. Auf gleiche Schwierigkeiten stieß ich bei den Färbungsversuchen, indem sich von zahlreichen angewendeten Farben und Methoden wie : Safranin, Säurefuchsin, Mallori, Hämalaun, FLEM.MixGsches Dreifarhen- gemisch, ^lagenta — Indigokarmin, nur Delafields Hämatoxylin, Boraxkarmin — Blochmaxx und Heidexhaixs Eisenhämatoxylin be- währten. Bei der Untersuchung der Oogonien wurden die mit Borax- karmin — Blochmaxx gefärbten Präparate verwendet, da sie distinkte Farhenunterschiede im Nucleolus und Protoplasma hervortreten ließen. Bei der Untersuchung des Oocytenkernes mußte jedoch auch von dieser Färbung sowie von Delafields Hämatoxylin Abstand genommen werden, da sie das Chromatin, das zeitweilig in äußerst feiner Ver- teilung im stark färbbaren Kern suspendiert ist, nicht distinkt genug Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 281 darzustellen imstande waren. Hier bewährte sich als unübertreff- liches Färbungsmittel Heidexhaixs Eisenhämatoxylin, indem es so- wohl die komplizierten und an der Grenze der Sichtbarkeit liegenden Chromatinstrukturen im Oocytenkern bei weitem klarer als alle andern Farben darstellte, als auch im Protoplasma auftretende, zum Centrosom in Beziehung gelangende Protoplasmaschollen genügend von dem übrigen Protoplasma differenzierte. Die Untersuchung wurde an 5 n dicken Schnitten vorgenommen. I. Ovarium und Eistränge. Die paarigen, im vorderen Drittel des Tieres liegenden Ovarien (Fig. 1, Taf. XX) bestehen aus zwei blind endenden Schläuchen, die von ihren Mündungsstellen (M) nach dem Hinterende des Tieres ziehen, in halber Länge einen scharfen Knick machen und nach vorn umbiegen, so daß ihre blinden Enden in gleicher Höhe mit den Anfangsenden zu liegen kommen. Meist sind die so entstehenden beiden Schenkel jeder Ovarialröhre einmal umeinandergeschlungen. Die Ovarialröhren besitzen eine mehrschichtige muskulöse Wand, deren Beschreibung Jjima (82) gegeben hat. Jeder Ovarialschlaueh enthält neben drei bis fünf Eisträngen, den Produktionsstätten der Eier, noch ein von Jji.ma als Germogen bezeichnetes Gewebe. Dieses soll, indem es sich von der Ovarialwand ablöst, neue Eistränge bilden. Ich halte aber die von Jjima gegebenen Figuren, die diese Ablösung zeigen sollten, keineswegs für beweisend. Bei den von ihm angewendeten Konservierungsmethoden (Chromsäure und Pikrin- schwefelsäure) wurde noch nicht einmal das den Eistrang umhüllende und ihn nach außen abschließende Gewebe, von dessen Wichtigkeit weiterhin die Rede sein wird, dargestellt. Sonach wäre die Frage nach der Entstehung der Eistränge bei Kephelis, wie ja auch bei allen übrigen Hirudineen, immer noch offen und ungelöst. Nach der Angabe Jjijias sind die in dem Ovarialschlaueh in Drei- bis Fünfzahl vorhandenen Eistränge keulenförmige Körper von 2,5 — 4,8 mm Länge und 0,35 — 0,50 mm Breite. Wie Abbildung 2, Taf XX, zeigt, lassen sich an diesem Eistrang fünf Zonen unterscheiden. Der Platzersparnis wegen wurde für diese Zeichnung ein kurzer Ei- sgang gewählt, in welchem man alle Regionen unterscheiden kann. Bei vielen Eisträngen ist nämlich diese oder jene Zone besonders ver- längert, Avährend andere Zonen nicht so deutlich hervortreten. So wird natürlich zu Beginn des Frühlings, wenn die Tiere noch nicht Archiv f. Zellforschung. 11. 19 282 Max Jörgensen laichreif sind, die Zone der Oogonien größer und ausgedehnter sein als die Zone der reifen Eier, die erst während der Laichzeit ihre größte Ausdehnung erhält. 1. Zone. Im Anfangsteil des Eistrangs findet sich das Oogonienlager (Fig. 2, Tat. XX, 1. Z). Ausdrücklich möchte ich betonen, daß bereits hier die Oogonien völlig voneinander getrennte Zellen darstellen, die bei Sublimateisessigkonservierung und Färbung mit Boraxkarmin — Blochmann eine deutliche Zellmembran zeigen, die auch an Häma- toxylinpräparaten nach Delafield sichtbar ist (Fig. 9, Taf. XXI). a) Zwischengewebe. Die einzelnen Oogonien (oog) werden voneinander getrennt durch ein syncjdiales Zwischengewebe (zg). Dieses schon von Leydig (89) beobachtete Zwischengewebe enthält zahlreiche, meist ovale Kerne, die bedeutend kleiner als die Oogonienkerne sind (zk). Das Zwischen- gewebe erscheint bei verschiedenen Fixationen etwas verschieden. So stellt es bei der erwähnten Fixation und Färbung ein grün ge- färbtes, zusammenhängendes Xetzwerk dar, in dessen Maschen die violett gefärbten Oogonien eingebettet sind (Fig. 9, Taf. XXI). Ferner erkennt man in ihm feine, stärker grün gefärbte Fasern. Bei der Konservierung mit ÜERRMAXXscher Flüssigkeit (Fig. 3, Taf XX) heben sich die Oogonien (oog) weniger scharf vom Zwischengewebe (zg) ab als bei der Sublimateisessigfixation. Letzteres erscheint hier fein- wabig und unterscheidet sich von den Oogonien (oog) nur durch seine hellere Färbung mit Eisenhämatoxylin. Ein großer Vorteil dieser Konservierung ist dagegen die deutliche Darstellung von faserartigen Differenzierungen innerhalb des Zwischengewebes, welche sich bei andrer Konservierung nicht annähernd in solcher Deutlichkeit und Klarheit hervorheben lassen. b) Große Faserzelle. Es findet sich nämlich nahe dem hinteren Ende des Eistrangs eine große Zelle (Z), die täuschend einer multipolaren Ganglienzelle gleicht (Fig. 3, Taf XX, Z). Diese Zelle liegt im Oogonienlager inner- halb des Zwischengewebes (zg) und sendet starke Fasern nach allen Richtungen zwischen die Oogonien aus. Der in einen dichten Faser- korb eingesponneue Plasmakörper ist nur schwer wahrzunehmen als ein rundliches, undeutliches Gebilde. Klar tritt dagegen ihr großer Keim mit seinem Nucleolus hervor. Das die Zelle umspinnende Fasernetz Untersuchiingeu über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 283 tritt dicht an sie heran, so daß die Zelle auf dem Querschnitt mehr durch das Auf hören ihrer Umspinnung als durch ihre eigene Färb- barkeit wahrzunehmen ist. Von diesem Faserkorb aus strahlen, an- nähernd in der transversalen Ebene des Eistranges, starke Fasern nach allen Richtungen zwischen die Oogouieu aus. Diese Fasern ent- springen mit mehreren dünnen Faserwurzeln aus dem Netzwerk des Faserkorbs. Die Hauptfasern, ungefähr 8 — 16 an Zahl, haben einen leicht schraubenförmigen Verlauf, ohne jedoch von der geraden Linie viel abzuweichen, da viele Fasern in ganzer Länge auf 5 dicken Schnitten getroffen sind. So ist die Abbildung 3, Taf. XX, die sämtliche Fasern einer Faserzelle darstellt, aus nur drei 5 u dicken Schnitten kombiniert. Die Deutlichkeit der Fasern wurde auf der Zeichnung keineswegs übertrieben. Der Einfachheit halber habe ich nur eine Lage Oogonien, statt zwei bis drei solcher übereinander gezeichnet. Im Innern der Hauptfasern bemerkt man öfters einen helleren »Achsen- strang«; doch bin ich nicht sicher, ob wir es hier nicht nur mit einem Färbungsphänomen zu tun haben. Von den Hauptfasern zweigen sich sekundäre Fasern ab, meist mit einer, nur selten mit zwei Ur- sprungsstellen. Au diesen Abzweigungen können sich auch Anasto- mosen der einzelnen Fasern finden. Diese sekundären Fasern werden immer dünner und dünner und erstrecken sich bis zu einer Länge von 100 u durch den Eistrang, bleiben dabei aber auf das Oogonien- lager beschränkt. Sie werden schließlich so fein, daß sie eben noch bei 22o0facher Vergrößerung als spinnwebdünne Fädchen, zwischen den Oogonien hinziehend, angetroflfen werden. Die nach dem hinteren Ende und nach den Seiten des Eistranges ausstrahlenden Haupt- und Nebenfasern lassen sich bis an das den Eistraug um- hüllende Gewebe verfolgen, wo sie sich geflechtartig aufteilen (Fig. 3, Taf XX, oben). Ein Übergang in das Hüllgewebe konnte nicht fest- gestellt werden. Außer dieser einen großen Faserzelle im Anfangsteil des Ei- stranges und den von ihr ausgehenden Fasern finden sich aber noch zahlreiche feinere Fasern in dem Zwischengewebe. Jedoch erscheint die Faserbildung im Oogonienlager vollkommen von der großen Faserbildungszelle beherrscht. Die Ursprungsstellen der daneben vor- kommenden feineren Fasern sind meist sehr schwer festzustellen. Es finden sich aber in ihrem Verlauf (Figg. 4a und 4 ft, Taf XX) Zwischeuzellkerne, die es wahrscheinlich machen, daß die Fasern das Produkt besonderer Faserbildungszellen sind. Auf späteren Stadien können die Kerne dieser Bildungszellen ganz degenerieren und er- 19* 284 Max Jörgensen scheinen dann als eine Verdickung der von ihnen gebildeten Fasern. Die Fasern der ahgebildeten kleineren Faserbildungszellen verlaufen in der Längsachse des Eistrangs. Ein ganz andres Bild der Faserzellen erhalten wir hei unsrer zweiten Methode : Fixierung Sublimat-Eisessig, Färbung Boraxkarmin- Blochmaxx. Das grün gefärbte Zwischengewebe (zg) weist in diesem Fall nur undeutliche Fasern auf, die sich durch ihre intensivere Färbung verraten (Fig. 9, Taf. XXI zg). Eine große Faserzelle, die das Centrum von ausstrahlenden Fasern darstellte, ließ sich nicht auffinden. Bei genauer Durchsuchung der Serien bemerkt mau auf gewissen Schnitten in dem Zwischengewebe (zg) einen Kern (K), der etwas größer ist als die Oogonieukerne , umgeben von reichlichem Zwischengewebe. Diese Partie des Zwischengewebes mit ihrem großen Kern unterscheidet sieh nur durch ihren ansehnlicheren Umfang von dem übrigen Zwischengewebe, mit dem sie nach allen Seiten hin in Verbindung steht. Unzweifelhaft ist diese Partie mit dem großen Kern identisch mit der großen Faserzelle, denn sie findet sich regel- mäßig im Anfangsteil des Eistranges. Diese große Faserzelle läßt sich vergleichen mit der zuerst von Versox (89, 94) im Hoden der Seidenraupe aufgefundenen »Versox- schen Zelle« (nach Toyama 94), die dann weiterhin von Cholod- KOWSKY bei Xeuroptereu [Phrygama), Hemipteren [Syromastes) und Dipteren {Laphriu) beschrieben wurde. Toyama (94) und v. la Valette St. George (97) beobachteten sie auch im Ovarium des Seidenspinners, und neuerdings hat Grüx- BERG (03), der sie »Apicalzelle« nennt, ausführlich über ihre Ent- stehung und Funktion bei Lepidopteren berichtet. Die Entstehung unsrer Faserzelle wurde nicht weiter verfolgt, da nur geschlechtsreife Tiere zur Untersuchung gelangten. Sie scheint — im Gegensatz zu der VERSoxschen Zelle bei Insekten, die nach v. LA Valette St. George (97) und Grüxberg (03) (im Widerspruch mit Toyama 94) aus Keimzellen entsteht — aus einer Zwischengewebs- zelle sich herzuleiten, indem der Kern einer solchen stark wächst \Fig. 9, Taf. XXI) und die auch bei andern Zwischenzellen auftretenden Fasern (Figg. 4 au. 6, Taf. XX) besonders reichlich und stark ausgebildet werden. Interessant und auch für die Funktion der Faserzelle von Wichtigkeit ist der physiologische Unterschied zwischen den VERSOXschen (Apical-) Zellen der Hoden und Ovarien (Grüxberg 03 . »Während die Apicalzelle im Hoden und im Ovarium auf dieselbe Weise entsteht und auch auf den frühesten Stadien ihrer Anlage in üntersuchungeu über die Eibildung bei Nepbelis vulgaris usw. 285 ihren wesentlichen Merkmalen ziemliche Übereinstimmung zeigt, ist ihr weiteres Verhalten bei beiden Geschlechtern ein durchaus ver- schiedenes. Im Hoden übernimmt die Apicalzelle die Ernährung der Spermatogonien. « — »Im Ovarium tritt sie zu den Keimzellen nie- mals in ähnliche Beziehung wie im Hoden, ... sie ist als ein im wesentlichen funktionslos gewordenes Gebilde aufzufassen.« — »Der Grund, warum die Apicalzelle nur im Hoden in Funktion tritt, ist jedenfalls in der ganz verschiedenen Entwicklung der männlichen und weiblichen Keimelemente zu suchen. Die Spermatogonien ent- wickeln sich lediglich durch wiederholte Teilung zu den Spermato- zoen, für welche möglichst geringe Körpermasse und leichte Beweg- lichkeit von höchster Bedeutung sind. Die männlichen Keimzellen bedürfen daher nur einer geringen Menge Xährsubstanz, mit welcher sie zweckmäßig vor Beginn der Dilferenzierung versehen werden. Um diese Funktion zu erfüllen, genügt eine große Nährzelle, die Apicalzelle, welche jedoch schon auf einem sehr frühen Stadium an- gelegt werden muß. . . .« »Im Ovarium verläuft die Entwicklung ganz anders. Die weib- lichen Geschlechtsprodukte, die Eier, werden mit einer großen Menge Nährsubstanz versehen und erreichen daher eine bedeutende Größe. Es ist ganz unmöglich, daß eine so beträchtliche Menge Nähr- material, wie im Hoden, von einer einzigen Zelle beschafft wird; es wird vielmehr für jede zur Entwicklung gelangende Eizelle eine größere Anzahl Nährzellen gebildet. Infolgedessen wird auch eine Versorgung der Oogonien mit Nährsubstanz überflüssig. Wenn wir trotzdem die Apicalzelle auch im Ovarium finden, so ist dies wohl dadurch zu erklären, daß sie auf einem sehr frühen Stadium an- gelegt wird, auf welchem Hoden und Ovarien nach ihren morpho- logischen Verhältnissen kaum zu unterscheiden sind und eine äußer- lich erkennbare geschlechtliche Differenzierung der Keimelemente überhaupt noch nicht stattgefunden hat. Wie Hoden und Ovarien sich auf diesem Stadium in allen Stücken entsprechen (vgl. Figg. 1 und 18), so ist auch die Apicalzelle des Ovariums der Apicalzelle des Hodens vollkommen homolog. Erst durch den eigenartigen Ent- wicklungsgang der weiblichen Geschlechtsprodukte ist sie ganz oder fast ganz funktionslos geworden und infolgedessen rückgebildet.« Ganz im Einklang mit diesen Auseinandersetzungen GrOxbergs kann auch bei der großen Faserzelle von Nephelis von einer er- nährenden Funktion keine Bede sein. Trotzdem ist sie keines- wegs, wie im Insektenovar, als rudimentäres Organ aufzufassen. 286 Mas Jörgensen sondern hat, wie ihre morphologische Differenzierung (Fig. 3, Taf. XX) zur Genüge zeigt, wichtige Aufgaben. So gibt sie dem Oogonien- lager mit seinen zahlreichen Oogonien einen centralen Halt, damit bei den gelegentlichen Pressungen, die der ganze Eistraug während der Kontraktionen des Tieres von der Ovarialwand zu erleiden hat, die Oogonien nicht anseinanderfließeu. Ans dem schraubenförmigen Ver- lauf der einzelnen Hauptfasern (Fig. 3, Taf. XX) kann man auf ein gewisses elastisches Vermögen dieser Fasern schließen. Bei Zug- wirkungen auf das Oogonienlager dehnen sie sich aus, um sich nach Beseitigung des Druckes infolge ihrer Elastizität wieder spiralig ein- zurollen und so dem Oogonienlager seine frühere Form wiederzugeben. Die gleiche Funktion darf man, neben andern, auch dem gemein- samen Zwischengewebe und allen seinen fibrillären Differenzierungen znschreiben. Der äußere Bau der großen Faserzelle könnte auf den ersten Blick allerdings dazu verleiten, sie für eine multipolare Ganglienzelle zu halten. Aber abgesehen von obiger Auseinandersetzung schließen der gänzliche Mangel einer Verbindung der Faserzelle mit dem Nervensystem sowie ihre gleichmäßige Einordnung in das Zwischen- gewebe bei Boraxkarmin-Blochmannfärbung von vornherein eine der- artige Deutung vollkommen aus. c) Spongiosa. Wie das gemeinsame Zwischeugewebe mit seiner großen Faser- zelle dem Oogonienlager einen inneren Halt bietet, so verleiht ein den ganzen Eistraug umhüllendes Gewebe ihm einen gewissen äußeren Halt. Der Eistrang ist nämlich, wie Fig. 2, Taf. XX (Sp), zeigt, in seiner ganzen Ausdehnung von einem syncytialeu Gewebe umhüllt, das bei stärkerer Vergrößerung ein alveoläres Aussehen besitzt (Fig. 3, Taf. XX und Figg. 11 und 12, Taf. XXI [Sp]). Wegen dieser Beschaffenheit möchte ich dieses Hüllgewebe des Eistranges abkürznngshalber »Spongiosa« neunen. Die Spongiosa ist bei jugendlichen Tieren nur schwach ansgebildet (Fig. 9, Taf. XXI Sp), erreicht aber bei laichreifeu Tieren die beträchtliche Dicke von 30 u. Mau kann an ihr drei Schichten unterscheiden iFig. 12, Taf. XXI). Nach außen wird sie ab- geschlossen von einer Grenzschicht (gs). Diese setzt sich zusammen ans kleinen Waben, deren Wände z\vi8chen stärker gefärbten Bälk- chen ausgespaunt sind. Wegen der dichten Lagerung dieser Waben erscheint diese äußere Grenzschicht intensiver gefärbt. Hierauf folgt die Hauptlage, welche von drei bis vier ansehnlichen Vacuoleu oder Untersuchungen über die Eibildnng bei Nephelis vulgaris usw. 287 Alveolen durchsetzt wird. Die dieses Gerüstwerk bildenden Plasma- wände sind an ihren Kreuzungspirnkten durch Anhäufungen fein- wabigen Plasmas vereinigt. Wo die Wände dicker werden, bestehen sie aus feinwabigem Plasma. Eine besonders reichliche Anhäufung feinwabigen Plasmas findet sich in der Umgebung der Kerne, die sich meist in Zwei- bis Dreizahl beieinanderfinden. Gegen den eigentlichen Eistrang wird die Spongiosa abgeschlossen von einer inneren Grenzschicht, die ebenso wie die äußere aus fein- wabigem Plasma besteht. Im allgemeinen ist das Alveolenwerk dieser inneren Grenzschicht etwas gröber als das der äußeren. Das Wabenwerk der inneren Schicht geht über in das die Oogonien um- gebende, sjmcytiale Zwischengewebe, so daß sich also ein direkter Zusammenhang findet zwischen der Spongiosa oder dem äußeren Syncytium und dem inneren Syncytium des Eistranges. Wie schon erwähnt, konnte dagegen ein Übertreten der Fasern der großen Faser- zelle in die Spongiosa nicht festgestellt werden, wie denn überhaupt fibrilläre Differenzierungen in der Spongiosa fehlen. Der geschilderte Bau der Spongiosa bietet ein typisches Bild eines feinen Schaums mit eingestreuten gröberen Vacuolen. Die Funktion der Spongiosa scheint mir eine doppelte zu sein. Einmal dient sie als Schutzhülle für den Eistrang, die bei den Kontraktionen des Tieres, die zu einer ganz bedeutenden Querschnitts- verminderung führen, die Eistränge vor Druck schützt, indem sie vermöge ihres schaumig-alveolären Baus dem Druck besser widersteht als eine homogene flüssige Hülle. Vermöge seiner Spongiosa schmiegt sich der Eistrang geschmeidig der Ovarialwand an und paßt sich all ihren Faltungen und Biegungen leicht an. Diese Wirkung der Spongiosa beobachtet man leicht an Tieren, bei denen vom Rücken her die Ovarien freigelegt sind. Durch die Kontraktionen der in der Ovarialwand befindlichen Muskeln sowie durch die Kontraktions- versuche des Tieres selbst wandern die Eistränge in den Ovarial- schläuchen auf und ab. Hindernisse für ihre Beweglichkeit bilden einmal das von Jjdia (82) als Germogen bezeichnete, mit der Ovarialwand verwachsene Gewebe und dann die übrigen Eistränge. Bei diesen Gleitbewegungen der Eistränge spielt die Spongiosa eine ausgleichende Rolle, die einerseits die Gleitbewegung erleichtert und andrerseits die Eier vor Druck schützt. Außerdem aber gibt sie als Mantelschicht dem ganzen Eistrang einen äußeren Halt und entspricht so dem zwischen den Oogonien liegenden Zwischengewebe, das dem Oogonienlager einen inneren Zusammenhang verleiht. Eine solche 288 Max Jörgensen äußere, den ganzen Eistrang zusammenhaltende Hülle ist ja auch notwendig. Denn, wie mr noch sehen werden, treten zwischen den einzelnen Oocytenreihen Querspalten auf; außerdem findet sich in der Achse des Eistranges, in der Follikel- und Reifeizone, ein großer Degeneratiousherd. Dadurch wird die Wirkung des Zwischengewebes, das in der Zone der Oogonien dem Eistrang einen inneren Halt ver- lieh, aufgehoben. Als Ersatz dafür tritt zwar eine faserige Differen- zierung der erhaltengebliebenen syncytialen Reste ein, doch erscheint jedenfalls auch der von der Spongiosa bewirkte äußere Halt, be- sonders in der Region der Follikelbilduug (Fig. 11, Taf. XXI), zum Zusammenhalt des ganzen Eistrangs nötig. Der Eistrang ist nur in seinem Anfangsteil, dem Oogonienlager, dicht mit rundlichen und polygonal abgeplatteten, 10 — 12 ii großen Oogonien angefüllt. Hier triff’t man nur vereinzelte Teilungen (Fig. 2, Taf. XX, links oben), durch welche die nach vorn rückenden Oogonien ergänzt werden. 2. Zone. Außer den eben erwähnten, mehr gelegentlichen Teilungen im Anfangsteil des Eistranges findet auf der Grenze zwischen der ersten und zweiten Zone (Fig. 2, Taf. XX) eine zweite allgemeine Teilung statt, deren später zu besprechende Rekonstruktionsbilder die zweite Zone (2. Z.) beherrschen. Durch diese zweite Teilung werden die Oogonien zu jungen Oocyten. Sie besitzen in der zweiten Zone den für die Rekoustruktionsphasen charakteristischen bläschenförmigen Kern, an dessen Wand der Xucleolus mit dem gesamten Chromatin einseitig liegt (Figg. 10 u. 32, Taf. XXI). Gleichzeitig haben sich die früher regel- los beieinanderliegenden Oogonien nach dieser zweiten Teilung in Querreihen angeordnet. Dabei sind zwischen den einzelnen Querreihen der jungen Oocyten Spalträume in dem Zwischengewebe aufgetreten (Fig. 10, Taf. XXI). Die sich im Zwischengewebe findenden Fasern verlaufen in derselben Richtung wie diese Spalträume, was am besten bei HERR.UAXXscher Fixierung hervorti'itt. Durch diese Anordnung in Querreihen werden Gruppen von jungen Oocyten abgesondert, und diese Gruppen bilden die Vorstufe und das Ausgangsmaterial für die Follikel, welche für die dritte Zone charakteristisch sind. 3. Zone. Die Bildung der Follikel verläuft ziemlich kompliziert, insofern als zwei Arten von Zellen daran teilnehmen: einmal die Oocyten selbst und dann das Syncytium mit seinen Kernen, in das die Oo- gonien und Oocyten eingebettet sind. Von diesen beiden Komponenten Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 289 kommen jedoch in der Hauptsache nur die Oocyten als Follikelbildner in Betracht, während die Vorgänge im Syncytium die Follikelbildung nur einleiten. Die in Querreihen angeordneten Oocyten werden nämlich gruppenweise durch innerhalb des Syucytiums auftretende faserige Differenzierungen und Spalträume sowie durch gelegentlich zwischen den einzelnen Gruppen auftretende Degenerationsherde abgesondert (Fig. 11, Taf. XXI, Follikel 1). Durch diese drei Prozesse entstehen quer angeordnete Gruppen von Oocyten, die dann ihrerseits das Aus- gangsmaterial für den Follikelaufbau bilden, weshalb die Follikel auch meist eine längliche Gestalt haben. Wie der Follikel 1 der Fig. 11, Taf. XXI, die einen Teil der dritten Zone darstellt, zeigt, sind auch Zwischengewebskerne (zk) zwischen diese abgesonderten Oocyten eingestreut. Auch diese Kerne beteiligen sich an der Bildung der Follikel, jedoch kommen sie wegen ihrer geringen Größe nur wenig in Betracht. Außerdem ist auch ihr Protoplasma bereits zu Zwischen- gewebe differenziert. Immerhin können sie sich amitotisch vermehren, indem sich zuerst der Xucleolus durchschnürt und dann der in die Länge gezogene Kern in zwei Tochterkeme zerfällt. Durch ihre geringe Größe kann man diese Kerne auch auf späteren Stadien von den großen Follikelkernen unterscheiden (Fig. 11, Taf. XXI: Follikel 2, zk). Diese Zwischengewebskerne zeigen also innerhalb des Follikels einen Teilungsmodus, wie er im allgemeinen altersschwachen Kernen eigen ist. Die gleiche amitotische Teilung, nur in großem Maße, weisen nun auch die zu Follikelkemen sich umbildenden Oocytenkerne auf. Wie Follikel 2 (Fig. 11, Taf. XXI) zeigt, verlieren die meisten der in dem abgesonderten Teil des Syncytiums gelegenen Oocyten ihre Zell- grenzen, indem ihr Protoplasma zusammenfließt. In der Regel behält nur eine Oocyte, die sich schon jetzt durch ihre besondere Größe auszeichnet, ihre Zellgrenzen. Die gemeinsame Protoplasmamasse der zusammengeflossenen Oocyten umgibt annähernd gleichmäßig diese junge Oocyte. Die weitere Entwicklung der so zu Follikel- kernen gewordenen Oocytenkerne vollzieht sich nun auf zweierlei Weise, indem sie sich nämlich sowohl amitotisch wie mitotisch ver- mehren können. Fig. 11, Taf. XXI, zeigt uns den Verlauf der ami- totischen Teilung der jungen Follikelkerue. In Follikel 2 sehen wir ihre Oberfläche sich einbuchten; der Xucleolus teilt sich in zwei bis vier und noch mehr Tochternucleolen (Follikel 3). Die Kemmembran schnürt sich um diese herum ein, und der beträchtlich gewachsene Kern zerfällt in soviel Einzelkerne, wie Xucleolen vorhanden sind 290 Max Jörgenseu (Follikel 3 und 5). Außer der zum Reifei werdenden Oocyte kommen innerhalb junger Follikel auch noch nicht zu Follikelzellen umge- wandelte Oocyten vor (Follikel 2). Diese verlieren später ebenfalls ihre Zellgrenzen und werden dann auch zu Follikelmasse. Hier und da kann man in dem gemeinsamen Follikelprotoplasma auch noch intakte Oocytenkerne wahrnehmen (Follikel 4 und 5). In den meisten Fällen enthalten die Follikel nur eine bleibende Oocyte; nur in wenigen Fällen wurden Follikel mit zwei ausgebildeten Eiern beobachtet. Die beschriebenen amitotischen Teilungen, welche man noch besser als Zerfall bezeichnen könnte, führen zu einer großen Vermehrung der Follikelkerne (Follikel 4 und 5), die schließen läßt, daß wir es hier mit Kernen zu tun haben, die dem Untergang ge- weiht sind oder zum mindesten sich in einem tiefen Depressions- zustande befinden. Denn nach den Untersuchungen von Calkins und R. Hertwig stellt sich heraus (R. Hertwig 1908), »daß die Her- anbildung einer Depression mit einer Zunahme der Kernsuhstanz, mit einer Hyperchromasie der Zelle einhergeht, bei einkernigen Tieren mit einem Wachstum des Kernes, hei vielkernigen Tieren mit einer Steigerung der Kernzahl«. Während dieser Wucherungsperiode der Follikelkerne umgibt das durch den Zusammenfluß der degenerierten Oocyten entstandene Follikelplasma annähernd gleichmäßig die bleibende Oocyte. Dieses bei Boraxkarmiu-Blochmannfärbung violett tingierte, feinwabig gebaute Protoplasma, das vollkommen dem Eiprotoplasma gleicht — denn es ist ja durch den Zusammenfluß mehrerer Oocyten entstanden — , differenziert jetzt eine das Ei umschließende und eine den Follikel nach außen zu begrenzende Zone. Der gleichmäßig feinwabige Bau des Protoplasmas verliert sich an diesen beiden Grenzflächen, so daß sich dort eine grün gefärbte homogene Innen- und Außenzone des Follikels ausbildet (Follikel 6 und 7). Diese beiden Zonen treten besonders gut an nach Herrmanx fixierten Präparaten hervor, hei denen man auch faserige Differenzierungen in ihrer homogenen Grundsubstanz erkennen kann. An solchen Präparaten läßt sich die innere homogene Zone meist direkt auf das syncytiale Gewebe, das ja alle Oocyten umgab, zurückführen. Indem um die bleibende Oocyte ein Mantel dieses syncytialen Gewebes erhaltenbleibt, entsteht die anfänglich erst dünne und dann stärker werdende innere homogene Zone. Auch die äußere Zone könnte man teilweise als ein Residuum des syncytialen Gewebes auffassen (Figg. 84 — 87, Taf. XXHI). Bevor wir nun das weitere Schicksal der Follikelkerne und ihres Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 291 Protoplasmas verfolgen, müssen wir zurückgreifeu, um den zweiten Entwicklungsmodus der Follikelkerne kennen zu lernen. In Fig. 84, Taf. XXIII, sehen wir, daß in dem jungen Follikel bereits ein Teil der Oocyten zusammengeflossen ist; die Xucleolen ihrer Kerne sind in mehrere Tochternucleolen zerfallen. Wir vermissen aber hier die unregelmäßigen Einbuchtungen der Kerne, wie sie der amitotischen Teilung vorauszugehen pflegen. Die Kerne nehmen zwar an Größe zu, und ihr Chromatin erhält jene für die Follikelkerne typische, feinkörnige Beschaffenheit, Durchschnürungen sind jedoch nicht zu beobachten. Wenn alle Oocyten zu einer gemeinsamen Protoplasma- masse um das bleibende Ei verschmolzen sind, so gehen alle diese Fol- likelkerne gleichzeitig in den Teilungszustand über. Die bei dem Zu- sammenfluß der einzelnen Oocyten in das gemeinsame Follikelplasma hineingelangten Centrosome bilden ihre Strahlung aus und setzen sich mit dem zu Aquatorialplatten angeordneten Chromatin in Ver- bindung (Figg. 88 — 90, Taf. XXIII). So entstehen drei- bis sieben-, ja achtpolige Spindeln, ähnlich den Spindeln, wie sie bei Polyspermie auftreten. Die Spindeln mit ungeraden Polen, wie z. B. die in Fig. 88 mit drei Polen, erklären sich, wie Fig. 88a zeigt, folgendermaßen; Diese vierpolige Spindel stellt den gemeinsamen Teilungszustand von zwei zusammengeflossenen Follikelzellen mit je zwei, also zusammen vier Tochtercentrosomen dar. Das Chromatin ist zu zwei bogen- förmigen Aquatorialplatten angeordnet. Die beiden links gelegenen Centrosome liegen so nahe beieinander, daß ihr Anziehungsgebiet zusammenfällt. Die Spindeln mit ungeraden Polen erklären sich da- her, wenigstens zum Teil, durch den Zusammenfall der Wirkungs- gebiete zweier Centrosome. Die in Frage stehende mitotische Teilung machen die in einem Follikel vorhandenen Kerne meist alle zu gleicher Zeit durch. So findet sich in Fig. 89, Taf XXIII, neben der unteren siebenpoligen Spindel auf einem andern Schnitt im oberen Teil des Follikels noch eine dreipolige Spindel. Ebenso zeigt Fig. 91, Taf XXIII, zehn, ja mehr Aquatorialplatten in den einzelnen durch Reste des Zmschengewebes voneinander geti’ennten Follikelabschnitten. In Figg. 88 und 88a erkennt man die Biskuitform der sich teilenden Chromosome. Fig. 89 zeigt die auseinanderrückeuden Tochterplatten und Fig. 90 den weiteren Verlauf der Teilung sowie die Rekon- struktion der Tochterkerne. In Fig. 89 sind drei Centrosome deutlich zu sehen. Sie erscheinen als schwarz gefärbte Punkte von einem scharf begrenzten, homogenen Hof umgeben, der sich wie eine Kapsel ausnimmt. 292 Max Jörgensen Die aus dieser Teilung hervorgegangeneu Tochterkerne sind groß, bläschenförmig und besitzen mehrere Kucleolen. Auch auf diesem Stadium (Fig. 92, Taf. XXIII) unterscheidet sich das gemeinsame, uu- ditferenzierte Follikelprotoplasma, in welchem die Follikelkerne liegen, von einer homogenen Innen- und Außenzone des Follikels. AY ährend dieser Teilungsperiode hat der Kern der bleibenden Oocyte die später zu besprechenden Riugfiguren ausgebildet, wie sie auf Fig. 52, Taf. XXII, dargestellt sind. Es finden sich aber auch hier kleine zeitliche Differenzen, indem z. B. der in Fig. 90, Taf. XXIII, dar- gestellte Eikern schon die Rückbildung dieser Ringe aufweist. Der Follikel ist nach abgelaufener Teilung seiner Kerne auf dem Höhepunkt der Entwicklung angelaugt. Bevor wir aber die hierauf folgende Wachstumphase des Eies, die mit dem Schwinden des Follikelprotoplasmas Hand in Hand geht, betrachten, müssen wir eine andre, gleichfalls mit dem Eiwachstum zusammenhängende Erschei- nung berühren. Die Figg. 85 u. 86 (|Taf. XXIH) zeigen Follikel, in w'elchen die Ausbildung der Oocytenkerne zu Follikelkernen an- nähernd vollendet ist. Wir bemerken nun hier eine direkte Ver- bindung des Eiprotoplasmas mit dem gemeinsamen undifferenzierten Follikelprotoplasma, indem letzteres einen Fortsatz in das Eiproto- plasma hineiusendet, wodurch die die Eizelle umschließende homogene Innenzone an einer Stelle durchlöchert erscheint. Es gewinnt daher den Anschein, als ob direkt Protoplasma aus dem Follikel in das Ei überströmte oder doch dessen Ernährung beförderte. Die Durch- bruchsstelle der homogenen Innenzone weist bei Hämatoxylinfärbung ■nach Heidexhain eine schwarze, trichterförmige Begrenzung auf Dieses eigentümliche Verhalten konnte nur au einigen Eiern fest- gestellt werden. Das Hauptwachstum des Eies beginnt mit dem in Fig. 92, Taf XXIII, abgebildeten Stadium und erreicht seinen Höhepunkt während der im Oocytenkern vor sich gehenden Chromatiuzerstäubung. Im Laufe dieses Eiwachstums verschwindet allmählich das mittlere, wabige Follikelplasma, das jedenfalls zur Ernährung des Eies aufgebraucht wird. Gleichzeitig werden die Follikelkerne kleiner, und ihre zahl- reichen Xucleolen zerfallen; die Kerne sind dem immer spärlicher wer- denden wabigeu Follikelplasma noch eingelagert (Fig. 93, Taf XXIII). Schließlich schwindet dieses ganz, so daß sich die innere und die äußere homogene Zone zu einer gemeinsamen Follikelwaud vereinigen (Figg. 93 rechts u. 102, Taf. XXIII i, in der sich nur noch spärliche Reste wabigen Protoplasmas um die langgestreckten Follikelkerne finden. Untersuchungen über die Eibildung bei Neplielis vulgaris usw. 298 Wie die vorhergehende Schildernug ergibt, können wir in der Entwicklung der Eifollikel drei Perioden unterscheiden. Die erste Periode umfaßt die Bildung des Follikels. Durch nähere Zusammen- lagerung mehrerer Oocyten und Zwichenzellen, ein Vorgang, der schon durch die Anordnung der Oocyten in Querreihen vorbereitet wird, entstehen Zellgruppen, die durch faserige Differenzierung inner- halb des syucytialen Zwischengewebes und durch in diesem Gewebe auftretende Degenerationsprozesse der zwischen den einzelnen Gruppen liegenden Oocyten abgegreuzt werden. Die zu Gruppen vereinigten Oocyten verlieren dann, mit Ausnahme einer einzigen, ihre Zellgrenzeu. indem sie sich zu einem gemeinsamen Protoplasmahof, dem Follikel, um das bleibende Ei vereinigen. Hierauf folgt die Periode der Ver- mehrung der so entstandenen Follikelkerne. Die innerhalb des ge- meinsamen Follikelplasmas gelegenen Kerne können sich entweder amitotisch vermehren durch zahlreiche Durchschnürungen, oder mito- tisch durch vielpolige Spindeln. Hieran schließt sich die dritte Pe- riode, in welcher der Follikel seine eigentliche Funktion, die Er- nährung und den Schutz des Eies, ausübt. Zur Ernährung des Eies dient das wabige Plasma der Follikelwand, das allmählich schwindet; zum Schutz dienen anfangs die beiden homogenen Zonen, die später zu einer gemeinsamen Hülle um das Ei verschmelzen. iFig. 102, Taf. XXIII). 4. Zone. Während der im letzten Abschnitt geschilderten Periode sind die Eier in die Wachstirms- und Reifungszone, die sich schwer aus- einanderhalten lassen und deshalb gemeinsam betrachtet werden sollen, gelangt. Wie die Übersichtsbilder Fig. 2, Taf. XX, u. Fig. 11, Taf XXI, zeigen, finden sich die Follikel nur an der Oberfläche des Eistranges. Das ganze im Centrum gelegene Gewebe bildet einen großen Degenerationsherd, in welchem die central gelegenen Oocyten degenerieren. Der Eistrang wird zusammengehalten von dem Zwischengewebe, das nach und nach seine frühere netzartige Be- schaffenheit verliert und einen mehr faserigen Charakter annimmt. Die periphere Lagerung der Follikel tritt besonders deutlich an Quer- schnitten durch diese Region hervor (Fig. 7, Taf XX, f ). Der Dege- nerationsprozeß setzt sich in gleichem Maße in die Wachstums- und Reifungszone fort, indem, wie Figg. 2 u. 8, Taf XX, zeigen, sowohl die Achse des Eistrangs als auch die zwischen den einzelnen großen Follikeln liegenden Partien degenerieren. Die wachsenden und reifenden Eier liegen daher an der Oberfläche des Eistrangs, sie 294 Max Jörgensen leicht hervorwölbeud. Auf Fig. 2, Taf. XXI (Zone 4), sind auch einige besonders tief in deu Eistrang hineinragende Follikel angeschnitten, die den großen axialen Degenerationsherd durchbrechen. Auf der Grenze zwischen der Spongiosa und den Follikeln findet sich ein Fibrillensystem, das in ähnlicher Weise wie die Spongiosa dem Eistrang einen gewissen äußeren Halt verleiht (Fig. 6, Taf. XX). Von demselben faserigen Xetzwerk sind die einzelnen Follikel dicht umsponnen. Besonders deutlich tritt dieses Geflecht auf der Ober- flächenansicht des Follikels hervor, wo es sich mit großer Schärfe durch seine dunkle Färbung von der homogenen äußeren Follikel- membran abhebt (Fig. 5, Taf XX). Die Hauptfasern dieses Follikel- netzes verlaufen senkrecht zur Längsachse des Eistranges. Es steht in Zusammenhang mit dem unter der Spongiosa hinziehendeu Xetz- werk (Figg. 5 und 6, Tafel XX). Dieses Fibrillensystem unter der Spongiosa findet sich jedoch nur in der Follikel- und Keifezone und steht daher nicht mit den Fasern der großen Faserzelle, die sich im Oogonienlager fand, in Verbindung. Wie schon er- wähnt, lassen sich diese Geflechte am besten durch Fixation mit HERRMAXNScher Flüssigkeit und Färbung mit Eisenhämatoxylin dar- stellen. Außerdem finden sich neben den Follikeln meist Gruppen von Kernen, die aus der Spongiosa in den Eistrang hineingewandert sind, und deren Protoplasma eine T-förmige Verankerung des Follikels im Eistrang bewirkt (Fig. 6, Taf XX). Haben die Eier ihre definitive Größe erreicht, so erfolgt ihre Loslösung, während der -eich der Eikern im Stadium der ersten Richtungsspindel befindet (siehe später). Der sprungreife Follikel wölbt sich über die Eisti'angoberfläche hervor (Fig. 2, Taf XX, Zone 4), und das Ei, das sich schon vorher samt seiner Dotterhaut von der Follikelwand zurückgezogen hat, gelangt durch Platzen des immer dünner gewordenen Follikels in das Lumen des Ovarialschlauchs. Die abgelösten Eier sammeln sich in einer als Uterus dienenden Erweiterung des Ovarialschlauches (Fig. 1, Taf XX, u), nahe seiner Ausmündung. Dort findet man die stark vacuoligen Eier zu zehn und mehr beieinander, sich gegenseitig polygonal abplattend. Auf dem Stadium der ersten ausgebildeten Richtungsspindel werden dann die Eier ab- gelegt. Die Ausstoßung der Richtungskörper und das Eindringen des Spermatozoons erfolgt unmittelbar nach der Eiablage (siehe: Bütschli [76] u. 0. Hertwig [77]). Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 295 5. Zone. Der im Eistraiig zurückgebliebene leere Follikel schließt sich durch Wucherung seines Gewebes zu einem kompakten, rundlichen Ge- bilde, in dessen Innern die Follikelkerne liegen (Fig. 2, Taf, XX, 1. F.). Diese entleerten Follikel finden sich in der letzten oder Degenerations- zone, deren faseriges Zwischengewebe nur noch degenerierte Oocyten enthält. Diese Zone ist am Textfig. 1. n.2.0. kürzesten zu Beginn des Frühlings, Anfang April, ge- winnt aber im Verlauf der Laichzeit mehr und mehr an Ausdehnung, bis sie schließ- lich gegen Ende Mai den größten Teil des Eistrangs bildet. Der ganze Eistrang macht dann einen stark de- generierten Eindruck (s. die Schilderung Leydigs, oben Seite 279). Gegen Ende der Laichzeit degenerieren auch zahlreiche ausgebildete Eier innerhalb ihrer Follikel, indem das Fol- likelgewebe mit seinen Ker- nen beträchtlich auf Kosten der immer mehr zusammen- schrumpfenden Eizelle wu- chert, bis diese schließlich ganz aufgezehrt ist. Abgesehen von dieser morphologischen Degenera- tion des Eistrangs gegen Ende der Laichzeit, halte ich auch das Eindringen zahlreicher Spermatozoen in die Follikel- nnd Reifungszone für eine Alters- und Schwächeerscheinung. Zu Beginn des Frühlings konnte ich in Eisträngen, die dicht mit ent- wicklungsfähigen Oogonien und Oocyten angefüllt waren, höchstens in der Degenerationszone Spermatozoen beobachten. Dagegen durch- zetzen diese vollständig die Eistränge, die schon morphologische Degenerationserscheinungen in Gestalt zahlreicher Xester zerfallener t-nz.o. TeU der Follikelzone eines am 15. Mai konseirierten Tieres. DasZwiscliengewelje(r.j.j, das zahlreiche Nester zerfallener Oocyten aufweist (n.z.o.), ist Tollkommen von eingedrunge- nen Spermatozoen, deren Köpfe sich intensiv färhen, an- gefüllt und verdeckt. Fixierung: Sublimat -Eisessig, Färbung : Hämatoxylin nach Delafiel'd. Vergr. ca. 500. 296 Max Jörgeusen Oocyten (n. z. o.) aiifweiseu (Textfig. 1), so daß sie an manchen Stellen das Zwisehengewebe des Eistranges {x.g.) vollkommen über- decken, besonders da sie, den einzelnen Zwischengewebszügen fol- gend, in den Eistrang eindringen. II. Oogonien uud Oocyten. 1. Entwicklung der Oogonien. Wie erwähnt, finden im Eistraug zwei Oogonienteilungen statt, von denen die erste nur gelegentlich in Zone 1 beobachtet wird, während die zweite, allgemeine Teilung auf der Grenze zwischen der ersten und zweiten Zone regelmäßig stattfindet. Mit Ausnahme der drei auf Figg. 13 — 15, Taf. XXI, abgebildeten Oogonien stammen die hier genauer untersuchten Oogonien aus dem Gebiet der zweiten Teilung. Die jüngsten Oogonien im Anfangsteil des Eistrangs bestehen aus einer 10 bis 12 u großen Zelle mit einem 6 großen bläschen- förmigen Kern. Sie besitzen bei Boraxkarmin-Blochmannfärbung eine deutlich grün tingierte und gegen das übrige Zwischengewebe ab- gesetzte Membran (Fig. 9, Taf XXIj, die auch an Hämatoxylinpräpa- raten nach Delafield klar hervortritt. Das Protoplasma zeigt hier bei Sublimat-Eisessigkonservierung einen äußerst feinwabigen Bau. Auf etwas älteren Stadien sind die Waben, jedenfalls infolge Flüssigkeits- aufuahme, größer. Hierdurch wird auch das allerdings nur geringe Wachstum auf diesem Stadium bedingt. An den Knotenpunkten der die Wabendurchschnitte darstellenden Netzwerke finden sich kleine Granula. Neben diesen allerkleinsten und ziemlich regelmäßig ver- teilten Granula kommen gelegentlich auch größere Körner unbe- stimmbarer Natur vor. Konstant vorhanden ist ein Centrosom, re- spektive zwei, die sieh bei der äußerst charakteristischen Borax- karniin-Blochmannfärbung schön grün tingieren und sich dadurch sofort von dem violett gefärbten Protoplasma abheben. Die jüngsten Oogonien zeigen das eben sich in die Länge streckende und sich teilende Centrosom (Fig. 13, Taf XXI). Der kugelige Kern besitzt eine deutlich grün gefärbte Kernmembran. In seinem Innern findet sich ein hellrot bis orange gefärbter Nucleolus und rotes Chromatiu. Der Nucleolus enthält meist nur eine, durch ihre gelbe Farbe auffallende Flüssigkeitsvacuole, doch finden sich auch gelegentlich zwei und mehr. Diese Yacuolen buchten als gelbe Blasen die Wand des röt- lich gefärbten Nucleolus vor (Figg. 13, 14, 15, Taf XXI). Untersuchungen Uber die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 297 Nach dieser Farbenreaktion scheint der Nucleohxs aus einer chromatinähnlichen Substanz, seine Flüssikeitsvacuole aber aus Plastiu zu bestehen. Neben Oogonien mit einem Nucleolus kommen gelegentlich auch solche mit zweien vor, (Figg. 40—43, Taf. XXI). Diese sollen später behandelt werden. Der Nucleolus mit seinen Vacuolen liegt meist der Kernperipherie an und steht durch feine Fäden mit den im Kernraum zerstreuten Chromatinkugeln und -brocken in Verbindung. Diese Fäden färben sich mit Boraxkarmin rot, mit Boraxkarmin-BLOCHJiAXX rot oder grün, Je nach der Färbungsdauer in BLOCHMANXScher Lösung. In gleicher Weise färben sich die Chromatinkugeln und die aus ihnen zusammen- gesetzten größeren Chromatinbrocken schön rot; bei geringer Über- färbung mit BLOCHMAXXscher Lösung nehmen sie gleichfalls einen dunkel violetten bis grünen Ton an. Bereits in den jüngsten Oogonien ist die Teilung des Centrosoms zu beobachten. Das Centrosom streckt sich in die Länge und schnürt sich hantelförmig ein (Fig. 13, Taf. XXIj. Nach der Trennung der beiden Tochtercentrosome erscheinen beide an ihrer Durchschnürungs- stelle in eine Spitze ausgezogen (Fig. 14, Taf. XXI). Auf diesen jüngsten Stadien ist das Chromatin in Form kleiner Kugeln regellos im Kern verteilt. Mehrere Kugeln oder Körnchen können zu größeren Chro- matinkonglomeraten zusammenbacken. Nach dem Auseinanderrücken der beiden Tochtercentrosome bemerkt man zunächst, wie ein Teil der die Chromatinkugeln und -brocken untereinander und mit dem Nucleolus verbindenden Fäden leicht anschwillt, so daß es den An- schein hat, als ob diese Fäden mit einer Chromatinschicht überzogen würden, da die Färbung der anschwellenden Fäden dieselbe ist wie die der Chromatinkugeln (Figg. 15 u. 16, Taf. XXI). Besonders deut- lich weisen die vom Nucleolus ausstrahlenden Fäden diese Ver- dickungen auf. Das bisher in Form regellos verteilter Kugeln und Brocken aufgestapelte Chromatin strömt also auf den vom Nucleolus strahlig ausgehenden Straßen in das Kernreticulum. Die Verteilung des Chromatins erfolgt meist allseitig vom Nucleolus aus. Nur in wenigen Fällen, deren typischstes Beispiel Fig. 17, Taf. XXI, wieder- gibt, erfolgt diese Wanderung und Verteilung einseitig. Das Be- sultat dieser Strömungserscheinungen des Chromatins ist eine regel- mäßige Anordnung der im Kernnetz verteilten Chromatinkugeln, die untereinander sowie mit dem Nucleolus durch gleichmäßig dünne Fäden in Verbindung stehen. So weit man bei der Kleinheit des Archiv f. Zellforschung. II. 20 298 Max Jörgensen Objekts mit Sicherheit feststellen kann, gehen meist acht dünne Fäden, auf denen in regelmäßigen Abständen die jetzt annähernd gleichgroßen Chromatinkugeln angeordnet sind, strahlig vom Nucleolus aus (Fig. 18, Taf XXI). Die Centrosome haben jetzt die Üppositionsstellung erreicht. Eine Sphärenstrahlung ist jedoch mit Sicherheit erst auf dem Stadium der Fig. 19, Taf. XXI, zu erkennen, wo wenige grün gefärbte Sphären- strahlen allseitig von den Centrosomen ausgehen. Xach seiner regelmäßigen Verteilung im Kernnetz zieht sich das Chromatin mehr und mehr zusammen (Fig. 19, Taf. XXI). Gleichzeitig wird auch der Xucleolus kleiner, indem er seine großen Flüssigkeitsvacuoleu verliert. Er ist jetzt nur noch wenig färbbar (Fig. 20, Taf. XXI) und ver- schwindet endlich völlig. Die bisher deutlich wahrnehmbare, grün gefärbte Kernmembran beginnt zuerst teilweise (Fig. 20) und daun vollständig unsichtbar zu werden (Fig. 21, Taf. XXI). Das Chromatin konzentriert sich allmählich immer mehr, wodurch sich zum Teil eine reihenförmige Anordnung der Chromatinkugeln ergibt. Die Figg. 22 u. 23, Taf XXI, zeigen diese Stadien der höchsten Chromatinkon- zentration vor der Bildung der Aquatorialplatte. Die Chromatin- kugeln haben sich in die Mitte des leeren Kernraums zusammen- gedrängt; nur noch äußerst feine Fäden ziehen von diesem Haufen nach der Gegend der jetzt vollständig geschwundenen Kernmembran, von der in Fig. 23, Taf XXI, nur noch ein kleiner Rest rechts unten zu sehen ist. Wir wir sahen, ist das Chromatin während der Prophasen in Gestalt kleiner Kugeln angeordnet. Diese Chromatinkugeln sind trotz ihrer konstanten Größe nicht als Chromosome anzusehen. Denn, wie wir später sehen werden, beträgt die Zahl der Oogonienchromo- some 16. Da wir aber in Figg. 18 — 23, Tafel XXI, weit über 16 Chro- matinkugeln haben, so sind diese nicht als Chromosome, sondern als Chroraomere aufzufassen, die sich erst kurz vor der Oogonienteilung zu Chromosomen zusammenschließen. Die Tendenz der Chromosome, sich in Chromomere aufzulösen, werden wir auch bei der Rekonstruk- tion der Oogonientochterkerne antreflfen; und da während dieser Stadien jedes Chromosom immer aus zwei Chromomeren zusammen- gesetzt ist, so liegt auch hier, vor der Oogonienteilung, die An- nahme dieses Verhaltens nahe. Die Chromatinkugeln der Figg. 18 bis 23, Taf XXI, würden daun Chromomeren entsprechen, und wir hätten also 16 X 2 Chromomere, was in der Tat den Beobachtungen entspricht. Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 299 Die Centrosome haben aut der Fig. 23, Taf. XXI, sowie den kurz vorliergehenden Stadien einen lichten Hof um sich ausgebildet und scheinen ein wenig gewachsen zu sein ; ihre Strahlung ist jedoch immer noch gering. Auf Fig. 23, Taf. XXI, sieht man das untere Cen- trosom sich nach der zurückgebildeten Kernmembran hin in zwei Zipfel ausziehen, von denen starke Strahlen ausgehen. Die Stadien, welche der Spindel unmittelbar vorhergehen, müssen von außerordentlich kurzer Dauer sein, denn trotz vieler Bemühungen gelang es mir nicht, das Stadium, welches der Aquatorialplatte un- mittelbar zuvorgeht, zu Gesicht zu bekommen. Die jüngsten Spindeln haben eine ellipsoide Form, indem die Spindelfasern etwas gebogen sind. Centrosome habe ich nur auf der in Fig. 24, Taf. XXI, abgebildeten Oogonie mit einiger Sicherheit er- kennen können; bei den meisten Spindeln sind sie nicht zu sehen. Die Sphärenstrahlung ist nur gering ausgebildet; die einzelnen Strahlen sind durch Aneinanderrücken der im Protoplasma verteilten Körnchen (Mikrosomen) gekennzeichnet. In der Aquatorialplatte erkennt man bei Seitenansicht sechs bis acht nebeneinanderliegende ellipsoide bis biskuitförmige Chromosome, die immer hochrot gefärbt sind, auch wenn das Chromatin auf den übrigen Stadien infolge Überfärbung mit Blochmannscher Flüssigkeit dunkelviolett erscheint. Diese hell- rote Farbe ist also der Ausdruck einer gewissen, eben nur dem Chromatin im Stadium der Aquatorialplatte eigenen Beschaffenheit. Die Zahl der Chromosome in der Oogonienäquatorialplatte beträgt 16 {— Normalzahl). Charakteristisch ist auch das färberische Verhalten der Spindel. Sie färbt sich intensiv grün und zeichnet sich dadurch scharf von dem sie umgebenden hellvioletten Protoplasma ab. Durch das Auseinanderrücken der Centrosome werden die Spindel- fasern straff gespannt ; wir erhalten so die in Fig. 25, Taf XXI, wieder- gegebene, äußerst regelmäßige Spindelfigur. Sehr auffallend ist das Vorkommen einzelner dicker Fasern, oder besser gesagt, dicker Faser- bündel. Wie Fig. 25, Taf XXI, zeigt, finden sich nämlich in der Spindel regelmäßig peripher verteilte dicke Faserzüge, zwischen denen die dünnen Spindelfasern liegen. Da die Zahl dieser Faserzüge viel ge- ringer ist als die Chromosomenanzahl, dürften diese Fasern nicht als Zugfasern aufzufassen sein. Der Grund für das Auftreten der dicken Fasern könnte vielleicht folgender sein: In den Stadien vor der Spindel sahen wir die Centralkörper als große kompakte Gebilde innerhalb eines Hofes im Protoplasma liegen. Im Stadium der Fig. 23, Taf XXI, zieht sich das untere Centrosom in zwei starke 20* 300 Max Jörgeusen Fasern aus, die mau als Vorstufe dieser Faserbündel auffassen kann. Im Spindelstadium ist das Centrosom verschwunden. Ich glaube nun auf dem in Fig. 24, Taf. XXI, dargestellteu Stadium gesehen zu haben, wie sich von dem noch etwas als Verdickung erscheinen- den Centrosom diese Faserbündel in die Spindelfaseru hineinziehen, so daß ich den Schwund der das Centrosom darstellenden Substanz mit dem Auftreten der dicken Faserbündel innerhalb der Spindel in Verbindung bringen möchte. Man sieht nämlich besonders gut auf dem Stadium der auseinauderrückenden Tochterplatten (Figg. 27 und 28. Taf XXI), daß die Centrosome in dem Maße, wie die Spindeln verschwinden, wachsen und schließlich die Größe vor der Spindel- bildung erreichen. Diese Verhältnisse sind wegen der Kleinheit der Bilder nicht mit genügender Sicherheit festzustellen. — Erwähnen möchte ich noch, daß auch Spindeln beobachtet wurden, deren Pole an der äußersten Eiperipherie lagen. ln gleicher Schärfe und Deutlichkeit wie in der Seitenansicht fällt die Aquatorialplatte auch in der Polansicht infolge ihrer leuch- tenden Farbe ins Auge 'Fig. 26, Taf XXI). Sie erscheint als eine im großen und ganzen vierseitige bis rundliche Platte, aus ellipsoiden Chromosomen bestehend, die leider in dieser Ansicht nicht sicher zu zählen sind. Auffallenderweise ziehen von der Aquatorialplatte feine achromatische grüngetärbte Strahlen radiärwärts in das hell- violette Protoplasma (Fig. 26, Taf XXI). Bei der Teilung strecken sich die ellipsoiden Chromosome und schnüren sich durch (Fig. 27, Taf XXI). Diese Teilung erfolgt nicht bei allen Chromosomen gleich- zeitig. In der Peripherie der Spindel ist der Prozeß weiter fort- geschritten als im Centrum, wo man noch biskuitförmig eingeschnürte Mutterchromosome sieht, während die Tochterchromosome an der Peripherie schon etwas auseinandergerückt sind. Die Spindelfasern scheinen ein wenig gekrümmt, und zwar in entgegengesetzter Sich- tung wie früher, so daß das Auseinanderrücken der Tochterchromo- some in unserm Falle nicht auf der Kontraktion der Spindelfasern be- ruhen kann. Die Chromosome der beiden auseinanderrückenden Tochterplatten konzentrieren sich mehr und mehr und erreichen schließlich das jetzt wieder beträchtlich herangewachsene Centrosom (Fig. 28, Taf. XXI). Die Verbindungsfasern zwischen den beiden Tochter- platten sind gut ausgebildet. Ihre Fasern verlaufen von den Tochter- platten aus divergierend. Die Chromosome sind beim Auseinander- rücken der Tochterplatten zu mehreren (wahrscheinlich acht) größeren Ballen verbacken, aus denen sie bei weiterer Entwicklung in schleifen- Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw'. 301 förmiger Anordnung wieder herauswachsen (Fig. 29, Taf. XXI). Leider konnte ich die Zahl dieser Schleifen nicht sicher feststellen. Allem Anscheine nach sind es aber acht Schleifen; sicherlich sind es nicht 16. Es müssen sich also demnach je zwei der 16 Chromosome des Oogonientochterkerns vereinigt haben, so daß wir schon während der Oogonienkernrekonstruktion in der Zahl der Chromatinschleifen die später in den Keifungsteilungen auftretende reduzierte Zahl acht an- tretfen. Die acht Chromatinschleifen bestehen demnach aus je zwei endverklebteu Chromosomen, deren jedes wieder die Unterteilung in zwei Chromomere, die wir schon früher konstatierten, aufweist; denn jede bivalente Schleife scheint aus vier Chromatinkügelchen zu be- stehen. Die Schleifen liegen in einem hellen Hof, der sich später zur Kerusaftvacuole ausbildet. Die eingeschnürte Zelle zeigt an ihrer Einschnürungsstelle eine grüngefärbte Zellplatte und Beste der nach und nach schwindenden Verbindungsfasern (Fig. 29, Taf. XXI). Die jetzt zu erwartende Rekonstruktion des Kernes tritt nicht ein. Vielmehr ballen sich die schleifenförmig angeordneten und durch feine Fädehen untereinander verbundenen Chromosome zusammen. Schon während dieser Konzentration tritt innerhalb der Chromo- somenanhäufung ein neuer Xucleolus auf, der sich durch eine orange Färbung deutlich abhebt (Fig. 30, Taf. XXI). Aller Wahrscheinlichkeit nach wird er von den Chromosomen gebildet. Durch diese Annahme würde die Konzentration des bereits schleifenförmig angeordneten Chromatins, die ja einer Verzögerung in der Kernrekonstruktion gleichkommt, verständlich. Und zwar scheinen wegen der maximalen Konzentration alle Chromosome gleichmäßig an diesem Aufbau des Xucleolus beteiligt zu sein (Fig. 31, Taf. XXI). Die Chromosome liegen diesem neugebildeten Xucleolus dicht an; beide bilden eine gemein- same Kugel, in der exzentrisch der Xucleolus sitzt, durch seine orange Farbe sich deutlich von dem rotgefärbten Chromosomenklumpen ab- hebend. Auf diesem Stadium, Fig. 31, Taf XXI, das mir der Zufall äußerst klar zu Gesicht brachte, sieht man die beiden mit ihren Xücleolen zu einem Ballen verbackenen Tochterplatten noch ver- bunden durch die schwach faserigen, grüngefärbten Verbindungsfasern. Die beiden Chromatinballen lassen ihre Zusammensetzung aus ein- zelnen Chromosomen bzw. Chromomeren deutlich erkennen. Wand- ständig liegen sie in der großen, wasserhellen Kernsaftvacuole, die schon jetzt durch eine deutliche Membran vom Rrotoplasma ab- geschlossen sein kann. Die Kernmembran wird zuerst da gebildet, wo die Chromosome der Protoplasmahülle der Kerusaftvacuole an- 302 Max Jörgensen liegeu. Von hier schreitet der Biklungsprozeß nach beiden Seiten hin weiter, jedoch finden sich individuelle Eigentümlichkeiten, indem z. B. in Fig. 31, Taf. XXI, die Kernmembran schon vollständig aus- gebildet ist, während auf den etwas späteren Stadien der Figg. 32 — 34, Taf. XXI, die Kernmembran erst zur Hälfte deutlich hervortritt. Vom Nucleolus, der noch keine Vacuole besitzt, und dem ihm anliegenden Chromatin ziehen feine achromatische grüne Fäden nach allen Seiten, besonders aber nach der gegenüberliegenden Seite der eiförmigen Kernmembrau. Dort finden sich kleine grünliche Körnchen, an denen sich die achromatischen Fäden inserieren. Das Protoplasma zeigt eine leichte Einschnürung zwischen beiden Tochterkernen: der Be- ginn der Zellteilung. Diese erfolgt kurz nach diesem Stadium (Fig. 33, Taf. XXI). Es können aber auch beide Tochterkerne bis zur voll- ständigen Rekonstruktion in der gemeinsamen Mutterzelle dicht bei- einander liegenbleiben (Fig. 32, Taf. XXI, und Fig. 38, Taf. XXI). In solchen Zellen kommt die entgegengesetzt polare Anordnung des Chromatins in beiden Tochterkernen sehr instruktiv zum Ausdruck. In Zellen, die auf diesem Stadium schon geteilt sind, sieht man die Reste der Verbindungsfasern in Gestalt einer Anhäufung von grünen Körnchen der Gegenpolseite des Kernes anliegen (Fig. 33, Taf. XXI). Die völlige Rekonstruktion der Tochterkerne wird dadurch eiu- geleitet, daß aus der dem Xucleolus anliegenden Chromatinmasse wieder die acht Chromatinschleifen herauswachsen, die wir schon vor der Konzentration des Chromatins antrafen. Wie dort (Fig. 29, Taf. XXI), so ist auch hier (Figg. 32 — 34, Taf. XXI) die Zusammensetzung der einzelnen Schleifen aus je zwei Chromosomen sichtbar. Die (in redu- zierter Zahl) auftretenden acht Stränge können einmal gerade ge- streckt vom Xucleolus bis zur Kernmembran gehen, so daß die beiden endverklebten Chromosome eine Gerade bilden (Fig. 33, Taf. XXI). Weit häufiger aber sind die Schleifen winkelig am Xucleolus um- gebogen (Fig. 32 und 34), so daß eine V-förmige Figur resultiert, deren Spitze die Verlötuugsstelle der beiden konjugierten Chromo- some darstellt. Letztere weisen genau wie früher eine Gliederung in zwei Chromomere auf, so daß die ganze Schleife aus vier Chro- momeren besteht. Auf die Bedeutung dieser schon während der Re- konstruktion des Oogonienkernes erfolgenden end-to-end-Konjugatiou werden wir erst in einer allgemeinen Betrachtung näher eingehen. Die Chromosome und ihre Chromomere treten allmählich mit den achromatischen Fasern, die in dem Kernraum ausgespannt sind, in Verbindung. Die Substanz der Chromosome wandert auf diesen Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 30H achromatischen Bahnen in das Kernreticulum und bildet so ein mehr oder weniger regelmäßiges Chromatinnetz. Bei dieser Verteilung der Chromosome im Kernreticulum verwischen sich meist deren Grenzen, indem sie ineinander überzufließen oder sieh feiner zu ver- teilen scheinen und so die achromatischen Bahnen annähernd gleich- mäßig mit chromatischer Substanz überziehen (Figg. 35—37, Taf. XXI). Die jeweilige Ausdehnung dieses Prozesses kann man an den Fäden verfolgen, die zum Teil bereits mit einem dicken, rotgefärbten Chro- matinüberzug versehen, zürn andern Teil noch grün gefärbt sind und so ihre achromatische Natur zeigen. Die bei dieser Chromatin- verteilung entstehenden Bilder sind äußerst mannigfach und wechselnd, da einmal alle Chromosome, bzw. deren Chromomere, gleichzeitig ihre morphologische Individiialität aufgebeu und annähernd gleichmäßig auf das achromatische Fadenwerk überströmen können (z. B. Fig. 37, Taf XXI), als auch ein Teil seine alte biskuitförmige, bzw. ellipsoide Gestalt eine gewisse Zeitlang beibehalten kann. Auch noch auf diesem Stadium können sich, wenn auch nur selten, die beiden Tochter- kerne in der gemeinsamen Mutterzelle finden (Fig. 38, Taf XXI). Während der Verteilung des Chromatins auf das Kernreticulum ist der Nucleolus stark herangewachsen, indem sich in seinem Innern eine oder mehrere lichtgelb gefärbte Vacuolen gebildet haben. Gleich zu Beginn der Rekonstruktion hat sich auch das Centrosom der jungen Oocyte schon wieder geteilt (Fig. 35, Taf XXI). Das Resultat dieser Chromatinwandening ist der rekonstruierte, ruhende Tochterkern (Fig. 39, Taf XXI), dessen Kernnetz von wenigen starken und sehr vielen feinen bis feinsten chromatischen Strängen gebildet wird, an deren Knoten- und Befestigungspunkten an der Kernmembran sich chromatische Körnchen finden. Die Oogonie hat jetzt die im Eistrang stattfindende zweite allgemeine Teilung vollendet Sie ist, samt ihrem Kern, nach dieser Teilung ein wenig gewachsen, ihr Protoplasma weist größere Waben auf Durch diese Teilung ist die Oogonie zur Oocyte geworden, und auf dem Stadium der Fig. 39, Taf XXI, setzen nun die Chromatinveränderungen ein, die für die Aus- bildung des chromatischen Apparates in den Oocyten charakteri- stisch sind. Bevor wir jedoch auf diese Chromatinveränderungen übergehen, möchte ich eine Abnormität im Oogonienkern erwähnen: das Vor- handensein von zwei Nucleolen, worauf ich schon S. 297 kurz hin- gewiesen habe. Auf diese Oogonien mit zwei Nucleolen gehe ich deshalb näher ein, weil ich es für möglich halte, daß sie zur Auf- 304 Max Jörgensen klärung über die Herkunft der Nucleolarsnbstanz beitragen können. Wir sahen, dali der Xucleolns während des Aqaatorialplattenstadinms verschwunden ist und daß die Tochternucleolen sofort nach der Teilung innerhalb der sich zusammenhäufenden Chromosomen auf- treten. Aus diesem morphologischen Befunde schlossen wir auf eine genetische Beziehung der Xucleolen zu den Chromosomen. Wenn nun zwei Nucleolen vorhanden sind und es nachgewiesen werden könnte, daß in einem solchen Kern die doppelte Anzahl von Chromo- somen vorhanden ist, so wäre wohl der morphologische Nachweis für die Entstehung des Nucleolus aus den Chromosomen erbracht. Dieser Nachweis ist mir nicht geglückt, weil die Oogonien mit zwei Nu- cleolen ziemlich selten waren. Während meiner ganzen Untersuchung fand ich nur vier brauchbare Oogonien, bzw. Oocyten mit zwei Nu- cleolen. Sie sind in den Figg. 40 — 43, Taf. XXI, abgebildet. In Fig. 40, Taf. XXI, einem Stadium direkt nach der Teilung, sieht man das Chro- matin den beiden Nucleolen gleichmäßig angelagert. Schätzungs- weise ist die den beiden Nucleolen anliegende Chromatinmasse nicht größer als die der benachbarten Eier. Dasselbe findet -mau bei der in Fig. 41, Taf. XXI, dargestellten jungen Oocyte, die ein etwas älteres, ungefähr der Fig. 35, Taf XXI, entsprechendes Stadium zeigt. Von den beiden Nucleolen erstrecken sich etwa acht Chromatinsträuge nach der Kernmembran. Merkwürdig ist hier die verschiedene Größe der beiden Nucleolen. Darnach scheint es, als wären beide erst ge- meinsam gebildet und dann getrennt worden, da sie sich wie die entsprechenden Bruchstücke einer Kugel ausuehmen. Die Figg. 42 und 43, Taf XXI, stellen junge Oocyten dar, deren Kerne sich dem Kuhestadium nähern. Das in Fig. 42, Taf XXI, abgebildete Ei besitzt die Größe der benachbarten Eier, das in Fig. 43, Taf XXI, ist dagegen bedeutend größer als die Nachbareier des gleichen Stadiums. Be- merkenswert ist die Tatsache, daß von beiden Nircleolen annähernd die gleiche Anzahl von Chromatiufädeu ausgeht. Die beiden Nucleolen haben also in bezug auf die Verteilung des Chromatins und Achro- matins im Kernraum eine einander entsprechende Bedeutung, so daß man sie als Centra der Chromatinausstrahlung auffassen und ge- wissermaßen den Brennpunkten in einer Ellipse vergleichen kann. Das gleichmäßig von beiden Nucleolen beherrschte Chromatin scheint zu lehren, daß in unserm Falle der oder die Nucleolen einen richtenden und centralisierenden Einfluß auf das Chromatin im Kern- reticulum ausüben, eine Tatsache, die wir auch darin bestätigt finden, daß bei der regelmäßigen Verteilung des Chromatins während der Untersuchtingen über die Eibildung bei Nepbelis vulgaris usw. 305 Prophasen (Fig. 18, Taf. XXI) der Nucleolus der Centralpunkt ist, von dem gleichmäßig radiär die Chromatinsträuge ansstrahlen. 2. a) Umbildung des Oocytenkernes (Figg. 44 — 83, Taf. XXII). Die jungen Oocyteu, welche aus der zweiten Teilung der Oogo- nien hervorgegangeu sind, haben einen 8 u großen, bläschenförmigen Kern. Er ist von zahlreichen, mehr oder minder dicken Chromatin- strängen durchzogen, in deren Knotenpunkten sich Chromatiukörner tindeu. Der in Einzahl vorhandene Nucleolus, der eine große Vacuole enthält, bildet auch im Ruhezustand des Kernes einen gewissen Ceutralpunkt für die den Kernraum durchziehenden Chromatinbalken (Fig. 44, Taf. XXII). Der Kern ist nur wenig größer geworden als der Oogouienkern. Jedoch finden sich auch kleine individuelle Schwan- kungen in der Größe sowohl des Kernes als des Protoplasmas. Letzteres ist etwas reichlicher vorhanden als in den Oogonien; sein Wachstum beruht jedenfalls hauptsächlich auf Flüssigkeitsaufnahme, da die Plasmawaben größer geworden sind. In der Umbildung des Oocytenkernes können wir vier Phasen unterscheiden. 1. Phase: Ausbildung von acht Chromosomenringen (Figg. 44—53, Taf. XXII). Das Ruhestadium des Oocytenkernes nach der letzten Oogonien teilung ist nur von kurzer Dauer. Zunächst treten in der Nähe des Nucleolus oder ihm anliegend Chromatinbrocken auf (Fig. 45, Taf. XXII), die seiner Oberfläche stellenweise ein zackiges Aussehen verleihen. Der Nucleolus scheint also in irgend einer Weise das Chromatin- wachstum zu beeinflussen. Die Bildung von Chromatinkugeln und -brocken dehnt sich bald über das ganze Kernnetz aus, so daß dessen Maschen von annähernd gleich großen Kugeln erfüllt werden. Auf diesem Stadium ist bei manchen Oocyten, so z. B. bei den in den Figg. 46 und 47, Taf. XXII, abgebildeten, eine gewisse Polarität in der Anordnung des Chromatins zu erkennen, indem eine Region des chromatischen Netzwerks größere und dickere Stränge aufweist als die andre. Diese Anordnung dürfte damit Zusammenhängen, daß die erstere Region der sogenannten Gegenpolseite entspricht, von der aus sich das Chromatin in dem Kernnetz ausbreitet. Dieser Vor- gang ist auch jetzt noch nicht ganz vollendet, worauf auch die etwas exzentrische Lage des Nucleolus hindeutet. Andrerseits könnte man diese einseitig im Kern liegenden, ver- dickten Fasern auch auffassen als die Anfänge der sich auf diesem 306 Max Jörgensen Stadium bildenden, vom Kucleolus strahlig ausgehenden Chromatin- stränge. Für die erstere Ansicht spricht die Beobachtung, daß man an manchen Oocyten deutlich wahrnehmen kann, wie sich die ein- zelnen Chromatinkugeln aneinanderreihen und so die vom Kucleolus strahlig ausgehenden Stränge und Schnüre bilden, deren perlscbnur- artige Gestalt auch auf ihre Entstehung hinweist (Figg. 47 und 48, Taf. XXII). Diese Stränge erreichen zuerst in der Xähe des Kucleolus ihre Ausbildung, wie sich ja auch dort ihre Anlagen zuerst fanden. Von den Strängen strahlen dann dünne Balken fächerförmig aus und bilden so das Kernnetz. Indem sich nun die an den Knoten- punkten dieser dünnen Stränge befindlichen Chromatinkugeln auf den direkt vom Kucleolus ausgehenden dicken Fasern anhäufen (Figg. 47 und 48, Taf. XXII), entstehen schleifenartige Gebilde, die in ihrer vollkommenen Ausbildung in Achtzahl strahlig vom Kucleolus ausgeheu (Fig. 49, Taf. XXII). Diese strahlige Chromatinanordnung ist äußerst charakteristisch und auffallend, da der Kern, abgesehen von äußerst dünnen und nur mit Mühe wahrnehmbaren achromatischen Fäden, nur diese acht chromosomartigen Chromatinstränge aufweist. Alle Chromatinbrocken und -kugeln sind in die Bildung dieser Schleifen aufgegangen. Eine ähnliche Anordnung des Chromatins trafen wir schon vor der Oogonienteilung an (Fig. 18, Taf. XXI), wo auch acht Fäden vom Kucleolus ausstrahlten. Besonders aber sahen wir bei der Rekon- struktion der Oogonientochterkerne, wie einmal die Chromosome paarweise zu acht Schleifen angeordnet waren (Fig. 29, Taf. XXI) und wie daun im weiteren Verlauf der Rekonstruktion der Tochterkerue aus dem dem Kucleolus anliegenden Chromatin (Fig. 33, Taf. XXI) acht bivalente Chromosome hervorwuchsen, so daß wir auuehmen konnten, daß schon hier im Oogonienkern je zwei Chromosome end-to-end konjugierten, ein Verhalten, das wir später noch diskutieren werden. Demgemäß liegt die Vermutung nahe, daß auch im Oocytenkern jede der acht vom Kucleolus ausstrahlenden Chromatinschleifen sich aus den beiden bereits im Oogonienkern konjugierten Chromosomen zu- sammensetzt. Diese Zusammensetzung ist jedoch hier, im Gegensatz zum Oogonienkern, nicht mehr zu erkennen, wie denn auch die früher beobachtete Unterteilung der Chromosome in je zwei Chromomere hier vollständig verwischt ist, indem jedes bivalente Element aus sehr zahlreichen Chromatiukugeln gebildet wird, die eben wegen ihrer großen Anzahl nicht als den früher beobachteten Chromomeren ver- gleichbar aufgefaßt werden können. Die Chromosome treten also Untersuchungen über die Eibilduug bei Nephelis vulgaris usw. 307 bei dieser Vorbereitung einer — wie wir annebmen und später noch erörtern werden — unterdrückten Teilung nicht als morphologisch abgegrenzte Individuen auf. Ob dieses Fehlen der Chromosomenin- dividualität auf den Ausfall der Teilung zurückzuführen ist, wage ich nicht zu entscheiden. Zum Stadium der Fig. 49, Taf. XXII, ist noch zu bemerken, daß das Protoplasma inzwischen ein wenig gewachsen ist, und daß sich in ihm, nahe dem Kern, chromatinähnlich sich färbende Stränge und Kugeln finden, die man für aus dem Kern ausgestoßenes Chromatin ansprechen könnte. Bestätigt wird diese Vermutung durch den in Fig. 51, Taf XXII, dargestellten Oocytenkern, dessen Membran von einer der chromosomenartigen Schleifen direkt durchbohrt zu werden scheint. Das außerhalb des Kernes befindliche Chromosomenende ist in eine Spitze ausgezogen. Da die Konservierung mit Sublimat- Eisessig (20%) sehr gute Eesultate gibt, und die Färbung äußerst klar ist, so dürfte kein Kunstprodukt vorliegen, zumal sich auf diesem Stadium im Protoplasma wiederholt gefärbte Ballen und Brocken fanden. Die acht vom Xucleolus ausstrahlenden Chromatinstränge sind nur mit einem Ende am Xucleolus befestigt (Fig. 49, Taf XXII), mit dem andern ragen sie frei in den Kernraum hinaus, soweit sie nicht mit den Xachbarsträngen verbunden sind. Allmählich verdicken sie sich und lösen sich schließlich vom Xucleolus ab, der hierauf ver- schwindet (Figg. 50 u. 51, Taf XXII). Xach einem Präparate schien es so, als ob er aus dem Kern austräte, doch möchte ich dies Bild nicht für sicher beweisend anseheu, da die Kernmembran etwas un- deutlich war. Xach der Ablösung der Chromatinstränge findet mau ihre beiden Enden verbunden, d. h. die einzelnen Stränge zu ringartigen Figuren geschlossen. Diese Ringe sind zuerst noch ziemlich dünn und lassen ihre Zusammensetzung aus zahlreichen Chromatinkugeln erkennen Fig. 52, Taf XXII). Xach völliger Ausbildung erscheinen sie als dicke Ringe mit wenigen kugelförmigen Anschwellungen, die ihre Ent- stehung aus einem Strang noch darin offenbaren, daß sie nicht voll- kommen geschlossene Figuren darstellen, sondern an einer Stelle unterbrochen sind, oder dort wenigstens nur eine dünne Verbindungs- faser aufweisen (Fig. 53, Taf. XXII). Auch in vollkommen ausgebil- detem Zustand sind sie untereinander und mit der Kernmembran durch feine achromatische Fasern verbunden. Diese in Achtzahl auftretenden Ringe sind entsprechend ihrer Herkunft aus den in 308 Max Jörgensen Fig. 49, Taf. XXII, abgebildeten Schleifen ans je zwei Chromosomen zusammengesetzt. Diese Zusammensetzung ist aber weder an den Schleifen noch au ihren Abkömmlingen, den Eingen, wahrzuuehmen. Bis zu diesem Stadium hat sich das Protoplasma der jungen Ooeyte nur wenig vermehrt, erst während der Eückbildung der Chro- matinringe, besonders aber während der Phase der Chromatinzer- stäubung, beginnt es energisch zu wachsen. 2. Phase: Eück- und Umbildung der acht Chromosomenringe (Figg. 54-61, Taf. XXn,'. Die Rückbildung der acht Chromatinringe wird dadurch einge- leitet, daß sie sieh in die Länge strecken, wobei ihre Zusammensetzung aus einzelnen Chromatinkugeln deutlicher wird. So zeigt Fig. 53, Taf. XXII. schon einen etwas gedehnten Ring; woraus auch hervorgeht, daß sich kleine zeitliche Differenzen in der Umbildung der Chromo- some finden 1). Die in die Länge gezogenen Ringe bekommen nun mannigfaltige Einknickungen: manche lösen sich wieder zu Strängen auf, andre bilden muldenförmige Figuren, deren parallele Schenkel umeinander gedreht sein können Figg. 54 und 55, Taf. XXIIl. Auf diese Weise kommen die für die erste Periode der Umbildung charak- teristischen Achterfiguren zustande. Während dieser ganzen Periode bleibt aber die Strangform des Chromatins erhalten. Man bemerkt zwar hier und da an den Insertionsstellen der achromatischen Fasern kleine Auszackungen der Chromatinstränge, eine Verteilung des Chro- matins auf das achromatische Xetzwerk findet jedoch nicht statt. Die vielfach verschlungenen Chromatinbänder der Achterfiguren lösen sich allmählich wieder zu offenen Strängen auf, und diese verbinden sich dann mit ihren Enden untereinander (Figg. 56 — 59, Taf. XXII). Man kann verfolgen, wie ganz allmählich erst eine und dann immer mehr Figuren aufgelöst werden und sich zu einem anscheinend zu- sammenhängenden Band vereinigen. Bemerkenswert ist ferner, daß sogleich mit Beginn der Rückbildung der Ringe der Xucleolus wieder sichtbar wird und mit den Chromatinsträngen in Verbindung tritt. Die verschiedenen Schlingen des Chromatinbandes sind untereinander und mit der Kemmembran sowie dem Xucleolus durch zahlreiche achro- matische Fasern verbunden, also im Kerninnern gleichsam aufgehängt. Auch dieses Stadium zeigt im Protoplasma chromatinähnliche Massen. So scheint in Fig. 56, Taf. XXII, die Kernmembran an ihrer unteren >) Dieser Eing zeigt auch einigermaßen deutlich seine Zusammensetzung aus den beiden konjugierten Chromosomen. Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 309 Seite unterbrochen, indem ihr von außen eine, wie das Chromatiu schwarz gefärbte, aus körnigen Anhäufungen bestehende Masse an- liegt. Möglicherweise haben wir es hier mit vom Kern ausgestoßenem Chromatin (Chromidien) zu tun, wenn sich auch in diesem Fall keine direkte Verbindung der im Kern vorhandenen Chromatinstränge mit der außerhalb gelegenen fraglichen Chromatinmasse feststellen ließ. Die junge Eizelle ist seit dem Stadium vor Ausbildung der Ringe etwa um das doppelte gewachsen. Es finden sich bei Sublimat-Eis- essigfixation in dem fein strukturierten Protoplasma einige gröber wabige Partien (Fig. 56, Taf. XXII), so daß man den Eindruck hat, als ob es sich hier um ein Kunstprodukt handelt, besonders da die mit HERRMAXxscher Flüssigkeit fixierten Oocyten ein gleichmäßiges Wabenwerk zeigen. Das aus den Ringen gebildete Chromatinband streckt sich auf späteren Stadien mehr und mehr in die Länge (Figg. 60 und 61, Taf. XXII). In vielen dichten Windungen füllt es nun das Kerninnere aus. Es ist natürlich sehr schwer festzustellen, ob sich alle Achter- figuren zu einem gemeinsamen und in sich geschlossenen Cbromatin- band vereinigten, da man bei dem dichten Gewirr die Enden des Fadens leicht übersehen oder Schnittstellen des Fadens für Endstellen halten kann. ’ Die Figg. 60 und 61, Taf. XXII, machen es mir wahr- scheinlich, daß wir es nur mit einem Faden zu tun haben, dessen dichtes Gewirr den vorhandenen vacuoligen Xucleolus meist verdeckt. Außerdem scheint es mir, daß während dieser Umbildungsstadien eine weitere Zunahme des Chromatins stattfindet. Xach Vereinigung der Achterfiguren zu einem Strang ist dessen Dicke gleichmäßig so stark wie die der Chromatinkugeln der Achterfiguren, eine Erschei- nung, die ich mir nur durch eine Zunahme des Chromatins erklären kann. Auf dieses Stadium des vielfach verschlungenen, gleichmäßig dicken Chromatinbandes folgt nun aber eine weitgehende Chromatin- verminderung. 3. Phase: Die C hr omatinzerstäubung (Figg. 62 — 71, Taf. XXII). Das Stadium der Fig. 62, Taf. XXII, bezeichnet den Beginn dieser Periode. Das Chromatinband verliert wieder seine gleichmäßige Dicke, und seine aufgeknäuelten Teile ballen sich zu regellosen Chro- matinmassen zusammen (Fig. 63, Taf. XXII). Der Xucleolus ist schon auf dem Stadium der Figg. 60 — 61, Taf. XXII, beträchtlich in seiner Größe zurückgegangen; man sieht, wie er sich mit den neu ent- 310 Max Jörgenseu standenen Chromatinbrocken vereinigt und mit diesen nach und nach verschwindet. Im Verlauf dieses Degenerationsprozesses innerhalb des Kernes verliert das bandförmige Chromatin seine intensive Färb- barkeit (Figg. 63, 64, Taf. XXII), und nur die Chromatinballeu tingieren sich noch tief schwarz. Die Kernmembran ist oft leicht wellig ge- bogen, wie denn der Kern auf diesem Stadium sehr leicht schrumpft; beides Anzeichen dafür, daß der Turgor des Kernes sich vermindert hat. Diese Stadien des Chromatinzerfalls zeichnen sich durch eine verwirrende Mannigfaltigkeit aus ^Figg. 64—68, Taf. XXII). In äußerst bizarren und wechselvollen Bildern zerstäubt das ganze Chromatin im Kernraum. Letzterer färbt sich bedeutend stärker als vorher; be- sonders ist die Kernperipherie meist stark abgesetzt gegen das von den Chromatin faden eingenommene Kerncentrum (Fig. 64 und fol- gende, Taf. XXII). Die in die Länge gezogenen Chromatinfäden werden immer dünner und dünner und sind regellos im Kernraum zerstreut; teilweise der Kerumembran, teilweise dem Xucleolus angeheftet, bilden sie die sonderbarsten Schlingen, und Auf knäuelungen , die in unregelmäßiger Verteilung färbbare Chromatinbrocken aufweisen. Den Fäden dicht angelagert oder inmitten ihrer Knäuel finden sich entweder ein großer oder mehrere kleine schwach gefärbte Nucleoleu. Die Figg. 64 — 68, Taf XXII, geben eine kleine Auswahl der eigentüm- lichen Bilder, deren Mannigfaltigkeit es unmöglich macht, ein Stadium aus dem vorhergehenden direkt abzuleiten, und deren wechselvolle Formen gleichzeitig die ganze Regellosigkeit dieser Chromatinzer- stäubung vor Augen führen. Allmählich tritt eine Konzentration des immer schwächer färb- baren Chromatinfadens ein (Figg. 69 und 70, Taf XXII). Er zieht seine der Kernmembran angehefteten, vielfach verschlungenen Aus- läufer ein und bildet in der Mitte des Kernraumes einen dichten Knäuel, in dem nur noch wenige stark färbbare Brocken ;Figg. 66, 69, 70, Taf XXII, bf liegen, die letzten Reste des degenerierten Chro- matins. Auch jetzt färbt sich der periphere Kernraum dunkler als der centrale Teil. Vielleicht weist diese dunkle Färbung auf das Schicksal des degenerierten Chromatins hin, indem dieses in die peripheren Teile des Kernes zerstäubt wird und so deren dunkle Färbung bedingt. Den Höhepunkt der Chromatinzerstäubung stellt das Stadium der Fig. 71, Taf XXII, dar. Xeben dem stark tingierten Xucleolus, der bisher noch dem Zerfall entgangen ist, liegt der dicht verschlungene, schwach färbbare Chromatinfaden. Wichtig erscheint mir die Tat- Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 311 Sache, daß selbst auf diesem Stadium der Faden noch eine große Anzahl schwach färbbarer Körnchen enthält, die ich für die letzten Reste des degenerierten Chromatins halte. Aus ihrem späteren Schicksal schließe ich, daß sie das propagatorische Chromatin (Idio- chromatin Lubosch 02) darstellen, das so in Form dieser Körnchen während der Zerstäubung erhalten bleibt. Denn durch allmähliches Wachstum dieser Körnchen, wobei sich auch ihre Färbbarkeit steigert, trnd durch ihr Zitsammenfließen werden später die Chromatinmassen für die Aquatorialplatte der ersten Richtungsspindel gebildet. Gleichzeitig mit der geschilderten Chromatinverminderung voll- zieht sich das Hauptwachstum des Oocytenprotoplasmas. Gleich zu Beginn der Degeneration setzt es energisch ein, und während der maximalen Zerstäubung des Chromatins erreicht die junge Oocyte eine Größe von 50—70//. Der Kern liegt meist central im Ei, doch finden sich auch Ei- zellen mit exzentrischem Kern. So gibt Fig. 66« (bei Ocular 12 gez. ] ein schönes Stadium dieser Art wieder, das der Platzersparnis wegen allerdings ziemlich klein ausgesucht wurde. Es finden sich nämlich während der verschiedenen Entwicklungsphasen individuelle Ver- schiedenheiten in der Größe der einzelnen Eier, je nach Lage und Ernährung. Der Kern ist auf diesem Stadium von einer dichten und ziemlich stark färbbaren Dottermasse umgeben, die den central ge- legenen Kern allseitig umschließt, bei einem peripher gelegenen Kern natürlich nur einseitig vorhanden ist. Bei mit Herrmannscher Flüssig- keit fixierten Präparaten hebt sich diese Dottermasse um den Kern scharf von dem übrigen lichteren Dotter ab. Diese dunkle Dotter- zone möchte ich in Zusammenhang mit der Zerstäubung des Chro- matins bringen, da ich sie auf andern Stadien nicht beobachtet habe. Bei dem ferneren Wachstum des Eies verliert sich jedoch diese Zone wieder mehr und mehr, so daß das ausgewachsene Ei eine gleich- mäßige Dotterkörnelung aufweist (Fig. 93, Taf. XXIII). 4. Phase: Rekonstruktion des Chromatins (Figg. 72— 83, Taf. XXII’. Im Stadium der ausgebildeten Chromatinzerstäubung (Fig. 71, Taf XXII) sind, wie hervorgehoben, dem schwach gefärbten, aufge- knäuelten Chromatinfaden eine große Anzahl schwach färbbarer Körnchen eingelagert. Diese Körnchen wachsen allmählich und werden dabei stärker färbbar (Figg. 72 — 73, Taf XXIP. Einige verspätete Ausläufer gehen von diesem Faden knäuel noch in den Kernraum hinaus (Figg. 73 und 74, Taf XXII). Während dieser Rekonstruktion 312 Max Jörgensen des Chromatins beginnt endlich auch der Kern bedeutend zu wachsen, so daß von Fig. 75, Taf. XXII, ab die Zeichnungen mit Ocular 12 aus- gefiihrt werden konnten. Neben dem Fadenknäuel mit seinen Chro- matinkügelchen liegen noch ein oder zwei große Nucleolen, während zahlreiche kleinere, schwächer färbbare durch Fäden mit der sich immer mehr konzentrierenden Chromatinmasse in Verbindung stehen (Figg. 75 — 77, Taf. XXII). Diese nimmt bald eine ringförmige Gestalt an (Figg. 76 — 78, Taf. XXII). Indem dann die einzelnen kleinen Kügel- chen immer mehr heranwaehsen und miteinander zu größeren ver- schmelzen, entsteht ein Chromatingürtel, der aus zahlreichen Kugeln zusammengesetzt ist. Gleichzeitig mit dem Chromatin wachsen auch die in und an dem Chromatingürtel liegenden Nucleolen heran. Schließlich verschmelzen alle Chromatinkugeln miteinander (Fig. 80, Taf XXII) und bilden so einen soliden Chromatinballen, der im Innern eine Lichtung zeigt, die von zahlreichen Chromatinbrücken durch- kreuzt wird (Fig. 81, Taf XXII). Auf diesem Stadium haben sich die Nucleolen peripher um die centrale Chromatinmasse gelagert. Sie stehen mit dieser und untereinander noch durch stark färbbare Fäden in Zusammenhang (Figg. 81 und 82, Taf. XXII). Schließlich kommt es zu einer Ablösung der Nucleolen. Fig. 83, Taf XXII, zeigt an dem völlig zu einem Klumpen verdichteten Chro- matin (er), dessen Oberfläche entsprechend seiner Zusammensetzung kugelig vorgebuchtet ist, nur noch zwei Nucleolen; die übrigen haben sich vom Chromatinklumpen abgelöst und sind peripher gewandert. Dort treten sie durch die Kerumembran hindurch in das Protoplasma, wo sie in der Nähe des Kernes sich finden. Nach ihrer Färbbarkeit kann man während dieser Rekonstruktion des Chromatins drei Arten von Nucleolen unterscheiden. Reine Chromatin-, reine Plastin- und gemischte oder Amphinucleoli. Demnach lassen sich in der Entwicklung der Nucleolen im Oocjtenkern drei Perioden unterscheiden. 1) . Während des Aufbaues der chromatischen Riugfiguren und während der Vereinigung der aus ihnen hervorgegangenen Chroma- tinstränge zu einem Bande findet sich nur ein großer, mit einer Vacuole versehener Nucleolus vor, ganz wie im Oogonienkern. Das Ei wäre also während dieser Stadien zu vergleichen mit dem von Häcker (92 und 99) aufgestellten »Echinodermentypus«, der sich bei den Keimbläschen der kleinen, dotterarmen Eier findet. 2) . Während der Zerstäubungsperiode des Chromatins findet dann meist ein Zerfall dieses Nucleolus statt, und zahlreiche kleine Untersuchungen Uber die Eibildung bei Nepbelis vulgaris usw. 313 Nucleolen treten vorübergehend auf(Figg. 66—68, Taf. XXII). Während dieser Periode kann aber der große alte Xucleolus noch vorhanden sein; bisweilen findet er sich sogar noch in der Wachstumsphase des Chromatins, von dem wachsenden Chromatin abrückend (Fig. 78, Taf. XXII). 3). In dieser Wachstumsperiode findet nun auch ein ganz enormes Wachstum der zahlreich auftretenden Nucleolen statt, woraus man auf ein inniges Verhältnis zwischen Chromatinwachstum und zu- nehmender Xucleolenzahl schließen kann. Der Oocytenkern gehört also auf diesem Stadium dem von Häcker (95, 99) aufgestellten »Vertebratentypus« an. Die bei der Zunahme des Chromatins geschilderte Massenzunahme der Nucleolen und die während der Eeifung eintretende Auflösung der Nucleolen im Eiplasma machen es wahrscheinlich, daß während des Chromatinwachstums Stoffe gebildet werden, die als unbrauch- bare Stoffwechselprodukte in den Nucleolen abgelagert werden. Die Nucleolen gelangen dann nach Schwund der Keimbläschenmembran, teils aber auch schon vorher, indem sie die Kernmembran durch- brechen, in das Eiplasma, um dort resorbiert zu werden. Einen gleichen Parallelismus in der Entwicklung des Chromatins und der Nucleolen, eine gleichzeitige Massenzunahme und namentlich eine gleichzeitige Massenreduktion im ausgewachsenen Ei fand schon RCckert (92). Während der Stadien des Chromatinwachstums weist das Kern- innere noch zwei eigenartige Strukturen auf. Bei Fixation mit HERRMANNScher Flüssigkeit erscheint der Kernsaft vollkommen gleich- mäßig geronnen. Es finden sich in ihm äußerst zahlreiche, regel- mäßig verteilte, feinste, dunkelgefärbte Körnchen (Fig. 78, Taf. XXII), die anfänglich vereinzelt auftreten (Figg. 76 u. 77, Taf. XXII), auf späteren Stadien aber den Kern dicht erfüllen, so daß er feingekörnt erscheint (Fig. 83, Taf. XXII). Diese Körnchen sind durch äußerst zarte Fädchen verbunden. Es findet sich also im Kern ein Waben- oder Netzwerk, dessen Knotenpunkten die dunklen Körnchen ein- gelagert sind. Da ich bei einigen Präparaten dies Netzwerk in Verbindung mit den letzten Chromatinfäden fand, die bei der Verdich- tung des Chromatins noch frei in den peripheren Kernraum hinaus- ragten, so möchte ich es für das achromatische Fadennetz halten, das bei der durchgeführten Chromatinkonzentration zurückgeblieben und frei geworden ist. Die diesem Netzwerk eingelagerten, mit Chromatinfarben sich färbenden Körnchen möchte ich dagegen für Archiv f. Zellforschung. II. 21 314 Max Jürgensen die herangewacliseneu Abkömmlinge des während der Zerstäubimgs- periode verschwundenen Trophochromatins (Lubosch [02^) halten, das ich wegen der sich dunkler färbenden peripheren Kernzone in Form feinster Körnchen dort suspendiert annahm. Diese feinsten und des- halb als solche unsichtbaren Körnchen sind nun gleichzeitig mit dem Wachstum des propagatorischen Chromatins, das wir ja verfolgt haben, ebenfalls gewachsen und treten jetzt, erst sporadisch, dann aber in großer Anzahl, deutlich hervor, so daß sie das ganze Kerninnere durchsetzen. Kach dieser Annahme wäre also im Kern der kurz vor der Aquatorialplatte gelegenen Stadien eine morphologische Trennung eingetreten zwischen dem propagatorischen (Idio-) Chromatin, das sich als ein kompakter Chromatinballen findet, und dem Tropho- chromatin, jenen in Unzahl vorhandenen, den Kernraum gleichmäßig durchsetzenden Chromatinkörnchen. Das diese Körnchen verbindende Netzwerk zeigen Herrmanx- und Sublimat -Eisessigpräparate in gleicher Weise. Neben diesem Netzwerk tritt aber bei Sublimat-Eisessigfixation noch eine schaumige Struktur im Keruinnern auf ,Figg.79— 83, Taf XXII), die ich dem geronnenen Kernsafte zuschreibeu möchte. Bei Herr- MAXX-Fixation ist dieser dagegen vollkommen homogen geronnen. Um den Chromatinballen findet sich, sowohl wenn er noch ring- förmig ist (Fig 78, Taf. XXII), als auch in seinem konzentriertesten Zustand (Figg. 82 u. 83, Taf XXII er.) eine helle Zone. Diese er- streckt sich in Fig. 83, Taf XXII, von der Chromatinmasse (er) bis zu dem links von ihr gelegenen, großen Nucleolus, so daß beide durch einen hellen Hof verbunden sind. Diese Zone bezeichnet wohl die Bahn, auf der der Nueleolus vom Chromatin peripherwärts gewandert ist. Allgemeine Betrachtung der Chromatinverhältnisse in den Oogonien und Oocyten. Zunächst habe ich die für die kleinsten Anlagezellen der späteren Eier im Anfangsteil des Eistranges von mir gebrauchte Bezeichnung »Oogonien« zu rechtfertigen. Waldeter (03) unterscheidet zwischen Ureiern und Oogonien: »Ureier sind die Geschlechtszellen, die zuerst sicher als weibliche Geschlechtszellen zu bestimmen sind.« — Aus den Ureiern entwickeln sich durch Teilungen weitere Generationen von Eizellen, die Oogonien. — »Man kann nun dem Gesagten zu- folge das ,Urei‘ auch definieren als erste Oogonie«. Nach Waldeyer fehlen in den bisher bekannten Fällen den Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 315 Ureiern die Kucleolen und die Zellgrenzen. Es findet sich also ein syncytiales Keimlager. Da bei Xeplielis die Ontogenese des Eistranges noch ungelöst ist, so können wir nicht mit Sicherheit feststellen, ob die Eizellen im Aufangsteil des Eistranges als »Ureier« oder als »Oogonien« zu bezeichnen sind. Nach den morphologischen Befunden zu urteilen — sie besitzen ja einen Nucleolus und sind deutlich abgegrenzte Zellen — wären sie als »Oogonien« zu betrachten. Im Eistrang finden zwei Oogonienteilungen statt. Von größter Wichtigkeit für das Reduktionsproblem ist die schon erwähnte Tat- sache, daß die end-to-end-Koujugation je zweier Chromosome in die Anaphasen der letzten Oogonienteilungen fällt, daß also die Pseudo- reduktion aus dem Oocyten- in den Oogonienkern zurückverlegt ist; ein Verhalten, das nach Häcker (07) als »oogouiale Syndesis« zu bezeichnen wäre. Dieser Reduktionsmodus ist zuerst von Mont- GOMERY (00) bei den Spermatogonien von Peripatus ausführlich be- schrieben worden. Mit Montgomery können wir in den Anaphasen der aus der letzten Oogonienteilung hervorgegangenen Oogonien zwei Abschnitte unterscheiden: einmal die »Early Anaphases« und dann das »Synapsisstadium« , wobei wir in der Auffassung der Synapsis Montgomery (00) folgen: »The term „synapsis” is used here as it was first employed by Moore (95), and later used by myself (98), to denote that portion of the spermatogonic anaphase in which the reduction of number of the chromosomes is effected. There is no Sharp line of demarcation between this stage and what has been termed by me the „early anaphase”; for the sake of convenience in description, the synapsis stage may be said to begin when the nuclear membrane has appeared, and when in the central pole of the nucleus, thus bounded, a large amount of nuclear sap is present.« Der erste Abschnitt der Anaphasen (»early anaphase«) umfaßt die Stadien der Figg. 28 — 31, Taf. XXI, der zweite Abschnitt (die Synapsis) die Figg. 32 — 34; doch ist zu bemerken, daß es, genau wie bei Peripatus^ schon im ersten Abschnitt der Anaphasen zu einer paarweisen Vereinigung der Chromosome kommt. (Vgl. Figg. 49—52, Taf. 19, bei Montgomery mit Figg. 28—29, Taf. XXI, bei Nephelis.) Die hierdurch bedingte Pseudoreduktion tritt aber deutlich und zahlenmäßig belegbar erst im zweiten Abschnitt der Anaphase (Synapsis) hervor. Beim Auseinanderrücken der Tochterplatten kommt es zu einer Verschmelzung der Chromosome. Bei der Kleinheit des Objektes 21* 316 Max Jörgensen konnte zahlenmäßig nicht sicher festgestellt werden, ob bereits auf dem Stadium der Fig. 28, Taf. XXI, je zwei der in der Äquatorialplatte vorhandenen 16 Chromosome sich zu einer gemeinsamen Chromatin- kugel vereinigen; wahrscheinlich ist es mir aber. Diese Chromatin- kugeln lösen sich in Chromatinschleifen auf (Fig. 29), die eine Zu- sammensetzung aus meist vier Chromomeren aufweisen. Es konnten mit einiger Sicherheit etwa acht Schleifen gezählt werden, so daß also jede der in reduzierter Anzahl vorhandenen Schleifen aus je zwei (endverklebten) Chromosomen zusammengesetzt wäre (bei einer Xor- malität von 16). Jedes Chromosom weist seinerseits die schon früher erwähnte Untergliederung in je zwei Chromomere auf. Es ist also schon hier in den »early stages« die Konjugation der Chromosome und die dadurch bedingte Pseudoreduktion eingetreten. Da aber dieser Keduktionsmodus zahlenmäßig sicher erst im zweiten Abschnitt der Anaphase festzustellen ist, so sei hier nur kurz auf die frühe paarweise Vereinigung der Chromosome hingewiesen. Die Chromosome ballen sich hierauf zusammen (Figg. 30 u. 31) und bilden eine kompakte Chromatinkngel, in der exzentrisch der von den Chromosomen gebildete Xucleolus steckt. Aus diesem Ballen wachsen nun paarweise vereinigt die Chromosome hervor, und zwar können wir hier mit Sicherheit acht Paar zählen. Jedes Paar be- steht aus je zwei unter einem spitzen "Winkel vereinigter univalenter Chromosomen, deren jedes sich aus zwei Chromomeren zusammen- setzt. Der Winkel ist mit seiner Spitze immer nach dem Xucleolus gerichtet (Figg. 32 u. 34). Nur selten bilden die beiden konjugierteu Chromosome eine vom Xucleolus ausgehende Gerade (Fig. 33). Da dieser Konjugationsmodus und die durch ihn bedingte Zahlenreduk- tion bis in die Einzelheiten der Vereinigung und Anordnung der konjugierenden Chromosome mit den Befunden Moxtgomerys (00) bei Perqmtus ühereinstimmt, so sei hier die Schilderung Montgomekys eingeschaltet. »But it is at the central ends of the chromosomes that the movemeuts of significance for an understanding of the pheno- mena of the reduction of the number of the chromosomes are taking place. The central ends of every two of the univalent 28 chromo- somes hecome approximated, so that the two chromosomes of such a pair together form a tigure V or U, the bend or angle of the U or V marking the central ends of the chromosomes (figs. 60, 61, 63, pl. 19; figs. 65—83, pl. 20); these central ends are directed towards the central pole of the cell, which we have defined as the pole, where the pole of the achromatie spindle had previously been situa- Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 317 ted: while the distal ends of tbe cLromosonies, or correspondingly the opening of the U or V, are directed towards the distal pole of the cell, which has been defined as that region where the Zwischen- körper plate had been formed. The distal ends of the chromosomes are placed dose to the distal surface ot the nuclear membrane ; hut their central ends are usually removed by a clear space of nuclear sap from the central pole of this membrane: from this arrangement it follows that the chromosomes seem to he placed nearer one sur- face of the nucleus, and that the distal« . . . -»Accordingly, in Peri- patus the mode of reduction of the number of the chromosomes is as follows; every two univalent chromosomes of the last spermato- gonic mitosis become united into pairs by the approximation of their central ends, ... »In ganz gleicher Weise findet im Stadium der Figg. 32 — 34, Taf. XXI, die paarweise Vereinigung je zweier (väter- licher und mütterlicher) Chromosome statt, so daß wir die pseudo- reduzierte Anzahl von acht bivalenten Chromosomen erhalten, die während der ganzen weiteren Entwicklung des Oocytenkernes vor- handen ist, genau wie in den Spermatogonien bei Peripatus. Wie wir später sehen werden, werden die beiden konjugierten Chromo- some erst bei der ersten, als Reductionsteilung aufzufassenden Reife- teilung getrennt. Auch hierin gleicht die erste Richtungsteilung bei Nephelis der ersten Reifeteilung von Peripatus. Wie erwähnt, erscheint jedes univalente Chromosom des Oo- gonienkernes aus je zwei Chromomeren zusammengesetzt. Eine der- artige paarweise Vereinigung zweier Chromomere zu einem Chromo- som fand auch Goldschmidt (02) beim Samenkern von Polystomum während der Befruchtung, indem »acht Chromatinkörnchen je paar- weise durch Plastiuzüge miteinander verbunden« sind. (Fig. 16, Taf 22, bei Goldschmidt). Da diese Chromatiukörnchen zu Kary- omeriten auswach seu (Figg. 19 u. 26, Taf 23 bei Goldschmidt), so »würden dann also zwei Karyomeriten zusammen ein Chromosom bilden, eine Zusammengehörigkeit, die auch in ihrer ursprünglichen Verbindung durch einen Plastinzug ausgesprochen erscheint«. Auch in den Anaphasen der Furchungskerne konnte Goldschmidt paarig angeordnete Karyomeriten nachweisen; »Sehr auffallend ist, daß auf diesen Stadien die kleinen Karyomeriten immer zu Paaren angeordnet sind. Dies erinnert . . . lebhaft an die oben beschriebenen Verhältnisse des Samenkerns und legt auch hier den Gedanken nahe, daß je ein Paar der kleinen Karyomeriten einem Chromosom entsprechen könne.« Die Rekonstruktion der Tochterkerne führt schließlich zu dem 318 Max Jürgensen zwischen der letzten Oogonienteilung und den Vorgängen im Oocyten- kern liegenden, deutlich ausgeprägten Euhestadium (Figg. 38 u. 39, Taf. XXI, und Fig. 44, Taf. XXII). Dieses Stadium des lockereren, dünnfädigen Kerngerüstes ist identisch mit dem Leptotänstadium (Wini- WATER 00). Durch allmähliches Wachstum des Chromatins kommt es zur Ausbildung von acht vom Xucleolus strahlig ausgehenden Chromatinschleifen (Fig. 49, Taf. XXII), ein Stadium, das man auch als »zweites Synapsisstadium« bezeichnet hat. Jede der in redu- zierter Anzahl auftretenden acht Schleifen besteht (bei einer Xormalzahl von 16) aus zwei Chromosomen, und zwar können wir mit einiger Sicherheit annehmen, daß die beiden schon im Oogonienkern end-to- end konjugierten Chromosome auch hier im jungen Oocytenkern zu einem einheitlich scheinenden bivalenten Chromosom verschmolzen sind. Diese Zusammensetzung der Schleifen aus je zwei univalenten Chromosomen und die Gliederung letzterer in je zwei Chromomere ist hier jedoch verwischt, ebenso wie sich auch die Zusammensetzung der später auftretenden acht Ringe (Fig. 52, Taf. XXII) aus zwei Chro- mosomen nicht erkennen läßt. Deshalb ist es unmöglich festzustellen, oh die Substanzen der konjugierten Chromosome völlig miteinander vermischt sind, oder ob nur, wie im Oogonienkern, eine Endverklebung eingetreten ist. Erwähnen möchte ich gleich hier, daß wir auch in der I. Reifungsteilung acht bivalente Chromosome antreffen, die sieh aus je zwei end-to-end konjugierten univalenten Chromosomen zu- sammensetzen. Da wir in der Ausbildung der Chromatinschleifen (Figg. 49 — 52, Taf. XXII) und -Ringe — wie wir später ausführen werden — die Vorbereitung zu einer Teilung erblicken, so ist es nach Analogie mit der I. Richtungsteilung wahrscheinlich, daß auch hier, bei dieser unterdrückten Teilung, die beiden homologen Chro- mosome end-to-end konjugiert haben und so die in reduzierter Anzahl auftretenden bivalenten Elemente bilden. Bemerkenswert ist, daß das erste, durch seinen dichten Knäuel ausgezeichnete Synapsisstadium bei unserm Objekt nicht nachzu- weisen ist, und zwar mit gutem Grunde. Denn nach Popoff (08) liegt zwischen dem Leptotänstadium und dem ersten Synapsisstadium (dichter Knäuel) ein großes Anw\achsen des Kernes, das Popoff zahlenmäßig folgendermaßen belegt: Kerngröße 1. der weiblichen Geschlechtszellen von Paludina vivipara. Leptotänstadium (Anfang) 12 Teilstriche Synapsis (dichter Knäuel) 20 „ Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 319 2. der männlichen Geschlechtszellen von Ascaiis mystax. Leptotänstadium 6 — 7 Teilstriche Synapsis (sehr dichter Knäuel) 9—10 „ Nach PoPOFFS Ansicht ist das starke Wachstum des Kernes zwischen beiden Stadien zurückzuführen auf eine starke Flüssigkeits- aufnahme von seiten des Kernes. »Dieser Umstand wird die folgen- den osmotischen Erscheinungen hervorrufen. Die während des funk- tioneilen Wachstums ruhig vor sich gehenden und unmerklich ver- laufenden osmotischen Prozesse zwischen Kern und Protoplasma werden auf einmal einem energischen osmotischen Wechsel Platz machen. Infolgedessen werden nach dem Centrum des Kernes gerichtete starke Dififusionsströmungen i) entstehen, welche au dem Treffpunkt Wirbel- erscheinungen hervorrufen werden. Die bis daher gleichmäßig im Kerne ausgebreiteten Chromatinschleifen werden durch die Diffusions- Strömungen mitgerissen und zu einem Klümpchen zusammengeballt. Die frei im übrigen Kernraum dagegen schwebend bleibenden Enden der Chromatinschleifen werden einen parallelen Verlauf einschlagen, da sie nach einem Centrum hinstreben. Der Kern wird so, infolge des schnellen Verlaufes der Teilungswachstumsprozesse, in das so viel erörterte Synapsisstadium eintreten.« Auf Grund dieser Betrachtung wird es uns verständlich, warum das I. Synapsisstadium bei Nephelis ausfällt; weil der Kern nicht die von Popoff konstatierten Größenschwau- kungen durchmacht, sondern, wie Figg. 44 — 49, Taf. XXII, zeigt, seine ursprüngliche Größe vollkommen beibehält. Das Chromatinwachstum in dieser Periode führt also bei unserm Objekt nicht zu großen osmotischen Schwankungen und zu einer damit verbundenen Kern- vergrößerung, und deshalb fällt die dadurch hervorgerufene Zu- sammenballung des Chromatins zu einem Synapsisstadium und die Konzentrierung der Chromatinschleifen zu einem Buketstadium (siehe Popoffs Ausführungen Seite 364—365) aus. Auch das II. Sy- napsisstadium (Fig. 49, Taf. XXIIj zeigt dementsprechend nur eine Konzentrierung der Chromatinschleifen gegen den Nucleolus, keine Zusammenballung des Chromatins, wie es bei Kernen mit bedeutender Größenzunahme festgestellt ist. In Hinsicht auf diese einfache Ent- stehungsweise der Chromosome der unterdrückten Oocytenteilung schließen sieh die Bilder bei Nephelis sehr eng an die Befunde von Duesberg (08) bei der Spermatogenese der Katte an, insofern als auch Duesberg in den Spermatocyten diese primitive Entstehungs- weise der Chromosome ohne Synapsisstadium beschreibt (Figg. 4 — 14 bei Duesberg). p,20 Jörgensen Schließlich kommt es zur Bildung vou acht ringförmigeu »chro- matischen Segmenten« (Fig. 52 und 53, Taf. XXII), die sich, ent- sprechend ihrer Herkunft aus den vom Xucleolus strahlig ausgehen- den Schleifen, ebenfalls aus je zwei endverklebten Chromosomen zusammensetzen. Einen Längsspalt konnte ich an diesen Bingen nicht nachweisen; doch ist es mir wahrscheinlich, daß er vorhanden ist und nur wegen der Kleinheit des Objektes nicht beobachtet werden konnte. Wir haben hier in den Stadien der Figg. 49 und 52 — 53 die Periode in der Oocytenkernentwicklung vor uns, in die nach der Auffassung vou Sutton, Mc. Clung, Boveri, Schrei- ner u. A. die parallele Konjugation der Chromosome fällt, die sich morphologisch in der Verschmelzung der Chromosome der Länge nach äußert, die dann einen Längsspalt des ursprünglich einheitlichen Chromosoms Vortäuschen kann. Im Gegensatz hierzu steht die Ansicht der unten zitierten Autoren sowie die Anschauung, die Woltereck (1898) und unabhängig von ihm R. Hertwig (1908) aus- gesprochen haben, daß wir die Längsspaltung als eine Vorbereitung zu einer Oocytenteilung aufzufasseu haben, die aber normalerweise wieder rückgängig gemacht wird. Ich schließe mich dieser letzteren Anschauung an. Denn einmal konnten wir die eud-to-eud- Konju- gation der Chromosome und die dadurch bedingte Zahlenreduktion bereits in den Anaphasen der Oogonientochterkerne nachweisen, und daun machten wir es wahrscheinlich, daß wir auch in jedem der acht Ringe jene beiden eud-to-eud-konjugierten Chromosome vor uns haben, die wir bereits im Oogonienkern augetrotfen haben, und die uns auch in der ersten Richtungsspindel wieder begegnen werden. Wie erwähnt, halte ich die Anordnung des Chromatins in ringförmige bivalente Elemente, besonders nach dem vorausgegangenen starken Chromatinwachstum bei gleichzeitigem Schwund des Xucleolus, für die Vorbereitung einer — wie wir sogleich sehen werden — unter- drückten Teilung, auch wenn es mir nicht gelang, einen Längsspalt der Chromatinelemente nachzuweiseu. Es ist leicht möglich, daß in- folge des Ausfalles dieser Teilung der Längsspalt in den Chromo- somen bei unserm Objekt gar nicht mehr auftritt, oder daß er bei der Kleinheit des Objektes der Beobachtung entgangen ist. Nach kurzer Dauer werden diese Ringe zurückgebildet (Figg. 54 bis 58, entsprechend den »diplotäueu« Kernen), büßen, indem sie zu einem einheitlichen Bande verschmelzen, ihre individuelle Selbständig- keit ein (Figg. 59—61, entsprechend den »dictyäuen« Kernen) und erfahren schließlich einen weitgehenden Substauzverlust. Die durch I Untersnchungen über die Eibildimg bei Nephelis vulgaris usw. 321 j das Chromatinwachstum, den Schwund des Kucleolus und die Anordnung des Chromatins zu bivalenten Chromosomen vorbe- reitete Teilung des Oocytenkernes wird also wieder rückgängig gemacht. Nur in zwei Fällen sind bisher derartige durchgeführte Teilungen I junger Oocyten beschrieben worden. So kommen nach Meves (1895) I in den jungen Oocyten von Salamandra »wirkliche Teilungsphasen« vor. Diese endigen aber jedesmal mit einer Degeneration der Oocyten. |i Hören wir Meves selbst: »In den jungen Oocyten nimmt das Chro- matin normalerweise, gleich nachdem das Ureistadium verlassen ist, II die Form eines engmaschigen Netzwerkes an, welches sich im I weiteren Verlauf in einen Fadenknäuel um wandelt. Diese Erschei- nung, welche im wesentlichen auch für den Beginn einer Mitose i charakteristisch ist, wird (ebenso wie das merkwürdig frühe Auftreten der Längsspaltung bei Copepoden und Selachiern) mit Wahrschein- lichkeit darauf zurückgeführt [Häcker (1892), Borx (1894)], daß ur- I sprüuglich die erste Teilung der Reifuiigsperiode alsbald auf die j letzte Teilung der Ureier folgte. Die Veränderungen, welche das I Chromatin weiterhin während der Wachstumsperiode erleidet, sind I nach dieser Auffassung im Laufe der Phylogenese sekundär ein- I geschoben worden. Im Anschluß an diesen Gedankengang wird das Auftreten von Phasen von Richtungsteilungen in einem so frühen Stadium der Eientwicklung verständlich, wenn man sie als Rück- schläge auf frühere Stufen der phylogenetischen Entwicklung auffaßt, welche wahrscheinlich unter dem Einfluß abnormer Lebensverhältnisse zur Ausbildung kommen.« Hierhin gehört auch die Beobachtung Selexkas (1881) am un- reifen Ei von Thysanoxoon Diesingii, in dem sich eine völlige Tei- lungsfigur mit Centralkörper, Chromosomen und Spindel ausbilden soll. Die Teilung bleibt jedoch bei der Längsspaltung der chroma- tischen Elemente bestehen; die geteilten Chromosome bilden wieder einen Ruhekern, ohne daß die eingeleitete Richtungskörperbildung vollendet wäre. Diese Beobachtungen wurden zwar von vAX der Stricht (1894) bezweifelt, doch meinte Lubosch (1902), daß die Beobachtung Selexkas »eine zwar seltene, aber dennoch richtige Anomalie ist«. Wir sahen, daß in den ersten beiden Phasen der Oocytenkern- entwicklung (Figg.44 — 61, Taf. XXI) eine starke Vermehrung des Chro- matins stattgefunden hat bei einem gleichzeitig nur geringen Wachs- tum des Oocytenplasmas. Diese Zunahme des Chromatins ließ — 322 Max Jürgensen besonders bei seiner Anordnung in »chromatische Segmente« — eine Teilung erwarten. Diese Teilung fiel aus. Deshalb ist der Kern, dessen Chromatin ja das Teilungswachstum [R. Heetwig (1908)j er- fahren hat, für die ungeteilte Eizelle relativ zu groß. Die Oocyte befindet sich also unmittelbar nach der unterdrückten Teilung in einem »Depressionszustand«, den sie nur durch eine Reduktion ihrer angeschwollenen Kernmasse überwinden kann. Dieser Depressicns- zustand der Eizelle ist ganz den, von Calkixs und R. Heetwig bei Einzelligen gemachten Erfahrungen zu vergleichen. Wenn [R. Heetwg (1908)] »der Kern der Infusorien zur Zeit der Depression vergrößert ist, so geht das Wiedererwachen der Funktion, die Reorganisation der Zelle, mit einer Reduktion der Kernmasse einher; es treten Bilder auf, welche mit den Veränderungen des Hauptkernes gegen Ende der Konjugation große Ähnlichkeit haben, und wie diese darin ihre Erklärung finden, daß behufs Resoriition der Kernsubstanz eine Oberflächenvergrößerung des Kernes angestreht wird. Es entstehen verästelte oder gelappte Kernformen, oder der Kern wird in zwei oder mehr kleinere Stücke zerlegt. Gelingt auf diesem Wege die Reduktion der Kernmasse, so tritt das Infusor in eine neue Phase der Assimilation und Vermehrung ein.« In ganz gleicher Weise findet auch in der wachsenden Oocyte eine »Reduktion der Kernmasse« statt, die sich nur insofern von den Vorgängen bei Infusorien unterscheidet, als nicht, wie dort, ganze Teile des gelappten Kernes resorbiert werden, sondern das Chromatiu des ganzen, seine äußere Erscheinungsform beibehaltenden Kernes »behufs Resorption eine Oberflächenvergrößerung erfährt, das heißt, zerstäubt wird; ein Moment, das zu dem wesentlich gleichen Resultat, zur »Reduktiou der Kernmasse« führt (Figg. 62—71, Taf. XXII). Wie hierauf bei Infusorien eine »neue Phase der Assimilation und Ver- mehrung einsetzt, so tritt auch die Oocyte während und nach ihrer Chromatinzerstäubung in ihre Hauptwachstumsperiode ein. Über die Natur der »reduzierten Kernmasse« und die auf diese »Reduktiou« basierte Trennung zweier Chromatinarteu hat sich schon Rückeet (1892) auf Grund seiner Untersuchungen am Selachierei folgendermaßen ausgesprochen: »Wenn man sieht, daß die in den Chromosomen des Keimbläschens enthaltene Substanz eine so ge- waltige Massenzuuahme erfährt, wie das beim Selachierei der Fall ist, und wenn mau ferner sieht, daß auf diese Zunahme wieder eine entsprechende Massenreduktion vor der Befruchtung folgt, so muß man sich sagen: es kann unmöglich die für den Aufbau des Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 323 neuen Individuums bestimmte Substanz sein, welche solchen Schwankungen ihrer Masse unterworfen ist. Es hätte absolut keinen Sinn anzunehmen, daß das Keimplasma in einer Geschlechtszelle sich so ins Enorme vermehrt. Ebensowenig Sinn aber hätte es, wenn vom Keimplasma, bevor es seiner Be- stimmung zugeführt wird, ein so beträchtlicher Prozentsatz wieder verlorengehen sollte. Man wird im Gegenteil annehmen müssen, daß dasselbe innerhalb eines Geschlechtskernes sich im großen und ganzen gleichbleibt, da die wesentliche Bedeutung dieses Kernes eben darin liegt, jene Substanz möglichst unverändert zu übertragen. So sind wir genötigt anzunehmen, daß die neu hinzukommende sowohl wie die später wieder schwindende Substanz der Chromo- somen andre Funktionen erfüllt. Welcher Art diese sind, dürfte nicht schwer zu erraten sein. Es müssen Verrichtungen sein, welche dem betreffenden Zellindividuum, dem Zelleib und vielleicht zugleich den übrigen Kernsubstanzen zu- gute kommen. Man könnte sie deshalb ganz allgemein »somatische« nennen, um damit den Gegensatz zu kennzeichnen, in welchem sie zu den ersterwähnten Funktionen der Eichromosomen stehen.« »Die betreffende Chromosomensubstanz könnte man hiernach gleichfalls als , somatische“ bezeichnen.« Diese Anschauungen wurden später von Goldschmidt (1904, auf Grund der besonders schön an den großen Zellen von Ascaris wahrnehmbaren Chromidialstrukturen zu der Doppelkernigkeitstheorie ausgebaut. Diese Theorie besagt, daß jede tierische Zelle ihrem Wesen nach doppelkernig ist, d. h. daß sie einen somatischen und einen propagatorischeu Kern besitzt. Ersterer steht den somatischen Funktionen, Stoffwechsel und Bewegung, vor und kann vorherrschend Stoffwechselkern oder Bewegungskern sein. Der propagatorische Kern enthält vor allem die Vererbungssubstanzen, denen auch die Fähigkeit zukommt, einen neuen Stoffwechselkern zu erzeugen. Ge- wöhnlich sind die beiden Kernarten in einem Kern vereinigt. Die vollständige Trennung beider Kernarten dürfte nur in wenigen Fällen vorliegen, im Zusammenhang mit der Fortpflanzung der Protozoen, ferner in der Oogenese und Spermatogenese der Metazoen.« Für diese Ansicht Goldschmidts (1904) sprechen die Befunde bei Nephelis. In der ersten (Figg. 44 — 53) und zweiten (Figg. 54—61) Phase besitzt der Kern der Oocyte beide Chromatinarten. In die dritte Phase (Figg. 62 — 71) fällt die Zerstäubung des somatischen oder »Trophochromatins« (Luboscti 1902), mit der das Hauptwachs- 324 Max Jörgeiisen tum der Eizelle Haud in Hand geht. — Nach Born (1894) läßt sich allein schon »die feine Verteilung des Chromatins im Keimbläschen während des Wachstums der Eizelle ganz gut als eine Steigerung des fiir das individuelle Zelleben aktiven Zustandes des Kernes auf- fassen.« Weiterhin können wir uns aber vorstellen, daß das im Kern pulverförmig zerstäubte Chromatin, das die periphere Kernzone deut- lich dunkel färbt, durch die Kernmembran hindurchdiflfundiert und das Plasma zu vermehrter Assimilation anregt, woraus sich das jetzt einsetzende Hauptwachstum der Eizelle erklärt. Eine direkte Um- wandlung der zerstäubten Kernsubstanz in Dotter konnte wegen der maximalen Zerstäubung nicht beobachtet werden; doch mache ich auch hier auf die den Kern auf diesenrWachstumsstadium der Oocyte oft umgebende dunkle Plasmazone aufmerksam (Fig. 66 a, Taf. XXH). Hiermit völlig im Einklang steht auch die Beobachtung Marechals (1905): »Bis jetzt sah ich immer in meinen Objekten, daß die Dotter- bildung oder genauer die trophischen Veränderungen des anwachsen- den Protoplasmas mit dem Anfang feinerer Verteilung der Chromo- somen in zeitlicher Verbindung stehen.« Der Zerstäubung entgeht das Idiochromatin, das in Form feinster Körnchen auch während des Höhepunktes der Zerstäubung (Fig. 71, Taf. XXII, in dem aufgeknäuelten Faden sichtbar bleibt. Wir sahen, daß das Teilungswachstum (Figg. 44 — 53, Taf. XXH) zu einer starken Vermehrung der Kernsubstanz führte, und daß sieh die Oocy te aus dem ihr infolge der unterdrückten Teilung drohenden Depressionszustande durch Keduktion von Kernsubstanz rettete. Weiter sahen wir, wie das im Kern zerstäubte Chromatin, durch die Keru- membrau hiudurchdifl'undierend, das Plasma zu energischer Assimi- lation und die Oocyte zu ihrem Hauptwachstum veraulaßte. So ist auf dem Stadium der maximalen Zerstäubung (Fig. 71, Taf. XXII) die Eizelle schon zu der Größe von 50x70 u herangewachsen. Somit ist der regulatorische Vorgang der Chroniatinreduktion gleichsam illusorisch gemacht worden durch die Wirkung des zerstäubten Chro- matins auf das Plasma, und es hat sich ein neues Mißverhältnis in der Kernplasmarelation, diesmal aber zu ungunsten des Kernes, aus- gebildet, der ja in Fig. 71, Taf. XXII, fast sein ganzes Trophochromatin eingebüßt hat, während das Plasma sehr stark gewachsen ist. Dieses Mißverhältnis zwischen Kern und Plasma muß nun ausgeglichen werden durch ein zweites Wachstum des Chromatins, und so kon- statieren wir denn (Figg. 72 — 83, Taf. XXH) eine Vermehrung des Idiochromatins (in Gestalt des sich allmählich zu einem einheit- Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 325 liehen Ballen zusammenschließenden globulitischen Chromatinriuges) und andrerseits eine Vermehrung des zerstäubten Trophochromatins, das sich noch innerhalb des Kernes findet, so daß dessen staubförmige Chromatinbestandteile allmählich sichtbar werden und schließlich als eine Anzahl feinster Chromatinkörnchen den ganzen Kern dichtge- I drängt anfüllen (Fig. 83, Taf. XXII). Schließlich haben wir uns noch zu fragen, wie sich die bei j Nephelis gefundenen Tatsachen mit der von Boveki (87 und 04) auf- gestellten Individualitätstheorie der Chromosome in Einklang bringen lassen. I Trotz der gewaltigen Metamorphosen der Chromatinindividuen, I einerseits durch die tiefgreifenden Verminderungs-, andrerseits durch die weitgehenden Wachstumsprozesse, konnten wir während der Oogo- I nien- und Oocytenentwicklung viermal die Achtzahl in der Anordnung I der Chromatinelemente feststellen. Ferner blieb auch bei maximalster Chromatinzerstäubuug ein aufgeknäuelter Faden mit zahlreichen Körn- chen zurück. Diese Befunde lehren, daß die von Boveri (87) als I elementarste selbständige Organismen bezeichneten Chromosome ihrer materiellen Hauptmasse nach verschwinden können, daß aber eine gewisse Substanz, das körnige Idiochromatin (Lubosch 02) zurück- bleibt, und daß dieses dann nach einer Wachstumsperiode wieder die Chromatinelemente mit konstanter Zahl liefert. Wenn also auch die einzelnen Chromosome vorübergehend durch Vereinigung zu einem Bande ihre individuelle Abgrenzung aufgeben können, ja wenn diese vereinigten Chromosome sogar einen weit- gehenden Substanzverlust erfahren, so machen es doch die bei Nephelis gefundenen Kesultate wahrscheinlich, daß bei der Zahlenkonstanz der später wieder auftretenden Chromosome diese gebildet werden durch eine bestimmte und konstante Anzahl der bei der Zerstäubung zurückgebliebenen kleinsten Chromatinkörnchen: daß also das einzelne Chromosom als solches zwar aufgelöst werden kann, und daß während und nach dieser Auflösung die den Chromosomen eigene Menge von Trophochromatin verschwinden kann, daß aber die das Chromosom zusammensetzenden Bestandteile »idiochromatischer Art« erhalten bleiben. Demnach wäre also das chromatische Element oder Chromosom aufzufassen als ein »Verband« (siehe Fick 05) einer bestimmten An- zahl während der ganzen Oocytenentwicklung bleibender Erbeinheiten (Rückert 92 1. Daneben findet sich aber im Chromosom, manch- mal in überwiegender Menge, noch trophochromatische Substanz 326 Max Jörgensen (Lubosch 02), deren Wachstum und Verschwinden die beschriebenen komplizierten Metamorphosen mit bedingt und dadurch die Kontinui- tät der das Chromosom zusammensetzenden idiochromatischen Ein- heiten verschleiert. Unbeteiligt an diesen weitgehenden Metamor- phosen bleibt das Idiochromatin, womit aber nicht behauptet werden soll, daß es nicht auch assimilieren und sich vermehren könne, wie denn nach Goldschmidt (04) gerade diesen Vererbungssubstanzen die Tätigkeit zukommt, einen neuen StofiFwechselkern (Trophochroma- tin) zu erzeugen. Die Reduktion des Chromatins kann im wachsenden Oocyten- kern bis zum scheinbar völligen Schwund der Chromosome führen (Carnoy et Lebrux 1897 — 1903 und R. Fick 1899). Aus diesem Umstande erklären sieh die beiden widersprechenden Anschauungen, von denen die eine die Kontinuität der Chromosome von der letzten Oogonienteilung bis zur ersten Reifun^steilung annimmt, während die andre, besonders von Carxoy et Lebrcx und Fick vertretene An- schauung die Reifnngsspindelchromosome für Kucleolenabkömmlinge hält. Dieser Ansicht schließt sich auch Goldschmidt (02) an; »In der Bildung der Chromosome aus den Karyomeriten glaube ich den gleichen Vorgang sehen zu müssen, den Carxoy et Lebrux (97 — 99) hei der Entstehung der Chromosomen aus Xucleolen im Triton-EA beschrieben«. Den Verdacht, daß die Chromosome »aus Teilen der Höfe der Karyomeriten oder aus übersehen gebliebenen Resten des Kerngerüstes entständen und die Karyomeriten nichts andres seien als Kucleoli, die .... mit der Spindelbildung gar nichts zu tun haben, sondern dabei allmählich im Plasma aufgelöst werden,« weist Gold- schmidt unter Hinweis auf die Tatsache zurück, daß »in den Stadien, auf welchen Chromosomen in der Zelle vorhanden sind, niemals eine Spur der Karyomeriten zu finden ist.« Im Gegensatz hierzu ver- läuft nach Goldschmidt die Chromosomenbilduug in dem Ruhe- stadium der ersten Furchungskerne sehr kompliziert: »Wie man sieh die Beteiligung der verschiedenen Kernsubstanzen bei der Bildung der Chromosome denken kann, ist schwer zu sagen. Zunächst scheint es mir sicher, daß die Chromosomen wenigstens zum Teil aus der Kucleolensubstanz hervorgehen. Ob diese sich dabei erst auflöst, oder ob sie die Chromosomen in ähnlicher Weise aus sich hervor- gehen läßt, wie es für die Karyomeriten anzunehmen ist, weiß ich nicht. Wahrscheinlich werden sich aber auch Teile des Kerngerüstes beteiligen, das ja auch wohl Substanz der ehemaligen Karyomeriten enthält. Jedenfalls bleibt hier noch sehr viel aufzuklären«. Auch Untersuchungen über ilie Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 327 Hartmakn (1901) stellt für das Asterias-^i fest, daß am Schluß der Wachstumsperiode — diese selbst wurde nicht untersucht — alles Chromatin und Plastin im Nucleolus vereinigt ist. Aus letzterem ent- stehen nach der Entleerung des Eies in das Wasser die Chromosome der Richtungsteilung. Bei beiden Objekten bedarf es noch einer genauen Untersuchung, ob die aus der letzten Oogonienteilung hervorgegangenen Chromo- some während der Wachstumsperiode des Eies zugrunde gehen (wie dies Carnoy et Lebruk für das Amphibienei wahrscheinlich zu machen suchen), oder ob sie bei der Bildung des Nucleolus ver- wendet werden. Erst dann kann die Frage nach der Kontinuität des Chromatins bei diesen beiden Objekten diskutiert werden. Die Befunde bei Nephelis sprechen für die Chromosomenkonti- nuität. also für die Anschauung, die (nach Fick 99) »durch die wert- vollen und bewundernswert genauen Untersuchungen von Rückert (92 o, h\ und Born (94) zu fast allgemeiner Herrschaft gebracht wurde«, und die später von Boveri (04 und 05) zur Individualitätslehre aus- gebaut wurde. Nach dieser Anschauung sind die Chromosome selb- ständige elementare Lebewesen. Die Metamorphosen, die sie während der Oocytenkernentwicklung erfahren, ihr Substanzverlust und ihr geringes färberisches Vermögen sind für ihre Individualität nicht von Bedeutung. Denn nach Boveri (04) ist es für unsre Betrachtungen ganz gleichgültig, »wenn das, was durch den ruhenden Kern hindurch die Kontinuität der Chromosome vermittelt, überhaupt gar nicht ihr färbbarer Bestandteil wäre«. (Siehe auch die »Achromatinhypothese« Häckers [08]). Das Hauptargument gegen die Kontinuität der Chromosome bilden die Arbeiten Carnoys et Lebruns (1897 — 1903), die ein völliges Verschwinden der ursprünglichen Chromosome nachzuweisen suchten. Iin Gegensatz hierzu ist nach Born (94) in der Tat kaum anzunehmen, daß während dieser Rückbildungsperiode das Chromatin aus dem Kern des reifenden Amphibieneies verschwunden sei. Es hat sich nur äußerst fein in der umgebenden Kerngrundsubstanz verteilt. Diese äußerst feine, an der Grenze der Sichtbarkeit liegende Rück- bildung der Chromatinfäden wurde auch von Rückert (92) im Se- lachierkeimbläschen nachgewiesen. Seine Chromosome verlieren mehr und mehr ihre Färbbarkeit, »so daß schließlich das färbbare Gerüst höchst undeutlich wird«. Auf Grund einer kontinuierlichen Entwick- lungsserie stellt aber Rückert fest: »daß das Gerüst oder genauer der Knäuel der Chromosome bei Selachiern nicht verlorengeht, was 328 Max Jörgensen neuerdings von Marechäl (04 und 06) für zahlreiche Chordaten be- stätigt wird. Außerdem haben aber die Deutungen der belgischen i Forscher von Lubüsch (02) eine Korrektion erfahren, indem es Lu- \ BOSCH nicht möglich war nachzuweisen, »daß das Netzwerk jeweils I völlig verschwindet und durch nucleolenentsprossene Figuren ersetzt ( wird. Jedesmal waren feinfädige Substanzen vorhanden, die auf frühere, gleichfalls fädige Substanzen zeigende Stadien zurückwiesen. Ich bin der Ansicht, daß die Bildung und Auflösung der Kucleolar- substanz unabhängig von den Schicksalen des chromatischen Gerüstes erfolgt*. Auch Marcus (1906) »hält an dem von Boveri (04) erweiterten Begriff der »physiologischen Individualität« fest, da es ja durchaus i nicht undenkbar ist, daß die verstreuten Chromomere sich bei der : Gruppierung zu Chromosomen wieder in demselben Verband wie vor- i her anordnen«. 2. b) Vorbereitung zur ersten Kichtungsspindel (Figg. 84 — 104, Taf. XXIII). || Im Verlauf der oben geschilderten Wachstumsvorgänge des Chromatius ist die Eizelle zu ihrer definitiven Größe (80 — 100 ii) herangewachsen. In dem früher feinwabig gebauten Protoplasma (Fig. 93, Taf. XXIII) sind größere, aber immer noch äußerst regelmäßig verteilte Flüssigkeitsvacuolen aufgetreten (Fig. 94, Taf. XXIII!, wodurch teilweise auch das in diesem Stadium noch erfolgende Wachstum der Eizelle bedingt wird. Diese Vacuolisierung des Protoplasmas beobachtete auch van der Stricht (04) in den wachsenden Eiern der Fledermaus: »Dans les oocytes plus jeunes la charpente filaire t moutre uue structure reticulee, a trabecules anastomoses, parsemes de cytomicrosomes, separant des mailles etroites (Fig. 7). Plus tard i au stade d'etalemeut des pseudochromosomes la structure devient frauchement pseudoalveolaire (Fig. 14, 28 etc.). Dans plusieurs es- paces interfilaires s’elabore un liquide clair, hyalin, pale, peu colo- rable, represeutant le deutoplasme. Ces amas ou vesicules refoulent et comprimeut entre eiles le mitome et le paramitome voisin, sous forme de travees plus compactes, parsemees de granulations. Ces transformations s’accentuent graduellement ä mesure que l’oocyte s’accroit (Fig. 31) . . .«. Das Ei ist auf diesem Stadium von einer stark färbbaren Dotter- haut umgeben, die von dem körnigen Protoplasma durch einen dünnen, scharf begrenzten homogenen Plasmasaum getrennt ist, der zu vergleichen ist der »peripheren Protoplasmaschicht «Vejdovskys (88 . üntersnchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 329 Die Dotterhaut läßt sich, besonders bei Färbungen mit Delafields Hämatoxylin und Boraxkarmin-BLOCHjiANX bis auf die Membran, von der schon die jüngsten Oogonien umgeben sind, zurückfübren (Siebe Seite 296). Die scharf umschriebene, homogene ßindenschicht des Eies bildet sich allmählich vom Stadium der Fig. 93, Taf. XXIII, an aus und ist besonders gut an IlERRMAXXschen Präparaten sichtbar. Die erste Veränderung in dem gleichmäßigen Balkenwerk des fein- wabigen Protoplasmas tritt auf, wenn sich der Kern auf einem der Fig. 80, Taf. XXII, entsprechenden Stadium befindet. Ungefähr in- mitten der Zelle tritt eine Ansammlung von Körnchen auf, die sich durch ihre Größe von den übrigen Körnchen des Protoplasmas ab- hebt (Fig. 94, Taf. XXIII). Sie färben sich mit Protoplasmafarben an- nähernd ebenso stark wie das feinwabige Protoplasma, unterscheiden sieh von dessen Körnchen also nur durch ihre Größe. Bei Häma- toxylinfärbung nach Heidenhaix hingegen tingieren sie sich bei nicht zu langer Diflferenzierungszeit tief schwarz und treten deshalb deut- lich hervor. Mit dem Auftreten dieser Körnchen beginnt eine Ver- änderung in dem gesamten Eiprotoplasma (Fig. 95, Taf. XXIII). Die gleichmäßig im ganzen Plasma verteilte Flüssigkeit, die dem »liqui- de clair, hyalin« vax der Strichts entspricht, vereinigt sich zu größeren Flüssigkeitsvacuolen, und gleichzeitig zieht sich hier und dort das feinwabige Protoplasma zu einem anfangs lichteren, dann aber immer gröberen Balkenwerk zusammen. Die stark färbbaren Protoplasmakörnchen vergrößern sich indessen immer mehr und ver- schmelzen, wie es scheint, teilweise untereinander. Schon jetzt, (Fig. 95, Taf. XXIIT, noch besser aber auf den Stadien der Figg. 96 und 97, Taf. XXIII, kann man zwei Centra unterscheiden, um die sich diese Protoplasmakörnchen anzuordnen scheinen. Auf dem Stadium der Fig. 96, Taf. XXIII, konzentriert sich das bisher nur leicht flockige Protoplasma besonders nach zwei Kichtungen hin. Einmal tritt eine mehr oder minder dicke Schicht verdichteten Protoplasmas an die Oberfläche des Eies und bildet eine Randzone, ähnlich der von vax DER Stricht bei der Fledermaus (04) und beim Schaf (05) beschrie- benen. Da die Bilder bei Nephelis sich eng an die vax der Strichts anschließen [Siehe Figg. 32 und 39, Taf. II, von der Fledermaus (04) und Fig. 18, Taf III, vom Schaf (05)], sei hier die auch für unser Objekt zutreffende Schilderung vax der Strichts zitiert. »Pendant ce dernier stade de l’oogenese la struclure pseudoalveolaire s’accentue graduellement. 'Au debut les vesicules claires sont relativemeut petites, mais un grand nombre d’entre elles acquierent graduellement Archiv f. Zellforschung. II. 22 330 Max Jörgenseu un volume considerable. II est probable que certains fixateurs, tels que . . . , accentuent cette structure en gonflant le coutenu des alve- oles (Fig. 39). Mais tous les fixateurs demoutrent la presence de vacuoles plus ou moins nombreuses, comprimaut le mitome et le paramitome interalveolaire, parsemes de restes d’amas vitellogenes (Figg. 33, 35, 36, 37, 38 7*) . . . Ein andrer Teil des feiuwabigen Protoplasmas sammelt sich in- dessen in der Mitte der Zelle und bildet ein zusammenhängendes Balkenwerk. Dieses verdichtet sich immer mehr und stellt schließ- lich die Protoplasmainsel dar, in der sich die Centrosome und später die Spindel finden (Figg. 101 u. 103, Taf XXIII). Die stark tärbbaren Protoplasmakörnchen haben sich unterdessen zu Gruppen vereinigt, (iie ringförmige, mit einer centralen Lichtung versehene Schollen darstellen, deren Oberfläche, entsprechend ihrer Zusammensetzung, , unregelmäßig gekörnt erscheint (Figg. 96 u. 97, Taf. XXIII). Diese j Schollen gruppieren sich ringförmig um zwei Centra. Die in Fig. 96, i Taf. XXIII, dargestellte Anordnung kommt am häufigsten vor; ver- einzelt finden sich aber noch viel regelmäßigere. Fig. 96, Taf. XXIII, ist auch insofern interessant, als bei ihr außerhalb des Kernes ein großer Amphinucleolus (Am.) liegt. Bei der weiteren Entwicklung schließen sich die Schollen enger aneinander und rücken an den Kern, der unterdessen in ein den Figg. 81 — 82, Taf. XXII, entsprechendes Stadium getreten ist. Bisher war von einem Centrosom innerhalb der Schollen nichts wahrzu- nehmen. Auch mit der Eisenhämatoxylinfärbung konnten die Cen- trosome nicht früher als auf dem Stadium der Fig. 98, Taf. XXIII, be- obachtet werden. Innerhalb des Schollenkranzes finden wir gleich- < zeitig zwei Centrosome. Diese beiden Centrosome haben sich also h nicht erst jetzt geteilt, sondern, wie wir bereits Seite 303 sahen, findet p sich schon in der jungen Oocyte während der Kernrekonstruktion k ein geteiltes Centrosom. Einige Male glaubte ich beobachten zu können, daß diese Centrosome der jungen Oocyte körnig zerfielen; doch ist bei der allgemein körnigen Beschaflenheit des Oocytenproto- plasmas dieser Zerfall nicht mit Sicherheit festzustellen (Fig. 44, Taf. XXII). Während des ganzen Wachstums der Oocyte sind jeden- falls die Centrosome nicht nachweisbar, um erst jetzt wieder inmitten i dieses Schollenkranzes in Zweizahl aufzutauchen. Schon die An- i Ordnung der Dotterschollen in zwei Gruppen (Figg. 95—97, Taf. XXIII) ! weist auf die Wirkung zweier Centra hin, die aber, wie erwähnt, erst im Stadium der Fig. 98, Taf. XXIII, dem Kern anliegend, sichtbar i Untersuchungeu über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 331 werden. Die sie umgebenden Protoplasmascbollen, hier nur aus wenigen ringförmigen Gebilden bestehend, sind halbkugelförmig um die beiden Centrosome angeordnet. Eine Strahlung ist noch nicht zu bemerken. Diese tritt erst auf dem Stadium der Fig. 99 hervor, welche nur eines der beiden Centrosome im Schnitt getroffen zeigt. Es liegt in einer großen muldenförmigen Einbuchtung des Kernes, I dessen Membran nicht mehr deutlich zu erkennen ist. Das Chroma- tin ist auf dem der Fig. 83, Taf. XXII, entsprechenden Stadium der äußersten Verdichtung angelangt. Sämtliche Nucleolen haben sich abgelöst. Es fanden sich in diesem Kern zerstreut im ganzen elf ' große, auf dem abgebildeten Schnitt nicht getroffene Nucleolen. Außer- dem liegen noch zwei nucleolenartige Körper in der Nähe des Kernes. Der Chromatinballen liegt an dem lichten Hof, der während der ganzen Oocytenkernentwicklung das central im Kern gelegene Chro- ' matin umgab. Wie erwähnt, bleibt dieser helle Hof auch während I der Verdichtung des Chromatins bestehen (Figg. 82 u. 83, Taf. XXHI) 1 und rückt mit dem Chromatinballen an die Peripherie des Kernes (Fig. 99, Taf. XXHI). Da die Kernmemhran undeutlich geworden ist, I hat es den Anschein, als ob bereits ein Teil des Chromatins außer- I halb des Kernes läge. Die oberflächliche, dichtere Protoplasmaschicht weist besonders von diesem Stadium ab zahlreiche dunkel gefärbte Körnchen auf, die sich besonders gut durch Fixierung in HERRMAXXScher Flüssigkeit darstellen lassen (Figg. 102 u. 104, Taf. XXHI). Sie färben sich mit Eisenhämatoxylin eigentümlich dunkelgrün. Da sie besonders gut bei Fixierung mit Osimumgemischen auftreten, könnte man sie für Fettröpfchen halten. Außerdem finden sich aber noch sehr große, stark dunkel gefärbte Kugeln hier und da im Dotter vor, über deren Entstehung ich nichts weiter anzugeben vermag, als daß sie zum allerkleinsten Teil wohl ausgestoßene Nucleolen sind. Vielleicht schreiben sie sich von dem aus dem Kern ausgetretenen Chromatin her und wären dann zu vergleichen mit den Resten der »amas vi- tellogenes« Vax der Strichts (04) Figg. 33, 37, 38 r. Taf. H. Schon auf dem Stadium der Fig. 99, Taf. XXHI, macht sich auch außerhalb des Schollenkranzes der centrierende Einfluß der Centro- some geltend, indem die dichteren Protoplasmapartien des Eies strang- artig nach dem Centrosom, als ihrem Mittelpunkt, gerichtet sind. Fig. 100, Taf. XXHI, zeigt uns das zu dem in Fig. 99, Taf. XXHI, abgebildeten Ei gehörige zweite Centrosom (mit Ocular 12 gez.). Es ist von einer zwei- bis dreifachen konzentrischen Schicht von Proto- 22* 332 Max Jörgensen plasmascholleii umgeben. Diese sind iu der Mehrzahl ringförmig, zeigen also eine centrale Vacuole. Einige Schollen aber im oberen Teil und an der rechten Seite sind schon zerfallen, und ihre Bruch- stücke haben sich mit ihrer Längsachse in die vom Centrosom in äußerster Zartheit ausstrahleuden Badien eingestellt. Von einigen Schollen sieht man auch direkt dicke kurze Fortsätze nach dem Centrosom ausstrahlen, so daß die Vermutung naheliegt, daß die Substanz dieser Schollen iu die Sphärenradien eiubezogen wird, um so mehr, als mit dem Deutlicherwerden und dem Wachstum der Sphärenstrahlung die Schollenzone mehr und mehr schwindet Figg. 103 — 104, Taf. XXIII). Der Schollenkrauz war bisher nur halbkugel- förmig ausgebildet (Fig. 100, Taf. XXIII;. Die wenigen links liegenden Schollen sind bereits zum größten Teil zerfallen. Wie bei dem Schwestercentrosom (Fig. 99, Taf. XXIII), so macht sich auch hier der Einfluß des Centrosoms über die Schollenzone hinaus bemerkbar, indem das angrenzende Protoplasma eine äußerst zarte Strahlung aufweist. Bemerkenswert ist, daß die Schollenzone etwas asymmetrisch ausgebildet ist. feo besteht der (auf Fig. 100, Tafel XXIII) oben gelegene Teil aus drei bis vier Lagen von Protoplasmaschollen, während der untere nur zwei koncentrische Schollenlagen aufweist. Dies beruht nicht etwa auf einem schrägen Schnitt, sondern wie später (Fig. 102, Taf. XXIII) noch klarer hervortreten wird, ist eine Asymmetrie der Scholleuzoue deutlich ausgebildet. Da wir auch eine Asymmetrie im Bau der Spindel finden werden (Fig. 103, Taf. XXIII), so ist es naheliegend, beides aufeinander zurückzuführen. Die beiden in einer gemeinsamen Protoplasmainsel liegenden Centrosome rücken nun auseinander und nehmen dabei je einen ein- fachen Kranz von Protoplasmaschollen mit sich, die auch hier mit ihrer Längsachse in die Richtung der Sphärenstrahlung eingestellt sind (Fig. 101, Taf. XXIII). Das mit Boraxkarmin-BnocHMANX tingierte Präparat hat eine ganz charakteristische Färbung. Centrosom, der helle Hof innerhalb des Schollenkranzes und dieser selbst sind grün gefärbt und heben sich dadurch scharf von der violett gefärbten Protoplasmainsel ab. Das periphere, von zahlreichen Flüssigkeits- vacuolen durchsetzte Protoplasma hat sich ebenfalls grün tingiert. Fig. 102, Taf. XXIII, zeigt das hieran sich anschließende Stadium der Oppositionsstellung der beiden Centrosome. Das Chromatin be- findet sich auf einem der Fig. 80, Taf. XXII, entsprechenden Stadium. Die Konzentration der einzelnen Chromatinkugeln zu einem Ring ist Untersuchnngen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 333 im Gauge. Wir konstatieren hier die Tatsache, daß sich kleine zeitliche Differenzen in dem Ablauf der Chromatin- und Protoplasma- phasen finden, indem auf dem Stadium der Fig. 99, Taf. XXIII, wo beide Centrosome noch eng heieinanderliegen, schon eine der Fig. 83, Taf XXII, entsprechende äußerste Chromatinverdichtung sich findet, während hier hei Oppositiousstellung der Centrosome erst das Vor- stadium dieser Verdichtung vorhanden ist. Der Kern zeigt äußerst klar die körnige Struktur des Trophochromatins. Der Masse des propagatorischen (Idio-) Chromatins liegen zahlreiche Xucleolen dicht an. Ein Nucleolus ist schon an die Kernmembran gerückt, die an dieser Stelle eine klaffende Lücke aufweist. Auf einem andern Schnitt zeigt die Kernmembran dieses Eies an der entgegengesetzten Seite eine starke Einfaltung, die also der Zer- reißung der Kerumembran vorauf- gehen dürfte. Eigentümlicherweise I findet die Auflösung der Membran , nicht dort statt, wo ihr die Centro- I some anliegen. I Die Centrosome weisen bei ! stärkster Vergrößerung mehrere Va- I cuolen auf Sie sind unmittelbar um- I geben von einem schmalen, dunklen I Hof, der in einen größeren, helleren 1 übergeht, in welchem man eine äußerst zarte Strahlung wahrnehmen kann. Hierauf folgt die dunkle, halbkugelige Zone der zerfallenden Protoplasmaschollen, deren Bruchstücke sich mitihrer Längsachse radiär I eingestellt haben, so daß diese Zone radiär fein gestrichelt erscheint. Besonders wichtig scheint mir der in Hinsicht auf die centrale Lage der Centrosome asymmetrische Verlauf dieser Zone, deren Vor- stellung dadurch erschwert wird, daß wir uns diese Asymmetrie nicht in einer Ebene, sondern körperlich zu denken haben. Bereits hier (Fig. 102, Taf XXHI) bemerken wir, daß der Strahlenverlauf außer- halb der Schollenzone einen stumpfen Winkel mit der Strahlung inner- halb dieser Zone bildet. Die vom Centrosom ausgehenden Strahlen erfahren also in der Zone der Protoplasmaschollen eine Knickung. Diese Knickung kann auf zweierlei Weise hervorgerufen sein: 1. Könnte sie durch eine im Protoplasma in der Richtung der punktierten Pfeile i Textfig. 2, der Fig. 102, Taf XXHI, entsprechend) erfolgende Strömung bewirkt werden, indem die Strahlen außerhalb Textfig. 2. 334 Max Jörgensen der Scbollenzone durch diese Strömung mitgerisseu würden, wobei aber die Schollenzone durch ihre größere Konsistenz die Ablenkung der Strahlen in ihrer ganzen Länge verhinderte, was zu einer Knickung der Strahlen in der Schollenzone führen müßte. Derartige Strömungserscheinungen im Protoplasma wurden auch von R. V. Erlanger (97) kurz vor der Bildung der ersten Teiluugs- furche im lebenden Nematodenei beobachtet. Er schreibt: »Während die Spindel die eben beschriebenen Veränderungen (Teilung der Aquatorialplatte) in ihrer Gestalt erfährt, gerät das Eiplasma von neuem in starke Strömungen, welche die Spindel in langsame pen- delnde Bewegungen versetzen. Die Richtung der Strömungen ist von den Spindelpolen nach dem Äquator des Eies, und die Strö- mungen selbst erfolgen abwechselnd in der einen und der andern Eihälfte (Längshälfte). Nun tritt plötzlich auf der einen Seite des Äquators die erste Andeutung der Teilungsfurche auf, wobei deutlich beobachtet werden kann, wie die Strömung von den Spindelpolen nach dem Äquator verläuft, in die Anlage der Furche einbiegt und nach den Polen zurückkehrt. Derselbe Vorgang wiederholt sich in der andern Eihälfte, und augenblicklich durchschneidet die erste Teilungsfurche den ganzen Äquator.« Die Strömungserscheinungen, die in unserm Falle die Knickung der Sphärenstrahlen hervorrufen könnten, scheinen mir aber nicht mit den v. Erlanger beschriebenen vergleichbar zu sein. Denn einmal ist, wie ich schon hier vorgreifend bemerken möchte, in der ausgebildeten ersten Richtuugsspindel , unmittelbar vor der Ausstoßung des ersten Richtungskörpers, diese Knickung der Sphären- strahlen verschwunden, und andrerseits erfolgen die diese Knickung möglicherweise hervorrufenden Strömungen, wie auch die folgenden Stadien lehren, nie abwechselnd von den Spindelpolen nach dem Äciuator des Eies zu verlaufend, wie bei dem sich teilenden Nema- todenei, sondern immer nur in einer Richtung. 2. Aus der Einseitigkeit in der Knickung der Sphärenstrahleu und aus dem Umstände, daß die Knickung gerade in der Entfernung der Scbollenzone erfolgt, könnte man vermuten, daß innerhalb der Scbollenzone eine Kraft aktiv wird, die diese Knickung herbeiführt; und zwar müßten dann die aktivierten Kräfte bei beiden Sphären entgegengesetzt gerichtet sein (Texttig. 2. Pfeile in der Entfernung der Schollenzone). Daher verliefe diese Kraft hei dem unteren Cen- trosom der Fig. 102, Taf. XXIII, (Texttig. 2) in der Richtung des Uhr- zeigers, während sie bei dem oberen Centrosom in entgegengesetzter Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 335 Richtung wirksam ist. Bereits in den Figg. 100 u. 101, Taf. XXIII, bemerken wir eine schwach ausgebildete Strahlung außerhalb des noch nicht in seine Bruchstücke zerfallenen Schollenkranzes. Eine Knickung der Strahlen tritt jedoch erst im Stadium der Oppositions- stellung der Centrosome auf. Die Sphärenstrahlen haben also schon eine gewisse Ausdehnung außerhalb des Schollenkrauzes erlangt, wenn die die Drehung bewirkende Kraft einsetzt. Durch diese in der Gegend der Dotterschollen einsetzende Drehung werden besonders die in der Nähe der Drehungszone befindlichen Strahlenabschnitte beeinflußt, während die weiter entfernten die Drehung nicht so schnell mitmachen können. Hierdurch dürfte sich der scharf geknickte Ver- lauf der im übrigen geraden Strahlen erklären, wobei wir anzunehmen haben, daß diese schon vor dem i Einsetzen der drehenden Kraft eine gewisse Starrheit erlangt haben. In gleicher Weise fand auch Prowa- zek (00), daß bei der Befruchtung des Seeigeleies die Strahlen in- folge ihrer beständigen Natur bei der Wanderung des Spermacen- trums wirbelartig umgebogen wer- den, und weiter fand Prowazek (02) »daß in degenerierenden Sperraa- tocyten [Astacus] die Spindelfasern in auffallender Weise lange Zeit un- versehrt bleiben, eine Erscheinung, die für eine bestimmt geartete solidere tatsächliche Fadennatur der Spindelfasern spricht.« Ferner scheint es mir sehr wahrscheinlich, daß der ganze innerhalb der Schollenzone befindliche Strahlenkom- plex mit dem Centrosom in Verbindung steht, da er die erfolgende Drehung ganz gleichmäßig um das Centrosom als seinen Mittelpunkt mitmacht. Für eine direkte Berührung dieser Strahlen mit dem Cen- trosom spricht auch dessen äußerst feinzackige Oberfläche (Fig. 100, Taf. XXIII). Wie Fig. 103, Taf. XXIII und Textfig. 3 zeigen, dehnt sich diese Knickung im Sphärenapparat auch auf die eigentliche Spindel aus, die kurz nach ihrer Entstehung einen bogenförmigen Verlauf aufweist. Auch diese abweichende Ausbildung der Spindel könnte, wie auf dem vorhergehenden Stadium der Fig. 102, Taf. XXIII, hervorgerufen sein durch eine Strömung des Protoplasmas, die in der Richtung der Textfig. 3. 386 Max Jörgensen punktierten Pfeile (Textfig. 3) verlaufend, die ursprünglich gerade Spindel in der Gegend der Aquatorialplatte nach links zu heraus- drängte. Bei genauer Untersuchung bemerkt man aber, daß nicht eigent- lich dieser äquatoriale Teil der Spindel nach links herausgedrängt ist, sondern daß die in der Entfernung der Dotterschollen liegenden Partien der beiden Spindelhälften nach rechts gezogen sind (siehe Pfeile), in gleicher Weise wie auch die von einem dunklen Hof um- gebenen Centrosome eine in dieser Richtung gekrümmte Strahlung, die wie in Fig. 102, Taf. XXIII, in beiden Sphären einen entgegengesetzten Verlauf nimmt, aufweisen. Die Knickung der Sphärenstrahlen ist aber in Fig. 103, Taf. XXIII, nicht mehr so scharf auf eine Stelle lo- kalisiert wie in Fig. 102, Taf XXIII. Sie verwischt sich also etwas beim Schwinden des SchoUenkranzes und seiner Bruchstücke. Au dem oberen Ceutrosom (Fig. 103 und Textfig. 3) sind rechts noch Reste des Schollenkranzes in Gestalt körnchenartiger Bruchstücke zu erkennen. Da wir schon auf Fig. 100, Taf XXIU, sahen, daß dieser Schollenkranz in bezug auf die Menge der ihn zusammeusetzendeu Schollen asymmetrisch gebaut war, so ist die Annahme naheliegend, daß, bei gleichmäßiger Auflösung dieser Schollen, sich an der Stelle der größten Schollenanhäufung (Fig. 100, rechts oben) auch die letzten Reste finden werden. Demnach fände die Ablenkung der beiden Spindelhälften vom geraden Schema nach der Richtung hin statt, in der sich im Schollenkranz die größte Anzahl der Proto- plasmaschollen fände. Da also 1. die Knickung der Sphärenstrahlen in der Schollenzoue liegt, und da 2. die Ablenkung der beiden Spindelhälften vom ursprünglich geraden Verlauf jedenfalls nach der Seite der größten Schollen- auhäufung hin erfolgt, so erscheint es nicht unmöglich, daß diese Knickung der Sphären- strahlung und die Ablenkung der beiden Spindelhälften auf eine innerhalb der Schollenzone aktivierte Kraft zurückzuführen ist, und daß die Richtung dieser Kraft bedingt ist durch die Asymmetrie der Schollenzone. Das schon in Fig. 103, Taf XXIII, eingeleitete Abnehmen der Knickung der Sphärenstrahlung ist vollständig durchgeführt im Stadium der Fig. 104, Taf XXIII (siehe auch Textfig. 4), in welchem sowohl die Sphärenstrahlen als die Spindelfasern einen geradlinigen Verlauf angenommen haben. Dagegen zeigt jetzt das übrige Ei- Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 337 Protoplasma eine leichte bogenförmige Anordnung, und zwar läßt sich an der in den beiden Eihälften entgegengesetzt gerichteten An- ordnung, die mit der früher beschriebenen der Sphärenstrahlen über- einstimmt, auch jetzt noch eine Fortwirkung der früher wirksamen Kräfte erkennen. Diese bogenförmige Anordnung des ganzen Proto- plasmas ist auch äußerlich am Ei sichtbar und bereits von Jjima (1882) als >Spiralaster«-Figur beschrieben worden. Desgleichen fand sie SuKATSCHOFP (1903), und zwar in zwei nebeneinanderliegenden Furchungszellen von Nephelis. Sukatschoff nimmt daher an, »daß beide Zellen, die diese Erscheinung (der spiraligen Krümmung der Sphärenstrahlen) zeigen, sich derartig gegeneinander verschieben, daß sie, um ihre parallelen Spindel- achsen sich drehend, ihrer Be- rührungsfläche entlang gleiten (etwa wie zwei ineinandergreifende Zahn- räder)«, so daß »sich die beiden Zellen in verschiedenem Sinne dre- hen. Xehmen wir nun ferner an — was a priori nicht ausgeschlossen erscheint — , daß die äußere plas- matische Schicht der Zelle in sich eine größere Kohäsion besitzt als das innere Plasma, so müssen natürlich die vorher gerade ver- laufenden Strahlen in der Pachtung der Drehung spiralig gedreht werden.« »Es sei allerdings nicht verhehlt, daß solche , Spiralaster' auch an einzelnen Eizellen, z. B. bei der Bildung der Richtungskörperchen und der ersten Furchungsspindel beobachtet worden sind, wofür diese Erklärungs- weise nicht möglich wäre.« Ich vermute, daß aber auch für die von Sukatschoff angegebenen Stadien (von zwei nebeneinander- liegenden Furchungszellen) dieser Erklärungsversuch umgangen werden kann. Die beiden in Fig. 10 [bei Sukatschoff (1903)] nebeneinander- liegenden Zellen, deren jede eine ausgebildete Spindel besitzt, können ganz zufällig eine (bei seitlicher Ansichtl entgegengesetzt gerichtete Anordnung der Sphärenstrahlung haben; die Ursache der Drehung der Strahlen braucht nicht, wie Sukatschoff annimmt, in der gegen- seitigen Verschiebung der beiden Zellen gegeneinander zu liegen, sondern ist nach meiner Vermutung auch bei diesen beiden Furchungs- zellen auf die Wirkung der die Centi’osome umgebenden Schollen- Textfig. 4. 338 Max Jürgensen Zonen zurückzuführen. Letztere sind allerdings von Sukatschoff nicht dargestellt, was uns aber nicht Wunder nimmt, da sie hei der Kleinheit der Furchungszellen und besonders bei Totalpräparaten junger Embryonen leicht übersehen werden können. Man könnte sie indessen in Fig. 10 in der oberen Zelle D ^ nach der Zeichnung ver- muten. Auf dem Stadium unsrer Fig. 104, Taf. XXIII, ist der Kranz der Protoplasmaschollen vollkommen verschwunden, während das ganze übrige Plasma eine bogenförmige Anordnung zeigt. Es ist deshalb auch leicht möglich, daß Sukatschoff diese Stadien der vollkommen ausgebildeten Spindel vor sich gehabt hat, auf deuen der Schollen- krauz bereits zurückgebildet war. Außer dem geraden Verlauf der eigentlichen Spindel ist in bezug auf Fig. 104 noch bemerkenswert, daß die erste Richtungsspindel be- reits während ihrer Lage im Eimittelpunkt — also vor ihrer Wan- derung an die Eiperipherie — eine beträchtliche Verkürzung erfährt. AVir haben also hier in den dunkelgefärbten >Protoplasmaschollen« und der aus ihnen gebildeten Zone besondere Organellen vor uns, die in enge Beziehung zu den beiden Centrosomen der ausgewachsenen Oocyte treten. Wir sahen, wie sich die einzelnen »Schollen« aus einer Anzahl spezifischer Körnchen zusammensetzten, und wie schließ- lich die Substanz des »Schollenkranzes« ganz und gar in die Sphären- strahlung aufging. Woher nun in letzter Linie die die Schollen zu- sammensetzenden spezifischen Mikrosomeu stammen, vermag ich nicht anzugeben. Es ist nicht unwahrscheinlich, daß sie in irgend einem Zusammenhang mit den aus dem Kern herausdiffundierten staub- förmigen Chromidien stehen, vielleicht im Plasma herangewachsene »pseudochromosomenartige« Chromidien darstellen, die aber nicht, wie beim Säugetierei zur Dotterbildung dienen [van der Stricht (1904)], sondern substantiell in die Sphärenstrahlung aufgehen. Schließlich könnten sie sich aber auch unter dem Einfluß der bis dahin noch nicht darstellbaren Centrosome aus dem feinwabigen Plasma herausdifferenzieren und so eine Art »Archoplasma« [Boveri (1888)] darstellen, mit dem sie noch das Gemeinsame hätten, daß sie sich auch besonders schön durch Fixation mit starken Essigsäure- gemischen von dem übrigen Protoplasma isolieren ließen. Im übrigen unterscheiden sich die fraglichen Schollen bei Nephelis aber in vielen Punkten vom Archoplasma Boveris. Dieses soll als morphologisch abgegrenztes Gebilde zuerst während der Ausstoßung des ersten Richtungskörpers auftreten und sich um das eingedrungene Sperma- Untersuchiingen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw'. 339 tozoon gruppieren. Die im Archoplasma auftretenden Centrosonie stammen also von dem eingedrungenen Spermatozoon her. Bei Ne- phelis dagegen treten die Sehollen mit den beiden Oocytencentrosomen in Verbindung und sind bei völliger Ausbildung der ersten Richtungs- spindel schon wieder vollkommen verschwunden. Zu beachten sind ferner die morphologischen Unterschiede, insofern als das körnige »Archoplasma« Boveris direkt an die Ceutrosome herantritt, während die »Protoplasmakörnchen« bei Nephelis zu Schollen verschmelzen, die in einer Entfernung von 8 — 10 ,<« vom Centrosom um dieses eine halbkugelige, bzw. kugelige Zone bilden. Erst diese Schollen zerfallen dann in die Bruchstücke, die mit der Sphärenstrahlung in Verbindung treten. Im Stadium ihrer höchsten Ausbildung möchte ich die Schollen- zone am ehesten mit dem von Vejdovsky und Mrazek (1903) in der Furchungsspindel Yon Rynchelmis beschriebenen »Mikrosomenstratum« (siehe Fig. 36, Taf. XXI hei Vejd.) vergleichen. Denn nach Vejdovsky und Mrazek handelt es sich bei diesem »Mikrosomenstratum« nicht um gewöhnliche »Mikrosomen, d. h. um einfache punktförmige Körn- chen, sondern man hat es mit verschieden großen Gebilden zu tun. Starke Vergrößerungen weisen nämlich darauf hin, daß die größeren Körperchen aus einer großer Anzahl eigentlicher Mikrosomen gebildet sind und also Mikrosomenknötchen vorstellen, wie wir dieselben in der Gerüstsubstanz des Eies hervorgehoben haben.« Hier wären auch noch zum Vergleich heranzuziehen die von Heideniiain (1894) bei Leukocyten beschriebenen konzentrisch an- geordneten Schichten — allerdings einfacher — Mikrosomen. Wir haben die Entwicklung des Oocyteukernes bis zu dem Punkte verfolgt, wo sich das propagatorische (Idio-) Chromatin zu einem soliden Ballen zusammengezogen hatte, während das Tropho- chromatin in Form feinster Körnchen im Kernraum verteilt war. Hier findet sich nun in meiner Untersuchung eine Lücke, indem es mir nicht gelang, das Stadium zu finden, in welchem sich aus dem so- liden Chromatinballen die die A(piatorialplatte zusammensetzeuden Chromosome entwickeln. Wir fanden den ausgehildeten Chromatin- hallen im Stadium der Fig. 99, Taf. XXIII, deren Kernmembran wahr- scheinlich schon geschwunden war. Fig. 102, Taf. XXIII, in der die Centrosome schon die Gegenpolstellung erreicht haben, zeigt noch die ringförmige Vorstufe dieser äußersten Chromatinverdichtung. Die Konzentration des Chromatins zu einem soliden Ballen und der Zer- fall dieses Ballens in die Chromosome muß also äußerst schnell vor 340 Max Jörgensen sich gehen, da in Fig. 102, Taf. XXIII, die Kernmembran schon gerissen ist und die in Oppositionsstellnng befindlichen Centrosome schon eine gut sichtbare Strahlung ansgebildet haben, die deutlich den be- schriebenen geknickten Verlauf nimmt. Die Äquatorialplatte wird von acht biskuitförmigen Chromosomen gebildet, deren Größe bei einer und derselben Platte ziemlich ver- schieden ist (Fig. 103a). Die Bisknitform, die eine auf diesem Stadium noch nicht dnrchgeführte Querteilung andeutet, weist darauf hin, daß wir es hier mit bivalenten Chromosomen zu tun haben; daß also die Zahlenrednktion nur eine scheinbare ist, indem je zwei Chromosome (die Xormalzahl beträgt 16) mit ihren Enden verklebt sind, so daß wir acht bivalente Chromosome von dem Schema -Ä haben. Die gleiche Endverkiebnng zweier Chromosome konnten wir bereits während der Rekonstruktionsphasen der Oogonientochterkeme nachweisen, so daß wir bereits hier, wie später im Oocytenkem, die reduzierte Zahl von acht (bivalenten) Chromosomen hatten. Es ist daher sehr wahrscheinlich, daß jedes bivalente Chromosom der ersten Kichtnngsspindel aus den beiden schon im Oogonienkem — wie wir annahmen — konjugierten väterlichen und mütterlichen Chromosomen besteht. Kurz vor der ersten Reifungsteilung erfahren die acht bivalenten Chromosome eine Längsteilung (Fig. 103 ft). Wir erhalten daher acht Tetraden, die durch eine Quer- und eine Längsteilung entstanden sind, und denen mithin das Schema f , f zukommt. Unsre acht 0 I 0 Vierergrnppen stellen sich nun so in die Äquatorialplatte ein, daß ihr Längsspalt in die Spiudelachse, ihr Querspalt in die Äquatorial- ebene fällt. In Fig. 103 a sind sechs Tetraden von der Schmalseite, zwei von der Fläche zu sehen; letztere bilden bei E.H. -Färbung eine einheitlich verbackene, vierseitige Platte. Bei Hämatoxylinfärbung nach Delafield kann man aber sehr gut erkennen, wie sich die Te- traden mit ihrem deutlichen Längsspalt in die Spindelachse einstelleu (Fig. 103i, Taf. XXni). Die durch die Biskuitform angedeutete Querteilung wird in der ersten Reifungsteilung durchgeführt, so daß also die Schwester- elemente a I a von den Schwesterelementen h \ b getrennt werden nach dem Schema ^ ^ . Die erste Richtuns:steilung ist demnach 0 \ b ^ a als Reduktionsteilnng aufzufasseu. So sieht man in Fig. 104a (ganz Untersuchungen über die Eibildung bei Xephelis vulgaris usw. 341 rechts) zwischen den auseinanderweichenden, quergeteilten Chronio- somenhälften einen feinen Spalt anftreten, während die nach dem- selben Pole zu gerichteten Schwesterchromosome mit ihren polaren Enden verbacken erscheinen. Daher geht die Reduktionsteilung der Aquationsteilung voran, und die erste Richtungsteilung ist als Prä- reduktionsteilung zu bezeichnen, wie sie zuerst von Korschelt (1895) bei Ophnjotrocha beobachtet wurde. Die zweite Reifungsteilung findet erst nach der Eiablage statt und wurde deshalb nicht beobachtet. Wir können jedoch mit Sicher- heit annehmen, daß die zweite Reifungsteilung eine Aquationsteilung ist, d. h. ^die Schwesterelemente b \ b voneinander trennt. Es bleiben daun nach der zweiten Richtungsteilung im Ei acht Chromosome zurück, die mit den acht vom Spermakern gelieferten Chromosomen die Normalzahl 16 ergeben. Es verlaufen demnach bei Nephelis die Reifeteiluugen nach dem hetero-homöotypischen Schema Gregoire.s (1905). Fig. 104, deren Aquatorialplatte in Fig. 104« bei starker Ver- größerung reproduziert ist, zeigt das am weitesten vorgeschrittene Teilungsstadium, welches ich im Ovarium beobachtete. Es fand sich noch innerhalb des Follikels im Eistrang, während sonst die Äquatorial- platte der freigewordenen Eier der in Fig. 103« und 5, Taf. XXIII, dargestellten entspricht. Das Ei der Fig. 104, Taf XXIII, hatte sich bereits in seiner Dotterhaut zusammengezogen, ein eingedrungenes Spermatozoon konnte jedoch nicht gefunden werden. Die abgelösten Eier sammeln sich in dem erwähnten uterusähu- lichen Endabschnitt des Ovarialschlauches. Dort trifft man sie mit ausgebildeter, verkürzter, nicht gebogener erster Richtungsspindel, die in einer wandständigen Protoplasmainsel des stark vacuolären Eies liegt (Fig. 2, Taf XX, Zone 4), zu zehn und mehr beieinander. Es scheint demnach das Stadium der ersten Richtungsspindel ein Ruhe- stadium zu sein, auf dem die Eier verharren, bis der für ihre Ab- lage und Befruchtung günstige Moment gekommen ist, wie ein der- artiges Ruhestadium auf gleicher Entwicklungsstufe z. B. auch für Opbryotrocha [Korschelt und Heider (1902)] festgestellt worden ist. Die Ausstoßung der Richtungskör])er sowie die Befruchtung selbst erfolgt unmittelbar nach der Eiablage [siehe Bütschli (1876 i und 0. Hertwig (1877)]. Zum Schluß sei es mir gestattet, Herrn Prof Dr. 0. Bütschli für das lebhafte Interesse und die Hilfe, die er mir bei meiner Arbeit in reichem Maße erwiesen hat, meinen wärmsten Dank 342 Max Jürgensen auszusprecheu. Ebenso bin ich Herrn Prof. A. Schcberg für mehrfache Unterstützung zu aufrichtigem Danke verpflichtet. Für wertvolle theoretische Ratschläge danke ich auch an dieser Stelle Herrn Privatdozent Dr. R. Goldschmidt. Literaturverzeichnis. Borv, G. (94). Die Struktur des Keimbläschens von Triton taeniatus. Arch. für mikrosk. Anat. Bd. 43. Boveri, Th. (1887, 1888, 1905). L, II., V. Heft der Zellenstudien. Jena. (04). Ergebnisse über die Konstitution der chromatischen Substanz des Zellkernes. Jena. Bütschli, 0. (76). Studien über die ersten Entwicklungsvorgänge der Eizelle usw. Abh. Senk. Ges. Frankf. 10. Bd. Carkoy, J. B., et Lebrun, H. (1897—1903). La Cytodierese de l’oeuf. La Cellule. Cholodkowsky, N. (92). Zur Kenntnis der männlichen Geschlechtsorgane der Dipteren. Zool. Anz. Bd. XV. (94). Zur Frage über die Anfangsstadien der Spermatogenese bei den In- sekten. Zool. Anz. Bd. XVII. (00). Zur Frage über den Bau des Insektenhodens. Trav. Soc. Imp. Nat. St. Petersbourg. T. XXX. Chubb, G. (06). 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Zwischengewebe. xk. Zwischengewebskerne. Tafel XX. Sämtliche Figuren bei der angegebenen Vergrößerung auf der Höhe des Mikroskoptisches gezeichnet. Fig. 1 und 2 nach Sublimat -Eisessigpräparaten Färbung; Alaunkarmin und Delafields Hämatoxylin). Fig. 3—8 nach mit Herrjiaxxs Lösung behandelten Präparaten Färbung: Eiseuhämatoxylin). Fig. 1. Totalansicht des Ovariums bei einem vom Bücken her geöffneten Tier. A'^ergr. ca. 10. Fig. 2. Übersichtsbild des Eistranges mit seinen fünf Zonen. Vergr. ca. 100. Fig. 3. Große Faserzelle im Oogonienlager. Vergr. ca. 500. Archiv für ZcUforschinKj. IM. II. J ür ge n sen. \'ei’]ag von Wilh'U t|3lmann iu Leipzig. M Jörgtnsen gcz .ß Archiv für Zellforschiiug. IM. II. Verlag vou Wilb ii Jö rgensen. ,55 6 6 CU Taf. XXII. Imann iu Leipzig. Archiv für ZeUforschung. Bd. II. Jörgensen. Verlag vou Wil Im Taf. XXIIL §4iann iu Leipzig. Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris usw. 345 Fig. 4 a und 4 b. Kleine Faserzellen. Vergr. ca. 1500. Fig. 5. Oberflächenansicht eines Follikels. Vergr. ca. .500. Fig. 6. Durchschnittener Follikel. Vergr. ca. 250. Fig. 7. Querschnitt durch die Follikelzone. Vergr. ca. 100. Fig. 8. Querschnitt durch die Reifeizone. Vergr. ca. 100. Tafel XXI. Sämtliche Figuren nach Sublimat-Eisessig (5(*/o)-Präparaten bei Boraxkarmin- BLOCHMANxfärbung. Fig. 9 — 12 bei der angegebenen Vergrößerung; Fig. 13 — 43 bei 2250facher Vergrößerung auf der Höhe des Mikroskoptisches gezeichnet. Fig. 9. Oogonienlager ;l. Zone) mit der »großen Faserzelle*. Vergi-. ca. 500. Fig. 10. Querreihen der Oocyten (2. Zone). Vergr. ca. 500. Fig. 11. Teil der 3. Zone mit Follikelbildung. Amitotische Vermehrung der Follikelkerne. Vergr. ca. 500. Fig. 12. Spongiosa. Vergr. 1500. Fig. 13 — 32. Oogonien. Fig. 13—14. Teilung des Centrosoms. Xucleolus mit Vacuolen. Fig. 15 — 16. AVanderung des Chromatins. Fig. 17. Unregelmäßige Verteilung des Chromatins. Fig. 18. Die Acht-Zahl der vom Nucleolus ausstrahlenden Fäden mit ihren Chromomeren. Fig. 19 — 21. Konzentration der Chromomeren. Allmählicher Schwund des Nucleolus und der Kernmembran. Fig. 22—23. Höchste Chromomerenverdichtung vor der Aquatorialplatte. Fig. 24. Junge tonnenförmige Spindel. Schwund der centrosomalen Substanz. Fig. 25. Ausgebildete Spindel. Fig. 26. Aquatorialplatte. Fig. 27 — 28. Auseinanderrücken der Tochterplatten. AA'^achstum der Centrosoraen. Fig. 29. Acht Schleifen, aus je zwei konjugierten Chromosomen gebildet in der Kernvacuole. Fig. 30. Auftauchen des Nucleolus innerhalb des sich konzentrierenden Chromosomenhaufens. Fig. 31. Gemeinsamer Ballen der Chromosomen, dem neugebildeten Nucleolus anliegend. Fig. 32. Beginn der Rekonstruktion. Fig. 33 — 34. Die acht chromosomenartigen Stränge sind aus je zwei kon- jugierten Chromosomen zusammengesetzt, die eine Unterteilung in je zwei Chromomere aufweisen. Fig. 35—37. Allmähliche Wanderung der Chromatinsubstanz auf das achro- matische Fasernetz. Fig. 38. Zwei rekonstruierte Tochterkerne in einer Zelle. Fig. 39. Ruhender junger Oocytenkern. Fig. 40—43. Junge Oocytenkerne mit zwei Nucleolen. Tafel XXII. Figuren 44 — 74 bei 2250facher, Figuren 75—83 bei 1500facher V'ergröße- rung auf der Höhe des Mikroskoptisches gezeichnet. Figuren 44 — -52, 54—64, 79—83 nach Sublimat-Eisessig (20o/o;-Präparaten. Figuren 53, 65 — 78 nach Herr- MARKs Präparaten. Färbung: Eisenhämatoxylin. Archiv f. Zellforschung. II. 23 346 Max Jörgensen Fig. 44—53. I. Phase. Ausbildung der Ringe. Fig. 44. Ruhender junger Oocytenkern. Zerfall der Centrosomen. Fig. 45—47. Das Chromatinwachstum beginnt am Nucleolus und breitet sich über das Kernnetz aus. Fig. 48. Vom Nucleolus ausstrahlende Chromatinbahnen. Fig. 49. Die acht vom Nucleolus strahlig ausgehenden Chromatinschleifeu sind aus je zwei konjugierten Chromosomen zusammengesetzt (Chromidien' . Fig. 50 — 51. Ablösung dieser Schleifen vom Nucleolus und ihr Zusammen- schluß zu ringförmigen Figuren. Fig. 52 — 53. Auseinandergezogene und kompakte Ringfiguren, je zwei konjugierter Chromosome. Fig. 54—61. n. Phase. D ekonstrukti on der Ringe. Ausbildung eines einheitlichen Chromatinfadens. Fig. 54 — 55. Faltungen und Knickungen der Ringe. Ausbildung der Achterfiguren. Fig. 56. Auflösung der Figuren zu Strängen. (Chromidien.) Fig. 57—59. Allmähliches Verschmelzen der einzelnen Stränge zu einem (einzigen?) Chromatinband.. Fig. 60—61. Größte Ausbildung des kompakten Chromatinfadens. Fig. 62 — 71. IIP Phase. Zerstäubung des Chromatins. Fig. 62 — 64. Beginn dieser Zerstäubung. Zerfall und Schwund des Nuc- leolus. Verbacken der Fadenteile zu Ballen. Fig. 65—68. Stadien während der Chromatinzerstäubung: faltige Kern- membran, periphere dunkle Kernzone. Fig. 69 — 70. Allmähliche Konzentration des schwach färbbaren Chromatin- fadens. Fig. 71 — 83. IV. Phase. Fig. 71. Maximale Chromatinzerstäubung. Der schwach färbbare, aufge- knäuelte Faden weist zahlreiche Körnchen auf. Fig. 72— 74. Wachstum dieser Körnchen. Einziehen der letzten Ausläufer des sich immer mehr konzentrierenden Fadens. Fig. 75 — 76. Auftauchen zahlreicher Nucleolen. Fig. 77 — 78. Ringförmige Gruppierung des wachsenden Chromatins. Erstes Auftreten vereinzelter Körnchen (Trophochromatin?) im Kern. Fig. 79 — 80. Allmähliches Verschmelzen der Chromatinkugeln zu einem Ring. Struktur des- Kernsaftes. Fig. 81 — 82. Ausbildung der höchsten Chromatinverdichtung. Zahlreiche Nucleolen. Fig. 83. Die Nucleolen sind von dem maximal verdichteten Chromatin- | ballen peripher gewandert und durchbrechen die Kernmembran. i Tafel XXIII. ! Figuren 84 — 99, 101 — 104 bei ca. 500facher, Figur 100 bei 1500facher, Fi- | guren 88a, 103a und b und 104 bei 2250facher Vergrößerung. Figuren 84 —90, j 92 — 97, 99 — 100, 103 nach Sublimat-Eisessig JO^’/ol-Präparaten. Färbung: Eisen- n hämatoxylin. (Fig. 88 mit DELAF.-Hämatoxylin.) Figuren 91, 98, 101 nach Prä- j paraten mit Sublimat-Eisessig (5o/o)-Färbung: Boraxkarmin Blochjiaxx. Fi- 1 guren 88a, 89, 102, 104 nach Herrmaxns Präparaten. Färbung: Eisenhäma- | toxylin. Fig. 84 — 93. Follikelbildnug. | I Untersuclningen Uber die Eibildimg bei Nephelis vulgaris usw. 347 Fig. 84 — 87. Allmählicher Zerfall der zu Gruppen vereinigten Oocyten. Direkte Verbindung der bleibenden Oocyte mit dem Follikelprotoplasma. Fig. 88 und 88a. Mehrpolige Spindeln der Follikelkerne. Biskuitförmige Chromosome. Fig. 89. Siebenpolige Spindel. Tochterplatteu. Fig. SCr. Kekonstruktion der Tochterkerne im Follikel. Fig. 91. Zehn Äquatorialplatten der sich teilenden Follikelkerne. Fig. 92. Rekonstruierte Follikelkerne. Fig. 93. Schnnind des Follikelplasmas. Verwachsen der inneren und äuße- ren homogenen Follikelzone. Fig. 94 — 104. Ausbildung der ersten Richtungsspindel. Fig. 94. Erstes Auftreten der speziöschen Protoplasmakörachen in dem gleichmäßig körnigen Protoplasma. Fig. 95 — 9(). Verschmelzen dieser Körnchen zu Schollen und Gruppierung dieser Schollen um zwei unsichtbare Centra. Wolkige Beschaffenheit des Ei- protoplasmas. Fig. 97. Wanderung der Schollen an den Kern. Fig. 98. Die beiden Centrosomen im Schollenkranz. Fig. 99. Centrosom mit Schollenkranz in einer muldenförmigen Vertiefung des Kernes. Fig. 100. Asymmetrie des mehrschichtigen Schollenkranzes.) Fig. 101. Die auseinanderrückenden Centrosomen in gemeinsamer Proto- plasmainsel. Fig. 102. Oppositionsstellung der Centrosomen. Reißen der Kernmembran. Knickung der Sphärenstrahlung. Zerfall der Dotterschollen. Fig. 103. Spiralige Spindel. Abnahme der Knickung der Sphärenstrahlung. Reste der Dotterkörnchen. Fig. 103 a und b. Äquatorialplatten bei Eisenhämatoxylin und Delafields Hämatoxylin Färbung. Fig. 104. Ausgebildete Spindel. Spirale Anordnung des Dotters. Prä- reduktionsteilung. 23* Die Chromaiinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus Lss. und der Primärtypus der Reduktion. Von Richard Goldschniidt (München). Hierzu Tafel XXIV und XXV und 6 Testfiguren. Im Jahre 1905 gab ich eine ausführliche Darstellung der Reifung und Befruchtung des interessanten Trematoden Zoogonus mirus Lss. Das Hauptresultat war die Feststellung eines höchst einfachen Re- duktionsvorganges, indem in die Reifeteilungen die Normalzahl von Chromosomen, nämlich 10, eintraten, die in der ersten Reifeteilung nach einem Längsspalt verteilt werden, während in der zweiten Teilung je fünf ganze Chromosomen nach einem Pol wandern. Da dieser Vor- gang dem Idealschema der Reduktion Weismanxs entspricht, nannte ich ihn den Primärtypus. Ich nahm in der Zwischenzeit verschie- dentlich Gelegenheit, auf die prinzipielle Bedeutung der Existenz dieses Primärtypus hinzuweisen, der sich ja gar nicht mit den Theo- rien der Chromosomenkonjugation vereinigen läßt. Vor einiger Zeit baten mich nun Herr und Frau A. und K. E. Schreixer, deren theo- retischen Anschauungen dieser Primärtypus eiu Dorn im Auge sein mußte, um meine Zoo^roHt^s-Präparate, die ich ihnen, soweit noch brauchbar, gern überließ. Gab ich mich doch der sicheren Hoffnung hin, sie dadurch von der Richtigkeit meiner Schilderung üherzeugeu zu können. Wie erstaunte ich, als ich nach nicht langer Zeit meine Präparate zurückerhielt mit der Mitteilung, daß sie zu einer anderen Deutung gelangt seien. Nun werden ja in der Reduktionsfrage oft die merkwürdigsten Interpretationen gemacht, und so war ich be- gierig zu erfahren, auf welche Weise den beiden Autoren wohl die Umdeutung der Befunde gelungen sei. Da erschien vor kurzem Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 349 eine Arbeit von A. und K. E. SchreixerI), in der sie die Ilesultate ihres »Studiums« meiner Präparate niederlegten. Mit wachsendem Erstaunen las ich dieses Elaborat. Nicht eine neue Interpretation war da zu finden : an meinen eigenen Präparaten, die ich doch recht gut zu kennen glaubte, behaupteten die Autoren gefunden zu haben, daß alle meine Tatsachenangaben falsch sind. Die Normalzahl der Chromosomen ist nicht 10, sondern 22 — 26, in die Keifeteilungen treten 11—13 Elemente ein, und das ist die reduzierte Zahl! Da sich in den Oocyten auch alle die berühmten Stadien der Chromo- somenkonjugation finden, so ist alles in schönster Ordnung, und der ganze Vorgang verläuft nach dem Tomo2)teris-Ty^viS. Hätte diese Darstellung wirklich eine Unterlage, so wären nur zwei Möglichkeiten übrig. Entweder habe ich meine Schilderung aus den Fingern ge- sogen, oder aber ich bin unfähig zur mikroskopischen Forschung, da ich nicht 10 von 26 Chromosomen unterscheiden kann. In beiden Fällen bliebe mir nichts andres übrig, als zu schweigen und mich zu schämen. Schreixers waren so liebenswürdig, mit aller wünschens- werten Deutlichkeit sich für die letztere Alternative zu entscheiden, und so nahm ich die Präparate wieder vor, au denen sie die von ihnen gezeichneten Stellen genau bezeichnet hatten, dazu noch eine große Zahl von Präparaten, die Schreixers nicht Vorgelegen hatten. Und in der Tat, ich habe mich geschämt, aber nicht meinetwegen, sondern dessen, daß zwei* auf ihrem Arbeitsgebiet geachtete Forscher es wagen, auf Grund flüchtigster Untersuchung, anfängerhafter Be- obachtungsfehler, zum Teil falscher Identifizierung des Objekts, wie ebenso schöner wie falscher Zeichnungen einem Kollegen die schwer- sten Vorwürfe zu machen, die erhoben werden können. Gewiß, Liebe macht blind, die Begeisterung für eine vorgefaßte Überzeugung kann manches anders sehen lassen, als es der nicht Voreingenom- mene sieht. Aber daß Forscher, die sich seit Jahren mit Zellpro- blemen beschäftigen, es fertigbriugen, die in verschiedenen Ebenen des Gesichtsfeldes liegenden Schleifenenden von Chromosomen für besondere Chromosomen zu erklären oder eine erste Keifeteiluug als zweite abzubilden oder die in der Anaphase auseinanderweichenden Tochterchromosomen als einzelne Bestandteile der Aquatorialplatte zu zählen, alles nur, um eine theoretisch gewünschte Zahl zu er- A. und K. E. Schkeiser (1908;, Neue Studien über die Chromatinreifung der Geschlechtszellen. V. Die Reifung der Geschlechtszellen von Zoogonus mirus Lss. Vidensk. Selsk. Skrift, 1. Kl. 1908. 350 Eichard Goldschmidt laugen, dafür fehlt mir der Ausdruck. Wenn ich also gezwungen bin, im folgenden zu zeigen, daß einesteils meine frühere Darstellung des Reduktionsvorgangs den Tatsachen entspricht, andernteils ein wenig den Schleier zu lüften von der Arbeitsweise des Ehepaares Schreiner, so bemerke ich im voraus, daß sämtliche von Schreiners sowohl wie von mir hier gezeichneten Bilder in den Präparaten leicht auffindbar bezeichnet sind, daß alle diese Präparate jederzeit jedermann zur beliebigen Benutzung zur Verfügung stehen und daß ich mich sehr freuen würde, wenn recht viele Fach ko liegen die Ge- legenlieit benützten, sich sowohl von der Existenz des Primärmodus der Reduktion zu überzeugen als auch sich ein Urteil zu bilden über die unverantwortliche Arbeits- weise von Herrn und Frau Schreiner. Zugleich aber möchte ich bitten, die Schärfe meiner Verteidigung als mir durch die Schärfe der ungerechten Angriffe aufgezwungen zu entschuldigen. ^ I a. Die Normalzahl der Chromosomen. Entscheidend für die Existenz oder Nichtexistenz des Primär- typus der Reduktion ist die Feststellung der Chromosomennormal- zahl. Denn da Schreiners mir zustimmen, daß in die erste Reife- teilung etwa 10 Chromosomen eintreten — nach mir genau 10, nach ihnen 11 — 13, was ich später als falsch nachw^eisen werde, was aber zunächst belanglos ist — , so ist die Frage schon allein entschieden, [ wenn festgestellt wird, ob die Chromosomenzahl normal 10 — 13 oder 20 — 26 beträgt. Ich hatte als Normalzahl 10 gefunden nach Zäh- ; lungen von Furchungs- wie Gewebszellen, mich aber mit wenigen ^ Abbildungen begnügt, da die Verhältnisse so unendlich klar sind, ^ daß viele Bilder überflüssig erscheinen. Nun finden Schreiners ' wenigstens 22, wahrscheinlich 24 — 26, sehen wir also zu, wie sie zu diesen Zahlen kommen. Als ich die zum Beweis auf Taf. IV abgebildeteu Zellen betrachtete, glaubte ich zuerst andre Bilder vor | mir zu haben, denn das hätte ich wirklich Schreiners nicht zu- i getraut, was ich da sehen mußte. Da aber in den bezeichneten ' ; Schnitten die betreffenden Zellen nur einmal Vorkommen, so konnte kein Zweifel sein. Das schönste derartige Beispiel kann ich mir nicht versagen nach der zwar sehr schönen, aber unglaublich falschen Zeichnung Schreiners in Fig. 17 a, Taf. XXV, zu reproduzieren und daneben die richtige Zeichnung zu setzen (175). Schreiners finden über 20 Chromosome in dieser ersten Fnrchungsspindel. Das Rezept Die Chroinatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 351 ist sehr einfach: Älaii txnterzieht sich nicht etwa der Mühe, die ein- zelnen Schleifen sorgfältig zu verfolgen, sondern läßt sie einfach da endigen, wo sie aus einer optischen Ebene heraustreten, und macht aus ihren mehr oder weniger langen und umgebogenen Schleifen- enden »einige ganz kleine Chromosomen, die in den Aquatorialplatten zwischen den dicht gedrängten centralen Enden der radiär angeord- neten längeren Chromosomen gelegen sind«. (Nebenbei gesagt, zeichnen Schreiners alle tief liegenden Teile hoch und umgekehrt, was bei dem Vergleich der Bilder zu berücksichtigen ist. An und für sich ist das ja gleichgültig, da es sich ja nur um Zahlenverhält- nisse handelt und die einfachsten Strichzeichnungen, wie sie die Amerikaner machen, dafür genügen. Wenn man aber schon so schöne Bilder entwirft, kann man sie auch richtig wiedergeben.) Aber nicht genug mit dieser naiven Interpretation des Präparates. Ich habe in der Reproduktion von Schreiners Abbildung (Autotypie direkt von der Originaltafel) ein Chromosom mit x bezeichnet. Ei, ei, Herr und Frau Schreiner, wo kommt denn das her? Im Prä- parat findet sich davon auch keine Spur! Jedenfalls ein Zeichen- fehler zum höheren Ruhm des To??zojjfe/is-Typus! Oder sollte gar die Interpretation richtig sein, die einige der Herren gaben, denen ich das Präparat demonstrierte, daß Schreiners die beiden etwas schwach extrahierten Spindelfasern, die meine Abbildung an der be- treffenden Stelle zeigt, als Chromosom abbilden? Jedenfalls kann ich nur einem jeden, der die Mikroskopierkunst des Ehepaars Schreiner kennen lernen will, diese Zelle angelegentlich zum Stu- dium empfehlen; für den Betreffenden ist dann in 5 Minuten die ganze Frage erledigt. Ich benutze deshalb auch jede Gelegenheit, hiesigen wie mich besuchenden Kollegen gerade dies Präparat zu demonstrieren. Die Äußerungen, die ich da schon zu hören bekam, möchte ich lieber nicht mitteilen. In Wirklichkeit zeigt das Prä- parat also für jeden, der mikroskopieren kann, zehn schöne, große schleifenförmige Chromosomen. Außer diesen finden sich bei n zwei durch das Eisenhämatoxylin ebenfalls geschwärzte Nucleolen, die von dem Vorkern her noch erhalten sind. Sie für Chromosomen zu erklären, wäre ja naiv, ich habe aber nichts dagegen, denn für 16 Chromosomen wird sie wohl niemand halten. Eigentlich wäre damit der Fall für mich und jeden, der dies Präparat gesehen hat oder sehen wird, erledigt. Aber einmal möchte ich, da ich nun dabei bin, die wissenschaftliche Methode Schreiners gründlich beleuchten, wofür sich noch viel Gelegenheit bietet, sodann 352 Richard Goldschmidt aber neben der mir aufgezwungenen Polemik auch positives neues ^Material beibringen. Zunächst noch ein Beispiel dafür, daß in der Arbeitsmethode Schreiners System liegt. In ihrer Fig. 23 bilden sie eine Prophase der zweiten Furchungsteilung ab, die über 20 Chro- mosomen zeigen soll. Ich habe sie in Fig. 20a, Taf. XXV, reprodu- ziert und in Fig. 20h die richtige Zeichnung daneben gestellt. Es erhellt daraus, wie jederzeit sich jedermann überzeugen kann, daß in diesem Fall Schreiners nicht die Schleifenenden abhackten, um zu ihrer Zahl zu kommen, sondern die meisten Schleifen hübsch in zwei Stäbchen zerlegten. Ja, aus einem Chromosom, in meiner Ab- bildung mit X bezeichnet, das zufällig in zwei Schlingen verläuft, d. h. senkrecht zur Gesichtsebene eine S-Figur bildet, wie mühelos festzu- stellen ist, haben sie sogar drei Chromosomen i von mir mit a, h, c bezeich- net) hergestellt! Soll ich wirklich angesichts solcher elementarer Beobachtungsfehler die Abbildungen noch weiter analysieren? Fest- stellen, daß die Prozedur bei der Furchungszelle Fig. 24 die gleiche » ist, oder daß in Fig. 26 die Aquatorialplatte einer Embryonalzelle im Beginn des Auseinanderweichens der Tochterchromosomen abge- bildet ist, wie man bereits aus der Abbildung ersieht, aus dem Prä- parat aber mit Gewißheit entnimmt? Aber Herr und Frau Schreiner, die erfahrenen Cytologen, zählen jedes Chromosom einzeln und suchen dem Leser durch die erhebende Mitteilung über sein Erstaunen weg- zuhelfen, daß in allen Mitosen, mit Ausnahme der Reifungs- und ersten Furchungsmitosen, die Chromosomen eine ausgeprägt paarige Gruppierung zeigen; »die Paarlinge sind von gleicher Länge, und ihre centralen Enden liegen einander ganz nahe«. Zum Vergleich sei aber eine noch etwas jüngere Prophase (Fig. 22, Taf. XXV) einer Ectodermzelle eines jüngeren Embryo abgebildet, in der mit unfehl- barer Deutlichkeit zehn Chromosome zu zählen sind, von denen die acht größeren einen schönen Längsspalt zeigen, während er an den zwei schrägstehenden kleinen nicht nachweisbar ist. Die ausschwei- fendste Phantasie vermöchte wohl hier nicht die Spalthälften der einzelnen Chromosomen zu zählen, und da die Schleifen hier, wie meist in kleinen Zellen, nur wenig gebogen sind, besteht auch keiner- lei ^löglichkeit, sie nach oben besprochener Methode an irgendeiner Biegungsstelle zu zerlegen. (Die Zelle ist ausnahmsweise mit stär- kerer Vergrößerung, d. h. Ocular 12, gezeichnet.) Doch man könnte vielleicht meinen Kritikern recht geben, daß ich meine Angaben über die Xormalzahl der Chromosomen nicht mit genügenden Abbildungen belegt habe. Ich möchte das deshalb hier Die Cliromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 353 uachholen und bilde auf Taf. XXIV, Fig. 5 — 16, eine Anzahl iMitosen aus den verschiedensten Zellarten ab. Ich habe bei diesen Bildern keinerlei Kücksicht auf das Protoplasma genommen, Strahlungen usw. nur angedeutet und auch bei den Chromosomen weniger Wert auf schwungvolle Zeichnung als genaue Zählung gelegt. Natürlich wurden möglichst solche Zellen ausge- wählt, bei denen die Chromo- somen wenige Biegungen und Verschlingungen machen. (Eine feste Kegel läßt sich darüber, wie leicht die Präparate zeigen, hier bei Zoogonus nicht auf- stellen. Im großen Ganzen kann man sagen, daß in großen Furchungszellen die Chromo- somen die Form von langen Schleifen haben, in mittleren die von Bügeln, in kleinen, wie in Gewebszellen, die von Stäb- chen. Vollständig stimmt das aber nicht, zumal die Chromo- somen im Lauf einer Zellteilung ihre Gestalt stark verändern. Mit der Anaphase setzt stets eine Kontraktion ein, so daß mit den Telophasen die Stab- form erreicht wird. Dazu kommt, daß die »Zugfasern« an einem Schleifenende ansetzen und so die einzelnen Elemente, wenn in der Aquatorialplatte gele- gen, beim Auseinanderweiehen gestreckt werden. Die stärksten derartigen Kontraktionen finden sich in der zweiten Reifeteilung.) Auch hier habe ich, nachdem bisher vorwiegend Schnitti)räparate besprochen wurden, mich haupt- sächlich an Totalpräparate gehalten, und zwar teils auch solche, die Schreiners nicht Vorgelegen hatten. Zwar halten Schreiners Total- präparate für weniger günstig als Schnittpräparate für die Zählung, was aber nur für den zutrilft, der das Bedürfnis fühlt, 2 1/2 mal soviel Chromosomen zu finden, als vorhanden sind, und durch den Gegen- Textfig. 1. Totalpräp. S. Aquatorialplatte der ersten Furclinngsteilang. 354 Richard Goldschmidt stand seiner Arbeiten noch wenig Gelegenheit hatte, mit Totalpräpa- raten zu arbeiten. In Texttig. 1 ist noch eine weitere erste Furchungs- spindel abgebildet. Die Seriierung kann nicht zweifelhaft sein, da die beiden Richtungskörper vorhanden sind. Man zählt mit unfehl- barer Sicherheit zehn schleifenförmige Chromosome. Ihre Lage ist eine derartige, daß selbst der Wunsch, mehr zu finden, nur bei den beiden winklig geknickten Anhaltepunkte finden könnte, aus jedem zwei zu machen. Der neben der Aquatorialplatte gezeichnete Dotter- kernrest (f//.j liegt im Präparate darunter und wurde nur der Deut- lichkeit halber dauebeugelegt. Die Aquatorialplatte eines jüngeren Furchungsstadiums im Totalpräparat zeigt Fig. 10. Es handelt sich um eine kleine Zelle, deren Chromosomen deutlich auseinanderliegen. Nur bei dem einen großen U förmig gebogenen Element x findet sich eine Schleifenbiegung, die Veranlassung geben könnte, das Chromo- som für zwei zu betrachten. Es sind wieder genau zehn. Fig. 16 zeigt eine Makromere aus einem Sechs-Zellenstadium, ebenfalls Total- präparat, die Aquatorialplatte vom Pol gesehen. Sämtliche Chromo- some, zehn an der Zahl, sind mühelos zu verfolgen. Die beiden großen Schleifen links oben sind auf das deutlichste als Individuen zu verfolgen, sie sind jedenfalls die einzigen, bei denen eine Inter- pretatiouskimst je zwei verklebte Elemente hineingeheimnissen könnte. Fig. 8 zeigt die Aquatorialplatte einer Makromere eines 8-Zellen- stadiums. Nur das abgebogeue Chromosom rechts unten läßt den Längsspalt erkennen. Die Enden der langen , wenig gebogenen Schleifen biegen im Centrum der Figur ein wenig nach oben. Ein Anfänger könnte daraus vielleicht selbständige Kugeln machen, auf 26 Elemente könnte er dadurch aber die 10 doch nicht steigern. Fig. 5 bezieht sich auf eine Makromere eines 5-Zellenstadiums. Die Anordnung der Elemente ist so einfach, ihre Biegung so gering (bis auf das eine oben gelegene), daß Zählungsfehler ausgeschlossen sind; Resultat: zehn Chromosomen. Fig. 7 bezieht sich auf ein 10-Zellen- stadium. Die Zellen sind bereits geteilt, imd da sie im Totalpräparat schräg Übereinanderliegen, lassen sich die beiden Tochterplatten leicht gleichzeitig vom Pol aus betrachten. In beiden erkennt man mühe- los und in jeden Zweifel ausschließender Weise zehn Chromosomen. Fig. 12 endlich zeigt in seitlicher Ansicht die Tochterplatten aus einem 12-Zellenstadium. Unten lassen sich im Präparat leicht zehn Elemente zählen, viel deutlicher natürlich als in der Zeichnung, die die verschiedenen Ebenen zur Deckung bringt. Oben läßt sich keine sichere Zählung ausführen, aber der erste Blick lehrt, daß es sich Die Chromatinreifnng der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 355 keinesfalls um eine Zahl über 20 handeln kann. Die Beispiele ließen sich jederzeit beliebig vermehren. Kur ein ganz ungewöhnlich in- struktives sei noch in Fig. 21, Taf. XXV, abgebildet. Es handelt sich um die späte Prophase in 'der Makromere eines Furchungsstadiums von zwei Zellen, das sonst völlig normal ausgebildet ist. Der ab- gebildete Schnitt enthält sämtliche chromatischen Teile der Zelle, die beiden Kachbarschnitte nur die Teiluugspole mit den Centro- somen. Oben rechts liegt innerhalb eines Schrumpfraumes ein vom Eisenhämatoxylin stark geschwärzter Dotterkernrest. Die Mitte der Zelle wird eingenommen durch eine typische Aquatorialplatte mit im Kreis angeordneten, längsgespaltenen Chromosomen. Genau acht Doppelbügel sind so zu zählen, ein neunter nimmt die Mitte der Figur ein und geht schräg in die Tiefe. Ein zehntes gespaltenes Chromosom [x] liegt außerhalb der Figur; die Erklärung dafür wird sich gleich ergeben. Nun sind in dem Präparat die an den Chromo- somenenden anhaftenden Zugfasern tief geschwärzt. Die Ansatz- stellen der Spalthälften sind bereits ein wenig nach den verschie- denen Polen voneinander abgerückt, was, da in der Figur schwer wiederzugeben, in 21a für ein Chromosom herausgezeichnet wurde. Man kann nun bei hoher sowohl wie bei tiefer Einstellung die zu den beiden in den Nachbarschnitten liegenden Spindelpolen hin- ziehenden Zugfasern als einen Kranz haarscharfer, tiefschwarzer Punkte einstellen, die für hohe Einstellung in die Zeichnung ein- getragen und mit jeden Zweifel ausschließender Genauigkeit als zehn festzustellen sind. Nur für das Chromosom x sind beide Zug- faserquerschnitte eingetragen, und da sieht man die tiefer liegende Faser nach einem links unten liegenden Spindelpol ziehen. In der Furchungszelle findet sich nämlich fast vollständig in diesem Schnitt liegend eine zweite Spindel, deren eines Centi'osom rechts sichtbar ist, während der Nachbarschnitt dasjenige des Gegenpols enthält. In der Aquatorialplatte der Spindel finden sich fünf Chromosomen, von denen zwei dicht beieinanderliegende größer, die drei darunter- liegenden kleiner sind. Eines der letzteren besteht aus zwei ge- trennten Kugeln. Was bedeutet dieses pathologische Vorkommnis? Es kann keinem Zweifel unterliegen, daß hier in die Furchungszelle ein Spermatozoon eingedrungen ist und nun, wie ja bekanntlich auch anderwärts, eine eigene Teilungsspindel gebildet hat. Höchst charak- teristisch ist, daß die beiden Centrosomen genau die gleichen Größen- differenzen zeigen wie die ja auch vom Spermacentrosom entstam- menden Centrosomen der ersten Furchungsteilung! Der in dem 356 Richard Goldschmidt gezeichueteu Schnitt liegende Pol sendet einige Strahlen zur Aqua- torialplatte der Zelle, der andre Pol dagegen, dessen kleines Centro- soni im Nachbarschnitt liegt, hat sich mit einer Zngfaser der Spalt- hälfte des Chromosoms x bemächtigt, das so von seiner Äquatorial- platte getrennt wurde. Die Zelle enthält also durch ein unnormales Vorkommnis eine normale Furchungsspiudel mit zehn Chromosomeu und eine annähernd senkrecht dazu stehende Spermaspindel mit der re- duzierten Zahl von fünf Chromosomen; ein überaus beweisendes Objekt! Genau das gleiche wie die Furchuugszellen zeigen die somatischen Mitosen, die relativ häufig zu finden sind, wenn sich natürlich auch nur in günstigen Fällen genau zählen läßt. In Fig. 13 ist ein Harnblasenepithelkern in der Prophase abgebildet. Der Deutlichkeit halber wurden zwei optische Ebenen des Totalpräparats in a und h gezeichnet. Die Zählung ergibt mit absoluter Sicherheit zehn Ele- mente. Da sie alle nur wenig gebogene Stäbchen darstellen, so ist jede Täuschung ausgeschlossen. Fig. 6 zeigt eine Parenchymzelle in Teilung. Da die stäbchenförmigen Chromosomen im Bild der ganzen Zelle sich teilweise decken, sind sie noch einmal für jeden Teilungspol in drei optischen Ebenen herausgezeichnet. Über die Zahl 10 kann nicht der geringste Zweifel herrschen. Schließlich zeigt noch die Fig. 9 eine Epithelzelle des vas efferens im Moment des Auseinanderrückens der Tochterchromosomen. Nahe jedem Pol liegen neun Stäbchen, ein noch ungeteilter Doppelstab liegt in der Mitte zwischen den Polen. Also auch in den somatischen Zellen läßt sich die Normalzahl 10 mit Sicherheit fest- stelleu. Erübrigt nur noch die Feststellung der Zahl in den Urgeschlechts- zellen. Fig. 14 zeigt die Tochterplatten einer Spermatogonienmitose im Totalpräparat. An der Zahl 10 kann nicht der geringste Zweifel herrschen. Aber ich könnte ja die Spermatogo uien mit den Spermato- cyten verwechselt haben, was bei meiner durch Schreiners nachge- wiesenen Unfähigkeit leicht möglich wäre. Darum gebe ich in Fig. 15 a und h zwei aufeinanderfolgende Schnitte durch einen pro- phatischen Üogouieukern. Jeder Schnitt enthält fünf dicke Chromo- someustäbchen. Eines der größten von ihnen, rechts unten in 6, zeigt eine schraubige Biegung, die zum Trugbild zweier getrennter Stücke Veranlassung geben könnte. Aber die Zahl 26 wird dadurch immer noch nicht erreicht. Das Kesultat dieses Abschnittes ist, daß genau ent- sprechend meinen früheren Angaben die Normalzahl der Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 357 Chromosomen bei Zoogonus mirus Lss. in Furchungszelleii, Embryonalzellen, somatischen Zellen des erwachsenen Tieres, Ovogonien, Spermatogonien und Dotterzellen zehn ist, und daß die an größtenteils den gleichen Präparaten gewonnenen Zahlen Sciireixers auf einer derartig flüch- tigen und unverantwortlichen Arbeitsweise beruhen, daß dafür kein Ausdruck der Entrüstung stark genug erscheint. b. Der Reduktionsvorgang in den Reifeteilungen. Die Frage nach der wirklichen Existenz des Primärtypus der Reduktion ist damit eigentlich bereits in positivem Sinn erledigt. Da aber Schreiners sich auch in höchst fehlerhafter Weise mit den Reifeteilungen befaßt haben und es vielleicht auch sonst manchem wünschenswert erscheinen möchte, noch weitere Belege als die früher von mir gebrachten für die Richtigkeit meiner ursprünglichen Dar- stellung zu sehen, so seien dieser Periode ebenfalls noch einige Worte und Abbildungen gewidmet. Nach meiner Schilderung bilden sich in dem ruhenden Kern der besamten Eizelle in charakteristischer Weise zehn längsgespaltene Chromosomen aus, die in die Äquatorial- platte der ersten Reifungsspindel eintreten. Schreiners bemerken, daß dies »ungefähr das Richtige« trifft. Ungefähr nämlich, weil sie 11 — 13 finden. Zum Beweis bilden sie in Fig. 14 eine Prophase der ersten Richtungsspindel ab, die aus drei Schnitten kombiniert ist. Sie zählen mit Sicherheit 11, vielleicht sind aber 12 oder sogar 13 Chromosomen vorhanden. Ich erlaube mir, zur Kontrolle jener Kombination die betreffenden drei Schnitte in Textfig. 2, h, c, d ab- zubilden und dem in a die ScHREiNERsche Rekonstruktion gegenüber- zustellen. In h enthält der Kern zwei schöne Doppelchromosomen, ■ in c drei, von denen eines vom Pol gesehen ist, in d fünf, von denen drei schräg gesehen sind, macht zusammen zehn, genau wie ich es früher nach einem von allen Seiten studierten Totalpräparat ab- bildete. Wo stecken nun die 1 — 3 überzähligen der ScHREiNERSchen Kombination? a zeigt dieses Bild reproduziert, bei n findet sich ein kleines Chromosomenpaar eingezeichnet, das man vergeblich in mei- nen Zeichnungen sucht, vergeblich auch in dem Präparat. Doch halt! Betrachtet man das Präparat genau, so sieht mau, daß das äußerste Ende des rechten Chromosoms von Schnitt h ein klein wenig abwärts gebogen ist, so daß man bei tiefster Einstellung sein Querschnittsbild einstellen kann. Aus Versehen haben Schreiners daraus ein darunterliegendes Chromosomenpaar gemacht. Von den 358 Richard Goldschmidt beideu »vielleicht »-Chromosomen fehlt aber auch jede Spur, oder sollten sie vielleicht in dem kleinen geschwärzten Granulum stecken, das in Schnitt c oben neben dem vertikalen Chromosom liegt? Auch diese Schnitte kann ich jedermann als sehr lehrreich zur Betrachtung empfehlen ! Es treten also, genau wie von mir angegeben, zehn Chromosomen in die erste Reifeteiluug ein. Auch auf dem Stadium der Äquatorial- platte lassen sie sich oft leicht zählen. Schreibers haben nach meinen Präparaten ein solches abgebildet, in dem gerade die Tochter- chromosomen beginnen auseinauderzuweichen. Sie finden, wie ihre , Fig. 155 zeigen soll, in einem Schnitt neun Chromosomen, in jedem Nachbarschnitt je eines, von denen eines vielleicht sogar zwei dar- stellt, und ein Chromosomeustück, macht 12 — 13 Elemente. Auch hier ist in Fig. 155 ein gebogenes Element in seinen zwei nach auf- ! wärts sehenden Querschnitten als zwei Elemente aufgefaßt; doch gebe ich zu, daß die betreffende Stelle etwas schwierig ist und die I Möglichkeit, zur Zahl elf zu gelangen — mehr keinesfalls — , auch | bei gründlicher Beobachtung besteht. Von entscheidender Bedeutung ist aber vor allem der Verlauf der zweiten Reifeteilung, weshalb ich für sie meinen früheren Ab- bildungen sechs neue zufüge. Schade, daß Schreiners in den Prä- i paraten diese schönen Stadien nicht aufgefunden haben; ich wäre j gar zu neugierig, zu erfahren, wie sie da die für den Tomopteris- ' Typus notwendige Zahl hineineskamotiert hätten. Doch nein, das ist ja alles schon widerlegt, denn Schreiners bilden in ihrer Fig. 19a u. 5 zwei Schnitte durch die zweite Reifespindel ab und belehren den Leser, daß er auf den ersten Blick sieht, daß mehr als fünf Chromosomen vorhanden sind. Es ist ja nun vielleicht zuviel verlangt, daß man ein Objekt, über das man schreibt, auch kennt; der mit dem Objekt Vertraute hätte nämlich auf den ersten Blick erkannt, daß die hier abgebildete Zelle nicht die zweite, sondern die erste Richtungsspindel enthält. Das, was man aber von jemand verlangen kann, der sich anmaßt, einem andern zu erklären, daß seinen Angaben fürderhin keine wissenschaftliche Bedeutung beigelegt werden kann, ist, daß er bei Begründung einer derartigen Kränkung wenigstens dem Gegenstand soviel Aufmerksamkeit zu- wendet, daß er nicht elementare und in keiner Weise zu entschuldi- gende Fehler begeht. Wo haben Schreiners denn in diesem Prä- parat — es gehören dazu noch zwei Schnitte — den ersten Rich- tungskörper gesehen, der niemals unauffindbar ist? Warum haben Textfig. 2. 359 Ser. 1, 64 — C. 6, c, d drei Schnitte durch die Prophase der ersten Reifeteilung, a Reproduktion der ScHREiNERschen Rekonstruktion dieser Schnitte. 360 Eichard Goldschmidt Schreiners nicht auch den vorhergehenden und folgenden Schnitt angeschaut, in dem sich die beiden nur für die erste Reifeteilung charakteristischen hakenförmigen Centrosomen finden, was ihnen ja wohl bekannt sein mußte? Dieselben Autoren, die sich für befugt halten, mich darüber zu belehren, daß man bei Schnittserien nicht nur einen Schnitt berücksichtigt! Gar nicht zu reden von dem Spermakern, dessen Verwendung zur Identifizierung des Stadiums ja Kenntnis des Objekts erfordert! Denn bei Zoogoniis ist aus- nahmslos der Spermakern bereits in der frühen Anaphase der zweiten Reifeteilung in seine fünf Chromosomen zerfallen, in den Telophasen gar sind die frei im Plasma liegenden Spermachromo- somen meist so weit auseinandergerückt, daß sie auch dem ungeüb- testen Auge keine Schwierigkeit der Zählung bieten. In dem vor- liegenden Stadium aber hat der Spermakern noch Kerncharakter, die vorher vorhandene dichte Chromatinmasse hat sich zu einem kernartigen Gebilde aufgelockert, in dessen Innern kleine Chromatin- brocken im Begrilf stehen, sich zu Chromosomen umzubilden. Mit ] Sicherheit erkennt man die Anordnung der Mikrosomen zu fünf paral- lelen Zügen, ja ein Chromosom ist schon durch Verschmelzung der ^likrosomen nahezu fertiggestellt. Auch dieser Kern ist von Schreiners in leicht irreführender Weise wiedergegeben, weshalb er hier in Fig. 11 nochmals dargestellt ist. Aber vielleicht möchte jemand einwerfen, daß in Schreiners Fig. 18, die sich in der Tat auf die einzige zweite Reifespindel bezieht, die sie in den Schnittpräparaten vor Augen hatten, ja auch das Spermatozoon Kernform hat. In Schreiners Abbildung ist das in der Tat der Fall, leider aber nicht im Präparat, das eine Anzahl durcheinandergeknäuelte, mehrfach wohl durch- schnittene und nicht näher entwirrbare Chromatinfäden zeigt, die ganz frei im Plasma liegen, wie ich es früher auch abgebildet habe. Schließlich noch ein Wort über diese Fig. 18 Schreiners, die sich auf dieselbe Zelle bezieht, die in Fig. 23 meiner ursprünglichen Ar- beit abgebildet ist. Der Towopfer/s- Typus erfordert ja, daß auch in der zweiten Reifeteilung eine Längsspaltung der Chromosomen auftritt, und diesen Längsspalt finden die Autoren in der Tat und zeichnen ihn auf das schönste. Meine schwachen Augen sind aber leider nicht imstande, etwas davon wahrzunehmen, auch keiner der Herren, denen ich das Präparat demonstrierte, verfügte über eine ! genügende Sehschärfe. Also auch an diesem entscheidenden i Punkte hat Flüchtigkeit und Voreingenommenheit Herrn ! und Frau Schreiners Blick getrübt. Die Chromatinreifnng der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 361 Eigent- Abbildimgen In Wirklichkeit verläuft nun die zweite Reifeteilung genau wie ich es früher geschildert hatte, indem je fünf der in die Äquatorial- platte eingestellten Chromosomen je zu einem Pol rücken, lieh ist dies durch meine früheren Mitteilungen und bereits genügend sichergestellt. Da aber die betrelfendeu Zellen seinerzeit in den Präparaten nicht angemerkt wurden, auch nicht alle Totalpräparate mehr brauchbar sind, gebe ich noch eine Anzahl neuer Abbildungen, deren Grundlagen nun von jedermann in den Präparaten kontrolliert werden können. Den Beginn des Prozesses zeigt Text- fig. 3 nach einem Totalpräparat und Fig. 3 ö, 6, c nach Schnitten. In der der Textfig. 3 zugrundeliegenden Zelle sind die Eichromosomen in die Aqua- torialplatte eingestellt. Da über sie keine wesentlichen Meinungsverschie- denheiten herrschen — 10 oder 13 ist ja prinzipiell gleichgültig — , habe ich sie, um das Bild der direkt darüber- liegenden Spermachromosomen nicht zu verwirren, weggelassen und bei e nur eines zum Größenvergleich ein- getragen. Man zählt nun im Sperma- kern mit über jeden Zweifel erhabe- ner Sicherheit die fünf stabförmigen und gekörnten Chromosomen. Fig. 3 Textfiff. 3. —e zeigt drei Schnitte durch ein Ei in der Totalpräp. A. Frülie Aoapliase der zweiten Keifeteilung. Nur ein Eichroraosom e ge- zeichnet^ die fünf Spermachromosomen. frühen Anaphase der zweiten Reife- teilung. Der erste Schnitt mit dem proximalen Centrosom wurde nicht gezeichnet, Schnitt a zeigt nur zwei abgeschnittene Chromosomenteile. Schnitt h zeigt fünf ganze Chromosomen und einige Stücke, und eines von ihnen steht deutlich im Begriff, totaliter nach dem Richtungsköiq)erpol gezogen zu werden. Von einem Längsspalt ist keine Spur zu entdecken. Schnitt c endlich zeigt den Richtungskörperpol mit dem distalen Centro- som, das gerade vom stabförmigen in den kugeligen Zustand über- geht, ein paar abgeschnittene Chromosomenteile und den Sperma- kern. In diesem lassen sich genau wie in der Zeichnung mühelos fünf Chromosomen zählen. Alle sind stabförmig, nur eines am Pole uragebogen, wodurch ein kleines sechstes vorgetäuscht werden Aichiv f. Zellforschung. II. 24 362 Richard Goldschmidt kanü^). Daneben liegt der erste Richtungskörper mit noch nicht kon- densierten Chroiuatiufäden. Das Auseinanderrücken der Tochterplatteu illustrieren die drei Schnitte Fig. 4a, h, c. In a finden sich — ein sehr seltener Fall — die Sperinaceutrosomen mit Strahlung und zwei ab- geschnitteue Chromosomeustücke des Richtungskörperpols. b enthält den proximalen Pol mit dem Centrosom und den fünf Chromosomen radiär zum Pol orientiert. Aus dem einen, dem mittelsten, ist ein kleines Stückchen herausgeschnitten, aber so knapp, daß zwei feine Körncheu- reihen seine Lage angeben. Das Stückchen findet sich daun genau in der richtigen Länge im nächsten Schnitt. Ich bemerke dazu, daß fiist stets in der zweiten Reifeteilung ein Chromosom viel größer wie die andern und derartig gebogen erscheint. Die übrigen Bilder zeigen es ebenfalls. Schade, daß Schreineks dies Präparat nicht beach- teten, denn keine Interpretationskunst der Welt vermöchte aus diesen 5 Chromosomen 13 zu machen. Der Spermakern liegt im gleichen Schnitt in einem hellen Schrumpfraum. Seine Chromosomen sind verklebt und so leider nicht genau zu identifizieren. Daß es aber nur wenige sein können, lehrt ein Blick. Am Richtuugskörperpol liegt ein ganzes Chromosom (1), eines, von dem ein Drittel im vorigen Schnitt liegt (2), die beiden Enden der Chromosomen 3 und 4, die im folgenden Schnitt liegen, und ein Drittel des Chromosoms 5, das durch die Schnittrichtung in drei Teile zerlegt wurde. Es wird wohl niemand so naiv sein, diese einzelnen Bruchstücke einzeln zählen zu wollen. Wenn aber doch, dann erkläre er die Verschiedenheit der beiden Pole. Ein außerordentlich schönes Telophaseustadium ist ferner in Fig. 2a — e abgebildet, das leider auch Schreiners bei der eiligen Durcbsicht meiner Präparate nicht auffiel. Der Zufall hat hier die Schnittrichtung so geführt, daß der erste Schnitt nur das proximale Centrosom, der folgende nur die proximale Tochterplatte, der dritte die Hälfte des Spermakerns, der vierte nur die distale Tochterplatte mit der andern Hälfte des Spermakerns und der letzte das distale Centrosom nebst den Hüllzellen und dem ersten Richtungskörper ent- 1) Während ich in Furchungszellen usw. niemals über die Zahl 10 im Un- klaren war, kamen mir bei der zweiten Reifungsteilung öfters Bilder zu Gesicht, bei denen ich zwischen 5 und 6 schwankte. Neben Fällen, bei denen über die Zahl 5 kein Zweifel herrschen konnte, fand ich auch solche, bei denen ich mehr zu 6 neigte. Ich möchte es daher nicht für ganz ausgeschlossen erachten, daß neben den typischen Zahlen 10 und 5 auch eine Variation mit Zahlen 12 und 6 auftreten kann. Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogoniis mirus usw. 363 hält. Schnitt 2 — 4 sind abgebildet, da mir 1 ein winzig kleines Bruchstück eines Chromosoms enthält. Schnitt a mit der proximalen Tochterplatte ist hier für die zuverlässige Zählung wieder besonders günstig. Der Extraktionsgrad des Präparates ist gerade ein der- artiger, daß wieder die Ansatzpunkte der Zugfasern deutlich sichtbar sind. Die Chromosomen spitzen sich nach dem Spindelpole zu und endigen in einem Kügelchen, das in die Zugfaser übergeht. Nun finden sich solche Insertionspunkte genau in 5 -Zahl. Das eine nicht bis zum Pol reichende Stäbchen x ist dagegen polwärts scharf ab- geschnitten, ebenso das kleine Stäbchen y proximal. An der ent- sprechenden Stelle des ersten Schnittes findet sich aber ein kleines Chromatinstückchen, welches genau dazwischenpaßt, so daß hier die Biegung des ein wenig S-förmig gekrümmten Chromosoms abge- schnitten ist. Von der Richtigkeit des Vorstehenden kann man sich leicht am Präparat überzeugen ; aber auch der Zweifler könnte maximal nur zur Zahl 6 gelangen. Schnitt b enthält drei Chromo- somen des Spermakerns und Schnitt c außer den beiden andern Spermaelementen die Tochterplatte des Richtungskörperpols. Mühe- los zählt man genau fünf Chromosomen , von denen eines genau senkrecht steht, so daß es nur durch seinen punktförmigen Quer- schnitt dargestellt werden konnte. Unter ihm liegt das schon in Desorganisation begriffene Centrosom (c). Ein ähnliches Stadium, das durch die Art der Schnittführung wieder auf andre Weise höchst instruktiv ist, ist in Fig. la — c nach drei Schnitten wiedergegeben, a enthält den proximalen Pol mit dem Centrosom und drei naeh dem Pol orientierten Chromosomen sowie dem abgekappten Ende eines vierten (I — IV). Schnitt 6, der beim ersten Blick etwas verwirrend wirkt, enthält die beiden feh- lenden Chromosomen dieses Pols (IV, V), die sogleich an ihrer Orien- tierung zum proximalen Pol zu erkennen sind. Sodann treten leicht fünf verschiedentlich gebogene große Chromosomen hervor (1 — 5), die die Elemente des Richtungskörperpols repräsentieren, und zwi- schen ihnen die fünf kleinen und nur schwach gekrümmten Elemente des Spermakerns {a — e). Ein in ihrer Nähe liegendes kleines Kügel- chen halte ich für das abgeschnittene Ende des Chromosoms I. Schnitt c nun enthält das Centrosom des Richtungskörperpols und zufällig die den Chromosomen dieses Pols abgeschuittenen fünf Enden im Halbkreis herumgruppiert! Legt man dieses Bild auf den Schnitt 6, so kommen die abgeschnittenen Enden aufs schönste mit den tiefen Enden der Chromosomen zur Deckung. 24* 364 Richard Goldschmidt Wer angesichts dieser Bilder bzw. des Präparats noch zweifeln kann, daß in der zweiten Reifeteilung je fünf Chromosomen an einen Pol wandern und auch der Spermakern fünf Chromosomen enthält, dem ist nicht zu helfen. Schließlich ist in Textfig. 4 noch ein Total- präparat der Telophasen der zweiten Keifeteilung wiedergegehen. Die Zahlenverhältnisse sind hier dadurch besonders klar, daß die fünf Eichromosomen sich bereits zur Einleitung der Kernbläschen- bildung kondensiert haben. Drei von ihnen sind scharfe Stäbchen, zwei bereits etwas angeschwollen und aufgelockert. Auch diesem Präparat gegenüber dürfte der aus- gesprochenste Wille, etwas andres zu finden, versagen. Auch die Chromosomen des Richtungskörper- pols sindl leicht als fünf zu be- stimmen, und ganz besonders die fünf Spermachromosomen, die in einem Halbkreis angeordnet stehen und vom Pol gesehen sind, was die hübsche, in der Zeichnung nur un- vollkommen wiedergegebene Figur ergibt {sp). Wie gesagt, muß ich sehr bedauern, daß Herr und Frau ScHREiXER diese Stadien nicht auf- gefundeu haben. Kach den Er- Textfig. 4. Totalpräp.P. Späte Anaphase der zweiten Reife- forderungeu deS To/tlOptcVlS-Ty^WS teiinng, ap. die fünf Chromosomen des Sperma- ßjüßten ja in dem betreffenden Kerns. ^ Stadium 39 Chromosomen nach- zuweisen sein, und es wäre höchst interessant, zu erfahren, wie dies hier zustande gebracht werden könnte. Also auch hier ergibt sich wie bisher die völlige Zuverlässigkeit meiner Beobach- tungen und die gleiche Charakterisierung der Schreixer- schen wissenschaftlichen Methode. Der Vollständigkeit halber seien schließlich noch die Stadien bis zur Ausbildung der ersten Furchuugsspindel erwähnt, soweit sie für die vorliegende Frage in Betracht kommen. In meiner Arbeit ist geschildert, wie sich nach Ablauf der zweiten Keifeteilung jedes Ei-wie Spermachromosom in ein Kernbläscheu oder Karyomer ver- wandelt, die dann erst nach ganz bedeutendem Wachstum zu einem lappigen Kern verschmelzen. Ein Bild, das diese zehn Kernhläschen Die Chromatinreifang der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 365 auf das schönste zeigt, findet sich in meiner Arbeit Fig. 25. Ein sehr schönes weiteres Stadium teile ich hier noch in Textfig. 5 nach einem Totalpräparat mit. Die Karyomeren des Eikerns sind bereits zu dem großen gelappten Kern verschmolzen, während die Sperma- karyomeren noch selbständig sind. Mühelos erkennt man die fünf verschieden großen Sollte die Zahl Textfig. 5. Bläschen, vielleicht nur ein Zufall sein ? Schließlich bil- den sich dann in den Vorkernen die Chromosomen für die erste Furchungsspindel ans, nachdem in der Zwischenzeit die bekannte Chromatinvermehrung erfolgte. Ich gab schon früher an, daß dabei ein typisches Spirem auf- tritt und daß in den beiden Vor- kernen der Prozeß nicht syn- chron verläuft. So kommen die Prophasenbilder zustande, in denen Sperma- und Eichromo- somen deutlich zu unterscheiden sind, deren eines Schreixers in ihrer Fig. 20 o und h abgebildet haben. Sie finden dabei minde- stens elf von den dicken Sperma- chromosomen. Ich habe auch hier das richtige Bild (Taf XXV, Fig. 185, 195) der Schreixer- schen Zeichnung (Fig. 18 et, 19«) gegenübergestellt. Die Zählung der dünnen Eikernchromosomen, die Schreixers ebenfalls gelang, ist mir leider nicht möglich, wahrscheinlich überhaupt ausgeschlossen, weil es sich um einen noch nicht segmentierten und kontrahierten Totalpräp. S. Ei mit den beiden Yorternen nach der Reifeteilang, der Spennakern noch aus fünf Kernbläschen bestehend. Spiremfaden handelt. Das geht schon daraus hervor, daß in Schnitt o (Fig. 185) sich unter andrem ein einziger kontinuierlicher und leicht zu verfolgender Faden findet, der in der Nähe des Nucleolus beginnt und nach einer vollständigen Kreistour zu ihm zurückkehrt. Alle andren Fäden — man zählt in beiden Schnitten 15 — sind, wie übrigens der erste Blick lehrt, durchschnittene Spiremschlingen. Wollte man 366 Richard Goldschmidt sie nach der Länge des einen Fadens in Fig. 18b, der kontinuier- lich ist, zusammensetzen, so käme kaum die Zahl 5 heraus. Wie ScHREiXEKS hier zählen, ist mir vollständig unklar, denn in ihrer Abbildung ist allein der eine Faden in a in 4 zerhackt, so daß sie auf 18 kommen müßten, nie aber auf 11 — 13. Übrigens zeigt ein Vergleich der Abbildungen, daß auch hier die Schlingen willkürlich auseinandergeteilt und zusammengesetzt sind. Aber die Sperma- chromosomen sind ja fertig ausgebildet, und da zählen sie mit Sicherheit 11. Und wie kommt dies zustande? Aus den beiden gewundenen Chromosomen unten in Fig. 18 b werden durch willkür- liche Zerlegung sechs gemacht. Die S-förmige Schleife rechts unten in b wird in zwei zerlegt, und, unglaublich aber wahr, die beiden vom Chromosom unten in a abgeschuitteuen kleinen Endstückchen in Schnitt 19 werden zum Rang von Chromosomen erhoben! Der nach unten biegende Schenkel des Chromosoms unten in Fig. 19 b wird sodann zu einem darüberliegenden Chromosom erhoben, und so macht man aus typischen 5 Chromosomen 11 ! Der Genauigkeit halber sei aber noch zugefügt, daß bei dem großen Chromosom 1 in Fig. 186 der bezeichnete Schenkel bei mancher Einstellung ge- trennt erscheint, wie es auch gezeichnet wurde, und die Möglichkeit besteht, darüber im Unklaren zu sein, ob das nicht ein getrenntes Element darstellt. Das ergäbe aber höchstens die Zahl 6. Herr und Frau Schreixer haben sich sehr den Kopf zerbrechen müssen , wie es möglich sein konnte , daß ich zu solch falschen Zahlenangaben kam. Die einfachste Erklärung, meine gänzliche Un- fähigkeit, haben sie ja nicht vorausgesetzt, sondern erst nach ihrem gründlichen Studium erkannt. So haben sie denn beschlossen, daß ich mich zuviel auf Totalpräparate verließ, ohne genügende Kontrolle durch Schnittserien, andrerseits, daß ich die durch Sclmittrichtung und Notwendigkeit der Kombination geschatfenen Schwierigkeiten bei Untersuchung von Schnittserien sehr leicht genommen und mich einfach mit der Untersuchung der einzelnen Schnitte begnügt haben muß (welch letztere Begründung ausgezeichnet zur ersteren paßt). Nun, ich hatte es leichter, zu erkennen, worauf die richtigen An- gaben ScHREixERs beruhen, und kann es mir daher nicht versagen, zum Schluß nochmals die verschiedenen Methoden der Chromosomen- zählung zusammeuzustellen, die ein jeder erlernen muß, der zum Ruhm des Tomopteris -Tyims beizutragen gesonnen ist. Haben die Chromosomen Schleifenform, dann hacke man sie an der Umbieguugs- stelle durch und beschließe, daß je zwei Chromosomen immer bei- Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonns mirus usw. 367 eiuanderliegen und sich mit den Enden fast berühren. Ist es aber S-förmig gewunden, so kann man es, wenn nötig, auch zweimal zer- brechen (ScHREixER Fig. 23). Sind die Schleifen radiär orientiert und nur ihre eentralen Enden etwas umgebogen, dann hacke man nur diese Enden ab und erkläre, daß sie kleine, sehr kleine Chromo- somen darstellen, die stets im Ceutrum der Spindel zu finden sind (Schreiner Fig. 1, 22). Sieht man aber eine frühe Anaphase mit eben auseinanderrückenden Tochterchromosomen vom Pol, so ver- zichte man lieber auf die vielen kleinen Chromosomen im Centrum, verzichte auch darauf, die Bügel in zwei Stäbchen zu zerlegen, da man sonst leicht die zwei- bis vierfache Zahl erhalten könnte, als der »Typus« erfordert, sondern zähle einfach die Tochterchromosomen einzeln (Schreiner Fig. 26). Braucht man am geeigneten Platze einen Läugsspalt, so muß man ihn eben sehen lernen (Schreiner Figg. 18 u. 19), und findet man nicht schnell ein entscheidendes Sta- dium, so läßt mau einfach ein andres dazu avancieren, besonders wenn es das Gewünschte zeigt (Schreiner Fig. 19). Und so liefert man die schönste Bestätigung zu dem von mir verfochtenen Darwin- schen Satz, daß die Natur ihr Ziel auf versehiedenen Wegen er- reichen kann in seiner Anwendung auf den »Klarheit« wie »Wahr- heit« suchenden Menschen. Der Schluß aber aus diesem Abschnitt lautet ebenfalls: Die Nachprüfung des Verlaufs der Reifeteilungen des Zoogonus ergibt die absolute Richtigkeit meiner früheren Besehrei- bung und die Realexistenz des Primärtypus der Reduktion wie das klägliche Scheitern der SciiREiNERschen Angriffe. c. Primärtypus und Chromosomenkonjugation. Zum Schluß möchte ich noch ein paar Bemerkungen mir er- lauben über die prinzipielle Bedeutung des Nachweises des Primär- modus der Reduktion. Gross hat gelegentlich darauf hingewiesen, daß auch für den Reduktionsvorgang eine allmähliche Entwicklung- angenommen werden müsse, so daß wir in den Verhältnissen des Zoogomis noch eine erhaltengebliebene primitive Einrichtung zu sehen hätten. Dafür spricht auch das Vorhandensein des entspre- chenden Vorgangs bei dem Infusor Didinkmi nach Prandtls Unter- suchungen!). Ich möchte aber den hier aufs neue erwiesenen Tat- sachen noch eine weitgehendere Bedeutung zuerkennen. Schreiners !) Neuerdings auch bei andern Infusorien nachgewiesen (Popoff, Enriques). 368 Richard Goldschmidt haben selbst dazu das Material geliefert, indem sie aus meinen Präparaten eine Anzahl Bilder brachten, die zeigen, daß hier wahr- scheinlich alle die Vorgänge Vorkommen, die man im weiteren Sinn als synaptische Phänomene bezeichnet und die allen Verfechtern der parallelen Chromosomenkonjugation als Beweismaterial für diese Auffassung dienen. In der Tat lassen sich derartige Stadien fest- stellen. In der Ovogenese allerdings kommt die Mannigfaltigkeit der anderwärts beobachteten Bilder — Synapsis, Leptotaen usw. — nicht vor oder kam wenigstens mir nicht zu Gesicht. Nur einige von mir früher als Spiremzustand bezeichnete Bilder lassen sich, ich gebe das zu, mit den bekannten Bildern homologisieren. In der Spermiogenese dagegen kommen genau alle die bekannten Bilder vor. Einige haben ScHREixERS abgebildet, aber auch die andern, mit einer echten Syn- apsis beginnend, finden sich in meinen übrigen Präparaten. Eine Textfig. 6. Totalpräp. 15. Drei Riesenspermafiden direkt nach der Keifeteilung. genaue Schilderung möchte ich mir hier versagen, weil ich in einer besondern Arbeit auf die sehr interessante Spermato- und Spermio- genese zurückkommen möchte. Es wird aber auch ohnedies niemand, der sich von der Richtigkeit obiger Darstellung überzeugt hat, be- zweifeln, daß die Reifeteilungen in der Spermatogenese auf dieselbe Weise verlaufen. Zum Überfluß gebe ich aber in Fig. 14, Taf. XXIV, eine Spermatogonienteilung wieder, die die Xormalzahl von zehn Chromosomen zeigt, und in Textfig. 6 drei dem gleichen Follikel ent- stammende Riesenspermatiden (ihre Geschichte wird später dargestellt werden), deren fünf gerade aus der zweiten Reifeteilung hervor- gegangeuen Chromosomen zu mächtigen Chromatinelementen ange- schwollen sind, deren Zählung auch dem ungeübtesten Auge keine Schwierigkeit bereiten dürfte. Nun stehen wir vor der Tatsache: In den Vorstadien der Geschlechtszellenreifung finden sich alle die von so vielen Autoren als Beweise der Chromo- somenkonjugatiou angesprocheueu Stadien. In die Reife- teilungen aber tritt die Xormalzahl univalenter Elemente Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus usw. 369 ein, die nach dem Primärmodus verteilt werden. Folglich kommt jenen Stadien nicht die ihnen zugeschriebene Be- deutung zu. Die Frage der parallelen Chromosomenkon- jugation während der synaptischen Phänomene wird also definitiv entschieden durch die Feststellung der Richtig- keit meiner Darstellung für Zoogonus. Sich davon an Hand meiner Präparate zu überzeugen, lade ich zum Schluß noch- mals ein. München, im September 1908. Erklärung der Abbildungen Tafel XXIV und XXV, Sämtliche Figuren sind ebenso wie die der ScHiiEiNEUschen Arbeit bei Zeiss Apochr. Imm. 1,5 mm, Comp. Oc. 8 Tubusl. 130 auf Arbeitstischhöhe ge- zeichnet, nur Fig. 22, Tafel XXV, mit Ocular 12. Die hinter der Nummer der Figur unten stehenden Bezeichnungen geben in gleicher AVeise wie in Schreiners Arbeit die Stelle des betr. Präparates an. Ser. 7, 56 bedeutet so das Präparat Nr 7. 2. senkrechte Reihe (Etikette stets rechts) 6. Schnitt. Bei den Total- präparaten sind die gezeichneten Stellen soweit möglich auf dem Deckglas an- gemerkt. Die Schnittpräparate beziehen sich sämtlich auf lückenlose Eisen- hämatoxylinserien, die Totalpräparate sind teils mit Boraxkarmin, teils mit DELAFiELD-Orange gefärbt. In letzteren treten leider die achromatischen Teile nicht mehr so schön hervor wie ursprünglich bei der Untersuchung in Nelkenöl, du die Objekte jetzt in Canadabalsam liegen. Die chromatischen Teile erscheinen dadurch aber noch schärfer als früher. Die mit Ziffern bezeichneten Präparate lagen auch Hei’rn und Frau Schreiner vor, die mit Buchstaben bezeichneten nicht. Tafel XXIV. Fig. 1. Ser. 4, c?6 — el. Drei Schnitte durch ein Ei in der späten Anaphase der zweiten Reifungsteilung. I — V die Chromosomen des Eipols, 1 — 5 die Ele- mente des Richtungskörperpols, a — e die fünf Spermakernchromosomen. Fig. 2. Ser. 7, a6— 52. Drei Schnitte durch die Eier in der Telophase der zweiten Reifeteilung. Der erste, nicht abgebildete Schnitt enthält außer dem proximalen Centrosom nur ein kleines Chromatinstückchen, das zwischen x und y herausgeschnitten ist. sp Chromosomen des Spermakerns, c distales Centrosom. Fig. 3. Ser. 7, 54 — cl. Drei Schnitte durch die frühe Anaphase einer zweiten Reifeteilung. In a das distale Centrosom, der erste Richtungskörper (ffA'i) und der in fünf Chromosomen zerfallene Spermakern isp], in 5 Beginn des Auseinanderweichens der Chromosomen, in c nur die beiden Chromatinstücke des Schnittes abgebildet. Fig. 4. Ser. 7, 54— cl. Drei Schnitte durch die späte Anaphase der zweiten Reifeteilung. 1—5 die durchschnittenen zusammengehörigen Teile der distalen Chromosomen, sp Spermakern, ss Spermastrahlung, dk Dotterkernreste. Fig. 5. Totalpräp. 15. Aquatorialplatte einer Furchungszelle eines 5-Zellen- stadiums, vom Pol gesehen. 370 Richard Goldschinidt. Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen nsw. Fig. 6. Totalpräp. P. Telophase der Mitose einer Parenchynizelle eines erwachsenen Tieres. Unten die Chromosomen, in drei optischen Ebenen einzeln herausgezeichnet. Fig. 7. Totalpräp. 15. Die Tochterplatten zweier frischgeteilter Furchungs- zellen eines 10-Zellenstadiums a, annähernd vom Pol gesehen, 5 gegen den Pol. Fig. 8. Totalpräp. 15. Äquatorialplatte einer Furchungszelle eines 8-Zellen- stadiums, schräg vom Pol gesehen. Fig. 9. Totalpräp. P. Anaphase einer Epithelzelle des vas efferens. Ein Chromosom, im Äquator noch nicht verteilt. Fig. 10. Totalpräp. 0. Äquatorialplatte 'der Mikromere eines 3-Zellen- stadiums, vom Pol gesehen, x Das stark gewundene Chromosom. Fig. 11. Ser. 4, c3. Der in Schreiners Fig. 19, b gezeichnete Sperma- kern während der Telophase der ersten Reifeteilung. Fig. 12. Totalpräp. 15. Telophase einer Furchung eines 12-Zellenstadiums. Fig. 13. Totalpräp. T. Prophase einer Hamblasenepithelzelle, in zwei optischen Ebenen gezeichnet. Fig. 14. Totalpräp. P. Späte Anaphase einer Spermatogonienmitose. Fig. 15. Ser. 11, dS — 4. Zwei Schnitte durch einen prophatischen Oogonienkern.' Fig. 16. Totalpräp. P. Äquatorialplatte einer Fnrchungszelle eines 6-Zellen- stadiums mit stark gewundenen Chromosomen. Tafel XXV. Fig. 17. Ser. 7, a 6. Erste Furchungsspindel, a. Reproduktion der Schrei- NERschen Abbildung Fig. 22, b. Die richtige Abbildung, n Xucleolus. Fig. 18, 19. Ser. 11, «72—3. Zwei Schnitte durch die frühe Prophase der ersten Furchungsteilung. 18 a, 19 a Reproduktion der ScHREiNERSchen Abbil- dung Fig. 20. 185, 195 das richtige Bild. Fig. 20. Ser. 4, cl. Äquatorialplatte einer zweiten Furchungsteilung, a Schreiners Abbildung Fig. 23, 5 das richtige Bild. Fig. 21. Ser. 4, 58. Frühe Anaphase der zweiten Furchungsteilung mit akzessorischer Spermaspindel und den Querschnitten der Zugfasern, dk Dotter- kern. 21a ein Chromosom deutlicher herausgezeichnet. Fig. 22. Ser. 4, 59. Frühe Anaphase einer Ectodermzelle eines jungen Embryo. Archiv für Zdlforschung. Bd. 11. G oldschmidt. Verlag von Wil li Taf. XXIV. Imann in Leipzig. Archiv für ZcUforschuntf. Bd. JI. Taf. XXF. (ioI.Uchniidt Verlag von Wilhelm Engelmann in Leipzig. Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris helgolandica, Greeff. Von Carl Dons. (Aus dem Zootomischen Institute in Kristiania.) Hierzu Tafel XXVI — XXIX und 14 Textfiguren. Einleitung. Diese Arbeit wurde im Zootomischen Institute unter der Leitung von Dr. philos. Kristixe Bonnevie ausgeführt, und ich möchte hier die Gelegenheit benutzen, ihr meinen tiefgefühlten Dank für ihre wertvolle Führung zu bezeugen. Das Ziel meiner Untersuchung war eine Beleuchtung der Frage nach dem Verhältnisse zwischen Eiern und Nährzellen bei Tomo- pteris helgolandica. Diese Annelide kommt bei Dröbak im Kristianiafjord auf einer Tiefe von etwa 75 — 100 Faden vor. Die Tomopteriden nehmen eine Ausnahmestellung zwischen den polychäten Anneliden ein, indem sie nur ein Paar ihrer Borsten — die zwei großen »Cirren« — behalten haben. Auf den Seiten sieht man eine Reihe (13 bis 21) Parapodien, die dem Schwimmen an- gepaßt sind, indem sie mit einer »Flosse« umgeben sind. Die große, geräumige Leibeshöhle umgibt den Darm und wird direkt in den Parapodien und ihren zwei Asten fortgesetzt, wo die Geschlechtsorgane gelegen sind. Diese sind immer paarweise vor- handen — eins im dorsalen und eins im ventralen Aste des Para- podiums. Die Geschlechter sind getrennt. Beim geschlechtsreifen Weibchen werden außerdem eine Menge zu Gruppen vereinigte Generationszellen in der Leibeshöhle herumschwimmend vorgefunden. Archiv f. Zellforschung. 11. 25 372 Carl Dons lu betreff der Anatomie und der Lebensweise des Tieres weise ich übrigens auf die Abhandlung von Schwartz (1905) und in be- treff der Generationsorgane auf diejenige von Fullarton (1895) hin. Die Entwicklung der Eier bei Tomopteris wurde von Leuckart und Pagexstecher (1858) und später von Carpenter und Claparede (1859 und 1860) kurz berührt, ohne daß jedoch die Generations- orgaue speziell der Gegenstand ihrer Untersuchung gewesen wären. Über die [Eier wurde nur bemerkt, daß sie in der ganzen Leibes- höhle als Klumpen von Zellen herumflössen, von denen sich jede zu einem Ei entwickelte. Keferstein (1861) dagegen fand, daß nur die eine der Zellen entwickelt wurde, während die übrigen zuletzt nur als ein »kleiner Anhang« anwesend waren. In derselben Eichtung spricht sich auch Vejdovsky (1878) aus; er berichtet, daß eine gewisse Anzahl von Zellen gleichzeitig aus dem Ovarium gelöst werden, und von diesen entwickelt sich nur die eine auf Kosten der übrigen zum Ei. Auch Greef (1879) und Prince (1888) vertreten eine ähnliche Auffassung, indem sie die kleinen Zellen als Nährzellen betrachten. Eine mehr eingehende Untersuchung, größtenteils auf Tomoptens euchaeta ausgeführt, wurde dann von Chun (1888) veröffentlicht. Er fand bei dieser Art die Ovarien immer an der Dorsalseite der Para- podien gelegen. Von jedem Ovarium werden 18 Gruppen von Ei- zellen (»Eierballen«) entwickelt, und diese Gruppen bestehen immer aus je acht Zellen, die anfangs gleich groß sind. Später findet man sie wieder in der Leibeshöhle; da hat sich aber die eine Zelle auf Kosten der übrigen stark entwickelt. Die ausführlichste Beschreibung des Verhaltens der Eier bei Tomopteris ist jedoch von Fullarton (1895) geliefert. Seine Anschauung ist in kurzen Zügen die folgende: Ehe die Eier reif sind, werden sie vom Ovarium getrennt und dann immer gruppenweise zu kugelförmigen Körpern vereinigt. (Textflg. A.) Betreffs der vom Ovarium gelösten Zellgruppen ist Fullarton der Meinung, daß sie in zwei verschiedene Serien einzuordnen sind, von denen die eine die verschiedenen Stadien der Entwicklung des Eies repräsentiert (Fig. A — G) — die andre dagegen die ersten Furchungsstadien (Fig. H — 0). Auch hier findet man immer eine große Zelle mit einer Anzahl kleineren verbunden. Die große nennt er »Makromere« — die kleinen »Mikromeren«. Er glaubt auf nach- Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 373 einander folgenden Stadien die Makromere mit 1, 2, 4, 8, 16 und 32 Mikromeren vereinigt gesehen zu haben. (Fig. K— 0.) Textfig. A — J. Entwicklung der Eier von Tomopteris (nach Fdllakton). Obgleich diese zvs^ei Serien einander recht ähnlich sind, meint er doch in dem Vorhandensein von viel oder wenig Deutoplasma , (Dotter) ein Mittel gefunden zu haben, die Glieder beider Serien zu 25* 374 Carl Dons erkennen. Auch glaubt er, daß von allen nach dem Stadium der Fig. G folgenden Eiern ein Richtungskörper ausgestoßen sei. Er teilt daher die Eier, die man in der Leibeshöhle findet, in drei Gruppen: 1. Unreife Eier in Entwicklung. 2. Reife Eier. 3. Furchungsstadien. In betreff des inneren Baues der Eier glaubt Fullartün fol- gendes gesehen zu haben; Vor der Loslösung vom Ovarium bestehen die Zellen wesentlich nur aus Protoplasma, und die jüngsten, freigewordenen Zellgruppen sind daher, was ihre Struktur betrifft, von denen des Ovariums nicht zu unterscheiden. Je nachdem aber der Reifungsprozeß vorwärts- schreitet, werden die Eier anders gefärbt, weil Deutoplasmakugeln im Inneren der Zellen — und speziell in der großen Zelle — ent- stehen. Auf einem späteren Stadium beobachtete er einige Vacuolen im Kerne der Eizelle (Fig. H), und er meint, daß dieses die Einleitung der Teilung des Kernes sei, obwohl er einen Richtungskörper — und zwar nur ein einziges Mal — erst auf einem etwas späteren Stadium vorgefundeu hat (Fig. K). Auf diesem Stadium sei das Deutoplasma gleichmäßig in der Makromere verteilt, während die Mikromeren nur aus Protoplasma bestehen. Die Furchung wird nach Füllarton bis zu einem Stadium, auf welchem die Makromere mit 32 Mikromeren vereinigt ist, in der Leibeshöhle fortgesetzt. Im Gegensätze zu Keferstein und Chen vertritt Füllarton — nach dem obigen — die Meinung, daß die von einer großen und einer Anzahl kleinerer Zellen bestehenden Gruppen nicht ohne wei- teres als Eier mit ihren Nährzellen betrachtet werden können — sondern daß solche Gruppen auch in gewissen Fällen Furchungs- stadien — Makro- und Mikromeren — repräsentieren. Neuerdings hat Ve.idovsky (1907) durch Untersuchungen über Enchi/traeus humic/iltor Verhältnisse gefunden, die der Eibildung der Tomopteriden ganz entsprechen, indem auch bei diesem Tier Zell- gruppen aus je acht Zellen (»Oktaden«) vorhanden sind — und zwar ist er zum Resultat gekommen, »daß hier nur Oktaden entstehen, • aus deren Komponenten fortschreitend die Zellen nacheinander zu Eiern herauwachsen«. (S. 12.) Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 375 Er vermutet daher, daß auch bei den Tomopteriden sich die kleinen Zellen nacheinander zu Eiern entwickeln werden. — Textfig. K — 0. Furcliung der Eier von Tomoptnis (naeli Füllartox). Durch die vorliegende Untersuchung habe ich versucht, diese Verhältnisse aufzuklären, indem ich die einzelnen Komponenten einer Zellgruppe von Anfang bis zum Ende ihrer Entwicklung möglichst eingehend studiert habe. 376 Carl Dons Mein Material ist an der Biologischen Station zu Dröbak größten- teils von Dr. K. E. Schreiner eingesammelt und in Zenkers oder in Hermanns Flüssigkeit fixiert worden. Die Untersuchung der Totalpräparate wurde nach Färbung mit Borax-Carmin vorgenommen, und zwar wurden die Zellgruppen teils frei unter dem Deckglase, teils innerhalb der Parapodien oder der ganzen Tiere beobachtet und abgebildet. Die Scbnittpräparate wurden meistens mit Heidenhains Eisen- hämatoxylin gefärbt.] Die normale Entwicklung der Zellgruppen.' Das Ovarium ist bei Tomopteris walzenförmig, in dem einen Ende etwas zugespitzt, und es füllt die Spitze des Parapodiums mehr oder weniger aus. Es streckt sich an der einen Seite desselben entlang, und die in ihrer Entwicklung am weitesten vorgeschrittenen Zellen liegen gewöhnlich oberflächlich — gegen die Leibeshöhle gekehrt. Fig. 1 (Taf XXVI) stellt ein Übersichtsbild eines solchen Ovariums — lOOmal vergrößert — dar. Nur die oberflächlich gelegenen Kerne, die sich auch ohne Färbung deutlich erkennen lassen, wurden in die Figur eingezeichnet. Das Ovarium von Tomopteris hat eine durchschnittliche Dicke von 0,3 mm, und seine Länge ist etwa 0,9 bis 1 mm. Wie in der Einleitung angedeutet, finden wir im Cölom Zell- gruppen, die vor kürzerer oder längerer Zeit von dem Ovarium ab- gelöst sind. Andre liegen nach der Oberfläche des Ovariums au — so z. B. vier Gruppen in Fig. 1, die eben im Begriff sind, sich vom Ovarium abzulösen, um in der Leibeshöhle ihr Wachstum fortzusetzen. Wie Chun schon früher nachgewiesen hat, ist die Anzahl der Zellen in jeder dieser Gruppen konstant, indem die Gruppen mit wenigen Ausnahmen aus je acht Zellen bestehen. Die Gruppierung der Zellen geschieht schon eine beträchtliche Zeit vor dem Loslöseu der Zellgruppe vom Ovarium; es wird daher von Interesse sein, den Bau des Ovariums näher zu betrachten. In dem in Fig. 1 abgebildeten Ovarium sieht man (oben rechts) drei scharf markierte gebogene Linien, von denen jede die äußere Oberfläche einer später sich ablösenden Zellgruppe repräsentiert. Betrachten wir die Oberfläche des Ovariums etwas näher, so finden wir stellenweise lichtbrechende Linien, die sich unter mehr oder weniger stumpfen Winkeln begegnen und so das Ovarium in eine Anzahl polygonaler Felder zerlegen. Auf diese Weise ist das Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 377 ganze Ovarium in der Tat in Felder zerstückelt, und jedes Feld umschließt mehrere kleine Zellen. Die Grenzen der einzelnen Zellen sind weniger deutlich als diejenigen der Zellgruppen. Dies scheint nach Chun auch bei Tomopteris euchaeta der Fall zu sein; hier fand er aber in jedem Ovarium nicht mehr als 18 Zell- gruppen, während bei Tomopteris helgolandica deren manchmal so viele Vorkommen, daß ein genaues Zählen ganz unmöglich wird. Ich bin jedoch zur Annahme geneigt, daß jedes Ovarium wenigstens 100 Zellgruppen enthält. Die’ Entwicklung der Eier ist in Fig. 2 — 24, Taf. XXVI und XXVII dargestellt. Fig. 2 zeigt eine kleine Gruppe von acht Oocyten, die noch in einem Ovarium lagen. Alle acht Zellen sind hier sowohl in betreff der Größe und Struktur ihrer Kerne als auch bezüglich ihres Cyto- plasmas einander genau ähnlich. Deutliche Grenzen zwischen den verschiedenen Zellen ließen sich in meinem Präparate nicht wahr- nehmen. Die übrigen Figuren auf Taf. XXVI stellen Bilder von Zell- gruppen dar, die frei im Cölome gefunden worden sind. Fig. 3 — 5 sind drei aufeinanderfolgende Stadien, wo die acht Zellen sich noch nicht voneinander unterscheiden. Sämtliche haben sich gleichmäßig entwickelt; besonders sind die Kerne größer ge- worden, obgleich auch das Cytoplasma eine bedeutende Vermehrung erfahren hat. Im Centrum der etwa kugelförmigen Gruppe stoßen die acht Zellen mit pyramidenförmig gespitzter Oberfläche zusammen ; ihre sich nach außen wendenden Flächen sind dagegen kugelförmig abgerundet. In Fig. 6, wo wir dieselben acht Zellen wiederfinden, ist die eine (und speziell ihr Kern) etwas größer als die übrigen siebeni; diese haben aber auch an Volumen zugenommen, wenn auch nicht so sehr wie die erste, in der wir schon jetzt das zukünftige Ei erkennen können. Noch deutlicher tritt dieser Unterschied in Fig. 7 hervor, wo eine Zelle den übrigen an Größe absolut überlegen ist, so daß sie auf der Oberfläche der Zellgruppe jetzt deutlich hervortritt. Die sieben kleinen dagegen haben schon auf diesem Stadium ihr Wachstum im wesentlichen vollendet. Während ihres weiteren Wachstums (Fig. 8 — 10) nähert sich die Eizelle immermehr an die Kugelform. Auf einem Stadium, wo sie an Volumen etwa die Hälfte der ganzen Zellgruppe einnimmt, zeigt 378 Carl Dons die letztere sehr oft ein charakteristisches Aussehen (Fig. 10). Die ovale Zellgruppe ist senkrecht zur Längsachse biskuitförmig ein- geschnürt, so daß sie beim ersten Blick wie von zwei Halbkugeln -zusammengesetzt scheint. Eine der Hälften wird hier von der Eizelle gebildet — die andre von den sieben kleineren Zellen. — Man findet jedoch auch nicht selten eine andre Lagerung der Zellen. So zeigt Fig. 11 ein etwas späteres Stadium, an welchem die kleinen Zellen wie in einem Kranze auf der Eizelle liegen. Das- selbe ist auch mit der in Fig. 12 abgebildeten Gruppe der Fall. Bis jetzt haben wir immer eine intime Vereinigung zwischen der großen Zelle und den kleinen gefunden; diese Verbindung wird aber immer mehr locker (Fig. 13—16), indem die Gruppe der klei- neren Zellen, anstatt mit breiter Basis der Oberfläche der Eizelle an- zuliegen, sich jetzt immer mehr abrundet. Dadurch wird die völlige Trennung der kleinen Zellen von der Eizelle vorbereitet (Fig. 17 — 20). Diese kann auf verschiedene Weise geschehen; entweder werden sich alle kleinen Zellen auf einmal loslösen, oder sie fallen einzeln oder in kleinen Portionen ab. — In Fig. 17 ist noch die kleine Zell- gruppe mittels ihrer zwei untersten Zellen lose an der Eizelle be- festigt. Zwischen den Zellen wird man leicht einen kleinen, voll- ständig offenen Kaum bemerken. In Fig. 18 — 19 sind zwei Fälle abgebildet, wo eine geringere Anzahl kleiner Zellen an der Eizelle haften geblieben sind; zuweilen habe ich auch nur eine einzige derselben vorgefunden, während die übrigen sechs Zellen schon abgeworfen waren. In Fig. 20 haben wir eine Gruppe vor uns, in welcher die sieben kleinen Zellen augenscheinlich im Begriff sind, sich abzulösen, in- dem die Berührung mit der Eizelle nur noch durch eine einzige Zelle vermittelt wird. Die Eizelle setzt, nach der Abtrennung der kleinen Zellen, noch eine Zeitlang ihr Wachstum fort (Fig. 21 — 23). Obgleich ich die Verhältnisse der Eier bei einer sehr großen Anzahl von Individuen sowohl an Schnitten als an Totalpräparaten untersucht habe, war es mir nicht möglich, einen einzigen Fall nach- zuweisen, in welchem die Reifungsteilungen ihren Anfang genommen hatten. Die Chromosomen scheinen in den größten Oocyten fertig gebildet zu sein, liegen aber innerhalb einer Kernmembran, die noch kein Zeichen der Auflösung zeigt. I Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 379 Auch war es mir nicht möglich, die Eier der eingefangenen Weibchen künstlich zu befruchten und so zu weiterer Entwicklung zu bringen. Die kleinen, abgelösten Zellen habe ich, wie es zu erwarten war, einzeln oder zu Gruppen vereinigt, in der Leibeshöhle Avieder vorgefunden. Eine solche Gruppe, die wahrscheinlich eben abgelöst worden ist, ist in Fig. 24 a und b zu sehen. Die Struktur dieser Zellen ist noch im wesentlichen dieselbe wie auf früheren Stadien. Dagegen zeigt Fig. 24 c eine Eigentümlichkeit, die hier erwähnt werden muß, da sie in den abgelösten Zellen eine große Verbreitung zu haben scheint, diejenige nämlich, daß in zwei Zellen das Kern- körperchen nicht mehr nachweisbar ist. In andern Fällen habe ich gefunden, daß auch der Kern auf- gelöst war, während die ganze Struktur der Zellen darauf hindeutete, daß dieselben in Degeneration begriffen waren. Zuletzt möchte ich noch die Frage von dem Zeitpunkte der Ab- lösung der Zellgruppe vom Ovarium mit einigen Worten erörtern. Ich habe gefunden, daß dieser Zeitpunkt nicht ganz konstant ist; die Regel scheint aber die zu sein, daß die Zellgruppe nicht vom Ovarium abgelöst wird, ehe eine Zelle schon größer als die übrigen geworden ist. Doch geschieht es oft, daß die Gruppe noch eine Zeit lang liegen bleibt, bis sie das Stadium, das in Fig. 7 ab- gebildet ist, erreicht hat. Sogar das Stadium der Fig. 9 — ja selbst das »Halbkugel- stadium«, Fig. 10 — mag noch im Ovarium gefunden werden; die große Zelle ragt dann über die Oberfläche des Ovariums Av^eit hinaus. Auf der andern Seite werden jedoch auch zuweilen ganz junge Stadien (Fig. 4 — 6) frei in der Leibeshöhle vorgefunden. Der Grund dieser Unregelmäßigkeit mag in dem Umstande ge- sucht werden, daß die Ablösung vom Ovarium immer perio- disch geschieht, indem eine größere oder kleinere Anzahl Zell- gruppen gleichzeitig abgelöst wird. ObAVohl diese in der Regel auf der gleichen Entwicklungsstufe stehen, so werden hierbei doch mit den größeren Zellgruppeu zusammen auch einige jüngere Gruppen von der Oberfläche des Ovariums mitgerissen. Daß eine solche periodische Ablösung stattfindet, schließe ich daraus, daß man zuweilen bei einem und demselben Individuum ab- gelöste Zellgruppen zweier verschiedener Durchschnittsgrößen finden 380 Carl Dons kann — beispielsweise die Stadien Fig. 17 — 29 und 7 — 10, jede Serie reichlich vertreten, während die Stadien Fig. 11—16 hei dem- selben Individuum äußerst spärlich auftreten. Dieses Verhalten läßt sich, glaube ich, nur durch eine periodische Ablösung der Zellgruppen vom Ovarium erklären. Die Ovarien eines Individuums stehen nämlich alle auf der gleichen Entwicklungsstufe, und ein Unterschied in der Entwicklung der Zellgruppen läßt sich also auf ihre Abstammung von verschiedenen Ovarien nicht zurückführen. Abnorme Eibildungen. Durch Untersuchung einer sehr großen Anzahl von Zellgruppen habe ich mich von dem überaus regelmäßigen Verlauf ihrer oben beschriebenen Entwicklung überzeugt. Doch sind mir dabei auch einige Abweichungen von dieser Regel vor Augen gekommen, die jetzt beschrieben werden sollen. Die am häufigsten vorkommenden Abnormitäten sind Zwillings- bildungen. Diese bestehen darin, daß es nicht acht Zellen sind, die eine Zellgruppe bilden, sondern 16, also genau die doppelte Anzahl. Dieses lenkt unwillkürlich den Gedanken darauf hin, daß hier eine Verschmelzung von zwei der normal vorkommenden Zellgruppeu stattgefunden habe. Daß diese Annahme richtig ist, geht durch eine nähere Betrach- tung der Doppelgruppen deutlich hervor. Jede von diesen enthält nämlich zwei Zellen, deren Kerne größer sind als diejenigen der übrigen 14, unter sich gleichgroßen Zellen. Diese Verschmelzung beider Gruppen muß noch im Ovarium stattgefunden haben, indem ihre Berührung aus irgend einem Grunde zu intim geworden ist. Ohne Ausnahme habe ich die beiden Gruppen auf unter sieh gleicher Entwicklungsstufe gefunden. Die Zwillingsgruppen zeigen alle Übergänge von einer nur ober- flächlichen Berührung der beiden Zellgruppen bis zu einer völligen Verschmelzung (Fig. 25 — 31). Die Verbindung der zwei Gruppen in Fig. 25 ist sehr lose. — In Fig. 26 und 27 ist sie mehr intim, indem die beiden Zellgruppen mit relativ breiter Fläche einander berühren. Auffallend ist es, daß in diesen beiden Fällen die zwei großen Zellen der Zwillingsgruppen nicht in der Längsachse derselben orien- tiert sind, sondern auf der seitlichen Oberfläche ihren Platz gefunden haben, und zwar beide auf derselben Seite. Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies vou 'l'omopteris usw. 381 Dieses Verhalten habe ich bei einer Betrachtung der Zwillings- gruppen sehr regelmäßig wiedergefunden, obwohl es nicht immer deutlich aus den in einer Ebene ausgeführten Abbildungen hervor- geht. Man findet aber auch, daß die zwei großen Zellen niemals dicht aneinanderliegen, sondern immer mit einigen dazwischen ein- geschobenen kleinen Zellen. Fig. 28 ist ein Beispiel eines noch mehr ausgeprägten Zusammen- wachsens; nur auf der einen Seite ist hier die Grenze zwischen beiden ursprünglichen Zellgruppen durch eine Einbuchtung der Ober- fiäche markiert. Die beiden großen Kerne sind auch in diesem Falle einander ganz ähnlich, und es ist nicht unwahrscheinlich, daß sie sich nach der Abtrennung der kleineren Zeilen zu zwei normal entwickelten Eiern enttvickeln werden. Die Verschmelzung der Zellgruppen kann jedoch auch weiter gehen, wie in Fig. 29. Hier läßt sich nicht mehr mit Bestimmtheit entscheiden, welche von den Kernen zu der einen oder der andern Gruppe gehören. Auch hier finden wir die großen Zellen in der früher besproche- nen Weise orientiert; ihre Kerne sind aber nicht mehr gleich groß; der links gelegene ist etwas größer und augenscheinlich auch von einer größeren Cytoplasmamasse umgeben. Auch hier scheint jedoch die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, daß sich beide Zellen in zwei selbständige Eier entwickeln werden. Anders ist das Verhältnis in Fig. 30. Der Unterschied zwischen den beiden größten Zellen ist hier sehr beträchtlich. Es ist daher auch wahrscheinlich, daß die zweite größte Zelle in diesem Falle nicht mit der größten, sondern vielmehr mit den 14 kleinen Zellen in ihrem weiteren Verhalten übereinstimmen wird. Der letzte Schritt einer Umbildung der Zwillingsgruppen ist in Fig. 31 (Taf XXVIII) abgebildet. Wir haben hier noch, wie früher, eine Gruppe von 16 Zellen, unter denen aber nur eine große Zelle erkennbar ist, während die übrigen 15 Zellen von unter sich gleicher Größe sind. Außer den Zwillingsbildungen kommen ausnahmsweise noch andre Kombinationen der Zellen vor. So habe ich einmal eine Gruppe gefunden, die nur aus vier Zellen zusammengesetzt war (Fig. 32). Ferner habe ich, wie in Fig. 33 abgebildet, eine Gnrppe von zwölf Zellen gefunden, von welchen eine größer war als die übrigen. 382 Carl Dons Auffallend ist es, daß die Zahl vier für die verschiedenen Kom- binationen überall zugrunde liegt. Noch möchte ich eine Reihe Abnormitäten andrer Art zusammen- stellen. In Fig. 34a — e sind einige vereinzelt auftretende Zellen ahgebildet, die man vielleicht als abortive Eizellen betrachten muß. Fig. 35 zeigt der andern Seite eine übrigens normal entwickelte Gruppe, deren Zellen sämtlich beträchtlich größer sind als die Norm (vgl. Fig. 6). Endlich findet man zuweilen Gruppen oder einzelne Zellen, die wahrscheinlich wegen eigentümlicher Druckverhältnisse mehr oder weniger deformiert worden sind (Fig. 36 und 37). Von Interesse ist es, daß in der in Fig. 37 abgebildeten Zelle der Kern seine ursprüng- liche Form bewahrt hat, während das Cytoplasma zu einem wurst- förmigen Körper zusammengedrückt ist. Alle diese eben erwähnten abweichenden Bildungen sind bei Tieren gefunden, bei welchen die Eier übrigens völlig normal ent- wickelt waren. Bei einem einzelnen Weibchen habe ich dann auch gefunden, daß in sämtlichen Zellgruppen die großen Zellen relativ schwach entwickelt waren, jedoch nicht so klein wie diejenigen der Fig. 34. Fig. 38 — 46 zeigen eine Reihe Zellgruppen aus diesem Indivi- duum, und ein Vergleich mit den entsprechenden Stadien der normal entwickelten Zellgruppen (Taf. XXVI und XXVII, Fig. 15 — 23) muß die Vorstellung erwecken, daß wir es hier mit einer scharf markierten Variation zu tun haben. Ganz ausnahmsweise habe ich bei diesem Individuum zwei Zell- gruppen gefunden, die ein wenig größer waren als die übrigen (Fig. 44 und 45); diese stehen jedoch gegen die normalen Zellgruppen an Größe zurück. Wie in der Einleitung erwähnt, glaubte Füllarton, unter den in der Leibeshöhle bei Tomopteris schwimmenden Zellgruppen zwei verschiedene Serien nachgewiesen zu haben; die eine Serie reprä- sentiere die Entwicklung der Eier vor der Reifung, während in der andern die ersten Furchungsstadien zu ersehen seien. Seine Auf- fassung war wesentlich darauf gestützt, daß er in einem einzigen Falle die Gegenwart eines Richtungskörpers nacbgewiesen zu haben glaubte. Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 383 Im Gegensatz dazu habe ich gefunden, daß der Reifungsprozeß der Eier nicht innerhalb des Muttertieres, sondern erst nach dem Ablegen der Eier stattfindet. Auch Fullarton hat keine Spur der beiden Reifungsteilungen demonstrieren können. Der von ihm beschriebene kleine »Richtungs- körper« (Textfig. K) darf daher wohl nur als eiö zufälliges Fremd- körperchen betraehtet werden, welches dem Ei anlag. Eine nähere Betrachtung der Figuren Fullartons ergibt, daß seine frühesten Stadien (Textfig. A — D) ohne weiteres mit den von mir in Fig. 7 — 12 abgebildeten Zellgruppen zusammengestellt werden können, obwohl das gegenseitige Größenverhältnis der Kerne in seinen Abbildungen größere Variationen zeigt, als es in der normalen Ent- wicklung der Fall ist. Textfig. E und F, die, nach Fullartox, auch Stadien aus der Entwieklung der Zellgruppen seien, müssen wahrscheinlich als kleine, abgelöste Zellen (vgl. Fig. 24) aufgefaßt werden. Fig. H entspricht einem der von mir in Fig. 21 — 23 abgebildeten Stadien; Fig. J dagegen, die — obgleich viel kleiner als die in Fig. H abgebildete Zelle — von Fullartox als ein nachfolgendes Stadium bezeichnet wird, läßt sich wohl kaum als ein normales Bild auffassen. Von Fullartox wird dann auch (Textfig. K — 0 dieser Abhand- lung) eine Reihe von »Furchungsstadien« der Tontopteris-EAex illustriert, die sich aber in nichts Wesentlichem von den eben besprochenen Bildern unterscheiden. Die Reifung der Eier geschieht aber, wie schon oben erwähnt wurde, erst nachdem sie die Leibeshöhle des Muttertieres verlassen haben; und es ist dann auch klar, daß Fullar- Toxs »Furchungsstadieu« einer andern Deutung unterliegen müssen. Ihrer Gestalt nach stimmen sie mit den von mir in Fig. 15 — 20 abgebildeten Stadien sehr wohl überein ; ich halte es auch für zweifel- los, daß sie an dieser Stelle als Entwicklungsstadien unreifer Eier einzureihen sind. Ein Bild wie Textfig. 0 mit 16 oder 32 kleinen Zellen (»Mikro- meren«) habe ich jedoch in meinen Präparaten nie vorgefunden. Der innere Bau der Zellgruppen (Taf. XXIX). Die ersten Generationen der Keimzellen, die Oogonien, stimmen in ihrer ganzen Entwicklung mit den Spermatogonien überein, wie sie von A. und K. E. Schreiner (1906) beschrieben worden sind. 384 Carl Dons Ich kann daher hier direkt zu einer Erörterung der Frage über- gehen, wie sich die acht Zellen einer Zellgruppe gegenseitig zu einander verhalten — ob sie alle von Anfang an gleichwertig sind, auf welchem Stadium ihre divergierende Entwicklung anfängt, und wie sich ihre Divergenz zuerst Ausdruck gibt. Um über die erste Frage Klarheit zu bekommen, wird es not- wendig sein, auf den Bau des Ovariums wieder einen Blick zu werfen. Ein Schnitt eines zum Teil ausgeleerten Ovariums ist in Fig. 47 abgebildet. Einzelne Zellgruppen lassen sich hier leicht von ihren Umgebungen unterscheiden, während es an andern Stellen nicht möglich ist, die späteren Zellgruppeu zu erkennen. Von AVichtigkeit ist es jedoch, daß in allen Gruppen — mögen sie aus mir acht oder mehreren Zellen bestehen — sämtliche Zellen einander vollständig ähnlich sind. Fig. 48 zeigt einen Teil eines solchen Ovariums, stärker ver- größert. Wir sehen hier elf zu einer Gruppe gehörige Zellen, deren Kerne alle dasselbe Bild zeigen. Das Chromatin ist in allen auf dieselbe Weise verteilt — in dicken, bügelförmigen Bändern. Ein Vergleich mit den von A. und K. E. Schreiner (1906) gegebenen Abbildungen der Spermatocyten von Tomopteris macht es wahrschein- lich, daß wir hier ein der Chromosomenkonjugation folgendes Stadium vor uns haben. Fig. 49 zeigt eine wohlbegrenzte Gruppe von acht Zellen (eine Zelle ist nur bei tieferer Einstellung zu sehen); auch diese sind so- wohl an Größe als auch in betreff ihrer inneren Struktur einander völlig ähnlich. Die bivalenten Chromosomen haben auch hier überall die cha- rakteristische BUgelform — sie sind dick und verhältnismäßig kompakt. Sämtliche Kerne enthalten außerdem dicht unter ihrer Oberfläche ein plattenförmig intensiv schwarz gefärbtes Körperchen, in welchem oft ein hellerer Streifen gesehen wird. Eine Verbindung zwischen diesem eigentümlichen Körper und den Doppelbügeln habe ich nicht wahrgenommeu. Alle Zellen einer Zellgruppe zeigen sich also noch als typische Oocyten, unter sich völlig gleichwertig. Ihre Ähnlichkeit dauert noch während der zunächst folgenden Entwicklungsstufen fort, wie es aus den Fig. 50 — 51 hervorgeht. Wir sehen hier die allmähliche Umbildung der Chromosomen beim Beginn der Wachstumsperiode der Oocyten. Da aber die Färb- Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 385 barkeit des Chromatins auf diesen Stadien stark abnimmt, war es mir nicht möglich, die Detaills dieser Umbildung zu verfolgen. Auf dem Stadium der Fig. 52 siebt man die erste Spur einer divergierenden Entwicklung der Zellen, indem hier eine Zelle etwas größer ist als die übrigen. Um die letzte Frage zu beantworten — worin die Divergenz der Zellen bestehe — , werde ich im folgenden die weitere Entwick- lung der späteren Eizelle und die der kleinen Zellen getrennt be- handeln. Fig. 53 — 57 zeigen Schnitte einer Reihe der aufeinanderfolgenden Stadien der Wachstumsperiode. Die Eizelle. In betreff der Kernstrukturen habe ich, wie schon oben erwähnt, nur wenig mitzuteilen. Der Nucleolus wird während der ganzen Wachstumsperiode sehr stark gefärbt; in seiner Nähe findet man (Fig. 53) zwei kleinere, kugelförmige Körperchen — meist eins an jeder Seite des Nucleolus i). Die Chromosomen , die eine Zeitlang in meinen Präparaten un- sichtbar waren, kommen in der letzten Hälfte der Wachstumsperiode wieder zum Vorschein (Fig. 54 u. fig.). Sie sind jetzt kurz faden- förmig, stellenweise mit einer deutlichen Längsspalte. Sie liegen in der Regel in einer der Hälften des Kernes; sehr oft scheinen jedoch ein oder zwei Chromosomen mit dem Nucleolus in Verbindung zu stehen (Fig. 56 — 57)2). Am Ende der Wachstxxmsperiode nehmen die Chromosomen be- deutend an Dicke zu und sind gewöhnlich an einer Stelle der Kern- vacuole dicht angesammelt (Fig. 57). Im Cytoplasma haben auch Änderungen stattgefunden, die in einer sehr reichlichen Dotterbildung resultiert haben. Auf dem Stadium der Fig. 53 kommen an der äußeren Ober- fläche des Kernes zahlreiche, stark färbbare Körnchen zum Vorschein. Einzelne derselben werden auch frei im Cytoplasma vorgefunden. Das Cytoplasma bildete in den jungen Oocyten eine gleich- förmige, feinkörnige Masse, die jedoch zuweilen (Fig. 52) konzentrische Struktur erkennen ließ. Auf demselben Stadium, wo die chromatischen Körnchen außer- halb der Kerumembran zum Vorschein kommen, setzt auch im Cyto- 1) In den übrigen Eizellen werden dieselben auch gefunden (Fig. 54, 55 und 57), sind aber in den abgebildeten Schnitten nicht zu erkennen. 2) Dies ist auch in den Stadien Fig. 54—55 der Fall; der Berührungspunkt ist aber in den abgebildeten Schnitten nicht getroffen. 386 Carl Dons plasma eine Differenzierung ein, die sich zuerst in einem mosaikähn- lichen Aussehen desselben Ausdruck gibt. Das Cytoplasma zeigt jetzt auf Schnitten gleichmäßig verteilte, polygonale Felder, die dunkler gefärbt sind als die dazwischenliegenden Teile. Diese ersten »Dotterelemente« ^Korschelt und Beider) machen jedoch bald den eigentlichen Dotterkörnchen Platz, die später zu großen Kugeln anwachsen (Fig. 54 — 57 u. 60). Auf Fig. 54 sieht man schon einzelne schwach gefärbte, ganz kleine Körner im Cytoplasma auftreten. Später kommen deren mehrere zum Vorschein, während die ersten an Größe und Färbbarkeit zunehmen (Fig. 55 — 57). Sie liegen völlig unregelmäßig im Cytoplasma. Sie werden in mittelgroßen Eiern mit Eisenhämatoxylin intensiv schwarz gefärbt. Auf einem späteren Stadium (Fig. 60) finden wir dagegen, daß sie an Färbbarkeit ubgenommen haben, während sie aus einer Menge feiner Körnchen zusammengesetzt erscheinen. Ob und wie weit die in den jungen Eizellen auf der Kernober- fläche befindlichen chromatischen Körperchen bei der Dotterbildung eine Rolle spielen, konnte ich nicht sicher entscheiden. Ausgeschlossen scheint es mir aber nicht, daß die kleinsten, zuerst auftretendeu Dotterkörnchen (Fig. 54) mit denselben in genetischem Zusammen- hang stehen. Die kleinen Zellen entwickeln sich, wie aus den Abbildungen hervorgehen wird, anfangs genau wie die Eizelle, obwohl sie mit dem Größenwachstum derselben nicht Schritt halten. Der Nucleolus ist wohl entwickelt, und auch hier finden wir die zwei kleinen Kucleolen neben dem großen wieder. Ebenso finden wir, daß eine Chromatinausscheidung durch die Kernmembran in den kleinen Zellen zu derselben Zeit einsetzt wie in der großen. Während aber in der Eizelle die Körnchen bald wieder von der Kernoberfiäche verschwinden, lassen sie sich in den kleinen Zellen noch auf späteren Stadien nachweisen. Eine Dotterbildung tritt in den kleinen Zellen nicht ein, obwohl auch hier anfänglich eine mosaikartige Verdichtung des Cytoplasmas stattfindet (Fig. 53 — 54). Diese beiden Unterschiede zwischen großen und kleinen Zellen — das Verweilen der chromatischen Körnchen auf der Kernober- fläche und das Unterbleiben einer Dotterbildung — stehen sehr wahr- scheinlich miteinander in Zusammenhang , was darauf hindeuten würde, daß die Körnchen für die Dotterbildung von Bedeutung sind. Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Tomopteris usw. 387 daß sie aber, um ihre Rolle ausführeu zu können, zuerst im Cyto- plasma zerstreut werden müssen. Die Chromosomen der kleinen Zellen kommen in meinen Präpa- raten nicht mehr zum Vorschein. Nach der Trennung von der Eizelle zeigen die kleinen Zellen verschiedene Zeichen der Degeneration. Die Kernkorperchen zer- fallen, um zuletzt völlig zu verschwinden (Fig. 58, 59 und 24c]; auch im Cytoplasma kommen Vacuolen zum Vorschein. Schlußbemerkungen. Zuletzt möchte ich hier die Rolle der kleinen Zellen bei der Eibildung der Tomopterideu mit einigen Worten besprechen. Von andern Tierformen ist es schon bekannt, daß während des Wachstums der Eizelle Schwesterzellen als »Nährzellen« verbraucht werden ; aus dem obigen geht aber hervor, daß dies bei den Tomop- teriden nicht der Fall ist. Die Eibildung der Tomopteriden kann nicht als eine »nutri- mentäre« betrachtet werden, da die Eizelle sich »solitär« entwickelt, ohne etwas von den kleinen Zellen zu absorbieren. Nur indirekt tragen die kleinen Zellen zum Wachstum der Ei- zelle dadurch bei, daß sie von den Nährstoffen der CölomflUssigkeit für ihr eigenes Wachstum nichts verbrauchen. Die von sämtlichen acht Zellen einer Zellgruppe aufgenommene Nahrung kommt also nur einer, der Eizelle, zugute. Wodurch wird eine der Zellen zur Weiterentwicklung determiniert, während die übrigen Zellen der Zellgruppe in ihrer Entwicklung stehenbleiben? Eine befriedigende Antwort dieser Frage läßt sich auf Grund- lage meiner Präparate nicht geben. Als eine Nebenursache möchte ich jedoch die gegenseitige Lage der Zellen im Ovarium erwähnen. In vielen Fällen habe ich nämlich gefunden, daß die große Zelle einer Zellgruppe im Ovarium eine oberflächliche Lage einnimmt; ihre raschere Entwicklung mag in solchen Fällen durch diese günstige Lage bedingt sein, indem sie von der Leibeshöhlenflüssigkeit direkt bespült wird und so einen relativ reicheren Nahrungszugang hat als ihre Schwesterzellen. Eine Stütze dieser Annahme, daß die Entwicklung zur Eizelle durch eine oberflächliche Lage im Ovarium bedingt sei, sehe ich im Verhältnisse der Zwillingsbildungen (Taf. XXVIIj. Wie schon oben Archiv f. Zellfor.schnng. II. 2G 388 Carl Dous erwähnt, werden hier die beiden großen Zellen immer auf einer und derselben Seite der Zellgruppe vorgefunden, und zwar in solcher Lage, daß sie, wenn man die Konvexität des spindelförmigen Ovariums in Betracht zieht, beide eine oberflächliche Lage gehabt haben können. Wenn so zuerst eine Zelle vor den übrigen einen Vorsprung erreicht hat, dann läßt sich wohl verstehen, daß sie sich auch später rascher entwickeln \vird; ihre vergrößerte Oberfläche bedingt ja nämlich eine noch reichlichere Nahrungsaufnahme, und der Unter- schied zwischen dieser Zelle und ihren Schwesterzellen wird so immer größer werden. Für Vejdovskys (1907) Annahme, daß sich die »Nährzellen« zu ebeusovieleu Eiern entwickeln können, konnte ich in meinen Prä- paraten keine Stütze Anden. Verzeichnis der zitierten Literatur. C-VRPEXTER, W. B. 1859. Oll Toiuopteris oniscifonuis. The Transactions of the Linnean Society of London. Vol. 22. Carpenter & Claparede. 1860. Further Researches on T. onisciformis. Trans- act. of Lin. Society. Vol. 23. Chi’x. 1888. Die pelagische Tierwelt in größeren Meerestiefen und ihre Be- ziehung zu der Oberflächenfauna. Bibliotheca Zoologien. Heft 1. Fullartox, J. H. 1895. On the generative Organs and Products of Toniopteris onisciformis, Esch. Zoologische Jahrbücher. Bd. 8. Greef, R. 1879. Über pelagische Anneliden von der Küste der canarischen Inseln. Zeitschr. f. wiss. Zoologie. Bd. 32. Kefersteix. 1861. Einige Bemerkungen über Tomopteris. Arch. f. Anat., Phys. etc. Korschelt u. Heider. Lehrbuch der vergl. Entwicklungsgeschichte. Leuckärt u. Pagexstecher. 18.58. Untersuchungen über niedere Seetiere. Arch. f. Anat., Phys. etc. PuixcE. 1888. On the Ova of Tomopteris onisciformis, E.sch. Report of the Fifty-seventh Meeting of the British Association for the Advancemeiit of Sciense. SciiREixER, A. u. K. E. 1906. Neue Studien über die Chromatinreifung der Geschlechtszellen. Archives de Biologie. T. 22. 1905. ScHWARTZ, M. 1905. Beiträge zu einer Naturgeschichte der Tomopterideu. Jeuaische Zeitschrift für die Naturwissenschaft. Bd. 40. Ye.idov.sky, Fr. 1878. Beiträge zur Kenntnis der Tomopteriden. Zeitschr. f. wiss. Zoologie. Bd. 31. 1907. Neue Untersuchungen über die Reifung und Befruchtung. Künigl. Böhmische Gesellschaft der Wissenschaften in Prag. Archiv fiir Zellforschung Bd. II Dons del. Verlag v. Wiihdir Eli Tafel XXVI ■Jflmann in Leipzig’. Archiv für Zellforschung Bd. II Dons del. Verlag v. Wilh* Tafel XXVIl limann in Leipzig-. ‘1 Archiv fiir Zellforschung Bd. II Dons del. Verlag v. Wilh Tafel XXVIII. J- •imann in Leipzig^. (i jO«. <> Archiv für Zell forsch aiuj Bd. E Ta/.Xm LichtdrvuJt voK CG'Hodcr. GvKh H, Lt^iig. Beitrag zur Kenntnis der Entwicklung des Eies von Toinopteris usw. 389 Figurenerklärung. Taf. XXVI — XXVIll sind nach Totalpräparaten ausgeführt, in Zeskers Flüssigkeit fixiert und in Borax-Carmin gefärbt. Fig. 1 ist ca. 100 mal vergrößert; die übrigen ca. 240. Tafel XXVI. Fig. 1. Totalbild des Ovariums. Fig. 2. Zellgruppe, aus acht Zellen bestehend (aus dem Ovarium). Fig. 3 — 6. Drei Entwicklungsstadien von Zellgruppen (meistens noch im Ovarium). Fig. 7—16. Stadien aus der normalen Entwicklung im Cölom. Fig. 17—18. Die Auflösung der Zellgruppen. Fig. 19-20. Fig. 21—23. Fig. 24 a — e. Fig. 25 — 30. Tafel XXVII. Andre Beispiele des Auflösens der Zellgruppeu. Weiteres Wachstum der Eizelle. Degeneration der kleinen Zellen. Zwillingsbildungen, aus je zwei Zellgruppen entstanden. Tafel XXVIII. Fig. 31. Weiter fortgeschrittene Verschmelzung (nur eine Eizelle). Fig. 32. Zellgruppe von nur vier Zellen. Fig. 33. Zellgruppe von zwölf Zellen. Fig. 34a — e. Abnorme Eizellen. Fig. 35. Unverhältnismäßig große Zellgruppe. Fig. 36 — 37. Mißbildungen durch Druck verursacht. Fig. 38—46. Abnorm kleine Zellgruppen bei einem einzelnen Individuum. Fig. 38—43. Die gewöhnlichen Größenverhältnisse der Zellgruppen bei diesem Individuum. Fig. 44 — 45. Ausnahmen. Fig. 46 a — d. Degenerierende, kleine Zellen. Tafel XXIX. Alle Zeichnungen sind nach Schnitten ausgeführt, die mit Eisenhämatoxylin gefärbt w'orden waren. Fixierung; Fig. 47 — 49 Zenkers Flüssigkeit; Fig. 50 u. 52 — 60 Hermanns Flüssigkeit; Fig. 51 Tellyesniczkys Flüssigkeit. Vergrößerung; Fig. 47 u. 52 — 60 ca. 400; 1; Fig. 48 — 51 ca. 1100; 1. Fig. 47. Längsschnitt durch die Spitze eines Ovariums. Fig. 48. Junge Oocyten, noch nicht zu Zellgruppen gruppiert. Fig. 49—51. Drei Stadien aus der Entwicklung der Oocyten, um die voll- ständige Ähnlichkeit sämtlicher zu einer Gruppe gehörigen Zellen zu illustrieren. Fig. 52. Zellgruppe mit konzentrischer Struktur des Cytoplasmas. Fig. .53. Die Dotterelemente sind angelegt. Chromatische Körnchen sind der Kernoberfläche anliegend. Fig. 54 — 56. Die Entwicklung der Dotterkörnern und das Wiederauftreten der Chromosomen im Kern der Eizelle. Fig. 54. Eückbildung der Dotterele- mente in den kleinen Zellen. Fig. 57. Dotterbildung abgeschlossen. Fig. 58—59. Degeneration der kleinen Zellen. Fig. 60. Bau der Dotterkörner einer völlig entwickelten Oocytc. 26* Vergleichende Untersuchung der Eireifung bei parthenogenetisch und bei geschlechtlich sich fortpflanzenden Ostracoden. Von Waldemar Schleip. Aus dem Zoologischen Institut in Freiburg i. Br.) Hierzu Tafel XXX— XXXIII. Einleitung. Die Reifung parthenogenetisclier Eier ist zwar schon oft untersucht worden, aber nur in verhältnismäßig wenigen Fällen hat man dabei ihre Entwicklung von der letzten Ovogonienteilung an so genau be- rücksichtigt, wie das in der umfangreichen Literatur über die Reifung der befruchtungsbedürftigen Eier und der männlichen Keimzellen ge- schehen ist. Vergleichende Untersuchungen über die Chromatinreifung in parthenogenetischen und in befruchtungsbedürftigen Eiern ein und derselben Art sind in noch geringerer Anzahl durchgeführt worden, wenn wir hier wiederum nur jene Arbeiten in Betracht ziehen, die den Reifungsprozeß vollständig behandeln ; hier ist eigentlich nur die von Täxxreuther (08) zu nennen. Das hat auch seinen guten Grund; denn es gibt nur wenige Tiere, bei welchen parthenogenetische und geschlechtliche Fortpflanzung vorkommt und deren Keimzellen zugleich nicht zu ungünstige Untersuchungsobjekte darstellen. Zu einer solchen vergleichenden Betrachtung kann man aber auch eine solche Tier- gruppe wählen, bei welcher sich einige Arten geschlechtlich, andre parthenogenetisch fortpflanzen. In dieser Richtung hat schon vor längerer Zeit Brauer (92 und 94) den ersten Schritt gemacht durch seine Untersuchungen an den Eiern von Branchipus und Artemia. Die neueren Kontroversen über die Chromosomenkonjugation ließen es mir nun wünschenswert erscheinen, eine solche Vergleichung Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 391 zu wiederholen, da eine solche, wie ich glaubte, eindeutige Resultate geben muß. Denn findet man in befruchtungsbedtirftigen Eiern wäh- rend ihrer Reifung ein Stadium, das man als Anzeichen einer Chro- mosomenpaarung auffassen kann — sei es ein Querspalt in den Chro- mosomen, sei es ein paralleler Verlauf zweier dünner Chromatinfäden vor der Entstehung der dicken Fäden — , so ermöglichen die partheno- genetischen Eier eine Kontrolle: fehlt hier dieses Stadium, so kann man es wohl als das der Chromosomenpaarung oder als Anzeichen einer stattgehabten auffassen, im andern Falle natürlich nicht, da eben in den parthenogenetischen Eiern — von gewissen Ausnahme- fällen abgesehen — keine Pseudoreduktion und mithin keine Chro- mosomenkonjugation stattfindet. Es war also der Zweck der beab- sichtigten Untersuchung, festzustellen, in welchen Einzelheiten sich die Eireifung bei parthenogenetischer Fortpflanzung von jener bei ge- schlechtlicher unterscheidet, um womöglich mit Sicherheit bestimmen zu können, wann und in welcher Weise die Pseudoreduktion der Chromosomen in den befruchtungsbedürftigen Eiern sich vollzieht. Als geeignete Objekte boten sich die Ostracoden dar, bei denen, wie durch die Beobachtungen v^on Wei.smann (80) und Müller (80) bekannt ist, neben geschlechtlich sich fortpflanzenden Arten auch solche mit parthenogenetischer Vermehrung verkommen, wobei in den Eiern nur ein Richtungskörper gebildet wird. Die Reifung der partheno- genetischen Eier hat schon Woltereck (98) beschrieben, und nach seinen Ergebnissen schienen mir die Ostracodeneier nicht zu schwierig zu untersuchen zu sein. Doch zeigte es sich leider alsbald, daß auch sie in manchen Stadien, besonders in den ersten, recht ungünstige Objekte sind und eindeutige Resultate auch nicht ermöglichen. Trotz- dem glaube ich, daß meine hier mitgeteilten Resultate zur Klärung der verschiedenen an die Keimzellenbildung sich anknüpfenden Pro- bleme beitragen werden. Es erhebt sich nun allerdings die Frage, ob die bei dieser ver- gleichenden Untersuchung sich etwa ergebenden Unterschiede auf Rechnung der Verschiedenheit der Fortpflanzung oder vielleicht nur auf die der Verschiedenheit der miteinander verglichenen Arten zu setzen sind. Darf man von vornherein voraussetzen, daß bei den verschiedenen Ostracodenarten die Chromatinreifung im wesentlichen gleich verläuft und nur in den Punkten verschieden ist, welche durch die Verschiedenheit der Fortpflanzung bzw. der Chromosomen Vertei- lung bei der Richtungskörperbildung bedingt ist? Diese Frage wird ja wohl verschieden beantwortet werden. Manche Autoren neigen 392 Waldemar Schleip der Ansicht zu, daß die Reifung der Keimzellen selbst innerhalb einer verhältnismäßig eng begrenzten Tiergruppe sehr verschieden verlaufen könne. Das nimmt beispielsweise Goldschmidt (02, 05 und 08) bezüglich der Trematoden an, und nach Tanxreüther (07) ist sogar bei ein und derselben Aphidenart der Reifungsmodus in Spermatogenese und Entwicklung der befruchtungsbedürftigen Eier verschieden. Es wird sich aber aus den im folgenden mitgeteilten Beobachtungen ergeben, daß bei den Ostracoden Zweifel über die oben genannte Frage nicht bestehen können. Material und Methode der Untersuchung. Zur Untersuchung benutzte ich Cypris ovum Jur. = Cyclocypris laevis 0. F. M. ; Notodromas monacha 0. F. M. == Cyprois monacha Z.; Cypris fuscata Jur. und Cypris reptans Baird. Die beiden erstgenann- ten Arten pflanzen sich, soweit bekannt, stets geschlechtlich fort; ich habe daher auch stets Q Q und cf cf zusammen gefunden, und die gescblecbtsreifen Q Q hatten auch ausnahmslos gefüllte Receptacula seminis. Cypris reptans stellte mir Se. Exzellenz Geheimrat Weis- M.vNN aus seinen Kulturen zur Verfügung, in welchen er (04, II S. 193) die dauernde rein parthenogenetische Fortpflanzung durch eine lange Reihe von Jahren hindurch beobachten konnte; ich möchte mir erlauben, ihm für die freundliche Überlassung des wertvollen Materials auch hier meinen herzlichsten Dank auszusprechen. Auch Cifpi'is fuscata pflanzt sich parthenogenetisch fort. Ich glaubte ein- mal in einem Q Spermatozoen gefunden zu haben; aber diese Be- obachtung ist nicht sicher, da ich es versäumte, die Artzugehörigkeit des betreffenden Tieres vorher genau zu kontrollieren; cfcf ^^^be ich bei dieser Art niemals beobachtet, auch keine Spermatozoen in den Eiern und nie mehr als einen primären Richtungskörper. — Ich untersuchte die Eireifung nur bei Notodromas jund Cypt'is fuscata vollständig, bei den andern nur soweit, als es mir zum Vergleich nötig schien. Auch die Spermatogenese habe ich mit berücksichtigt, teile jedoch vorläufig nur die Beobachtungen über die Entwicklung der Spermatocyten erster Ordnung bis zum Erscheinen der Chromo- somen der ersten Reifungsteiluug mit. — Wie oben erwähnt, hat schon Woltereck (98) die Reifung der parthenogenetischen Ostra- codeneier — besonders von Cypris rejjtans und C. incongruens R. — beschrieben. Wenn ich auch im großen und ganzen seine Resultate bestätigen kann, bin ich doch in manchen wichtigen Punkten zu Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 893 einem andern Ergebnisse gelangt. Deshalb und im Interesse einer vergleichenden Betrachtungsweise muß ich die parthenogenetischen Eier hier ebenfalls behandeln. Die Tiere wurden fast durchweg mit Sublimat-Eisessiggemisch nach Gilson- Petrunkewitsch fixiert; vom EATiische Flüssigkeit wurde nur soweit angewandt, daß festgestellt werden konnte, daß damit keine andern Bilder erzielt wurden. Gefärbt habe ich mit DELÄFiELDSchem Hämatoxylin und Pikrokarmin oder nach der Hei- DENHAiNschen Methode. Die Anwendung der letzteren ist bei den schon dotterhaltigen Eiern mit großen Schwierigkeiten verknüpft, da die Dotterkugeln die schwarze Färbung länger beibehalten als das Chromatin. Die Hauptstadien der Eireifung. Die Morphologie der weiblichen Geschlechtsorgane der Cypriden kann ich hier übergehen. Es möge nur daran erinnert werden, daß die beiden Eischläuche mit ihren blinden Enden jederseits in der Schalenduplikatur liegen und als Eileiter in den Körper übertreten, wo sie, in gefülltem Zustande sehr erweitert, rechts und links vom Magen gelagert sind. Ähnlich verhalten sich bei den Cypriden auch die Hodenschläuche, die ebenfalls in der Schalenduplikatur beginnen; es sind jederseits sechs vorhanden, zwei vordere und vier hintere, die sich im Körper jederseits zu einem Samenleiter vereinigen. Woltereck teilt den weiblichen Keimschlauch ein in 1. Keim- zone und 2. Wachstumszone, und in letzterer unterscheidet er wieder a) Synapsiszone, b) Diflferenzierungszone (in welcher Ei- und Kähr- zellen sich differenzieren) und c) Wachstumszone im engeren Sinn. Ich werde in den Eiröhren, entsprechend den Hauptstadien der Ei- reifung, unterscheiden; 1. Keimzone (= Zone der Ovogonien). 2. Zone der Ovocyten 1. Ordnung. a) Präsynaptische Zone. b) Synapsiszone. c) Wachstumszone, in deren Anfang Ei- und Nährzellen sich differenzieren. Das letzte Stadium der Beifung, 3. Richtungsteilungen, wird erst im abgelegten Ei durchlaufen, doch beginnt die Ausbildung der (ersten) Richtungsspindel noch im Eileiter oder wird hier sogar vollendet. 394 Waldemar Schleip Die eutsprecheuden Zonen kann man unschwer auch in den Hodenschläuchen abgrenzen, doch verläuft der dritte Abschnitt, die Reifungsteilungen der männlichen Keimzellen, natürlich noch inner- halb der Hodenschläuche. Da alle diese Stadien der Reifungsvorgänge also hintereinander in den Keimschläuchen liegen, soweit sie nicht bei den Eiern nach der Ablage durchlaufen werden, ist die Feststellung der Reihenfolge natürlich leicht und sicher. Allerdings treten, wie auch Wolteeeck bemerkt, die Veränderungen in bestimmten Zonen schubweise auf. Daher kann man nicht erwarten, in allen Ei- und Hodenröhren alle Übergangsstadien zu finden; so besonders am Anfang der Wachstums- zone. Die Ähnlichkeit der Reifungsvorgänge bei allen untersuchten Arten, sowohl der parthenogenetisch als auch der geschlechtlich sich fortpfiauzenden, ermöglicht es, alle Arten zusammen zu besprechen, wodurch auch die Vergleichung in allen Einzelheiten besser durchzu- führen ist. Eigene Beobachtungen. 1. Die Keimzone (Ovogonien und Spermatogonien). Das blinde Ende der Ei- und Hodenröhren wird eingenommen von dem »Keimpolater«, einem Syncytium mit sehr kleinen Kernen. Eine >Apiealzelle« , die Lerat (05) im C//c/oj;s-Ovarium beschreibt, konnte ich ebensowenig finden wie Woltereck. Nur die Kerne am Anfänge dieser Zone befinden sich gewöhnlich in einem charakteristi- schen Ruhezustand, mit einzelnen im Kernraum verteilten Chromatin- partikeln und einem Nucleolns (Fig. 1). In den Kernen weiterhin hat das Chromatin gewöhnlich Fadenform (Fig. 2, von C. fuscata\ Fig. 91 von Notodromas q’) ; ähnliches gibt auch Kühn (08) von den Clado- ceren an. Vermutlich kommen hier längere Perioden eines typischen Ruhestadiums zwischen den Mitosen nicht vor. Die Zahl der Chro- mosomen in den Urkeimzellen konnte ich bei keiner Aii; sicher fest- stellen. Fig. 54 zeigt eine Äquatorialplatte einer Ovogonie von Noto- dromas. So unklar sie auch ist, es geht doch daraus hervor, daß mehr als acht Chromosomen vorhanden sind und höchteus etwa 13 — 16; die komplizierten Chromatinfiguren in dieser Äquatorialplatte beruhen darauf, daß zwei oder mehr Chromosomen eng aueinanderliegen. In den Furchungszelleu von Notodromas beträgt die Chromosomenzahl zweifellos 16. In den Ovogonien von G. fi/scata, reptajis und ovum Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 395 sowie in den Spermatogonien von Notodromas ließ sich die Zahl der Chromosomen auch nicht annähernd feststellen. Man muß sich da- her mit der Annahme begnügen, daß es die somatische Zahl ist. 2. Die Zone der Ovocyten und Spermatocyten 1. Ordnung, a) Präsynaptische Stadien. Zwischen solchen Kernen der Keimzone, die sich im Euhezustand befinden (Fig. 1 und 2) und den Kernen der Synapsiszone vermitteln Übergangsformen. Es entwickeln sich mithin die Synapsisstadien aus solchen ruhenden Kernen. Da letztere natürlich schon als Ovo- cyten bzw. Spermatocyten 1. Ordnung zu bezeichnen sind, so folgt, daß die alleijüngsten Stadien dieser Zellgeneration sich nicht von ruhen- den Ovogonien oder Spermatogonien unterscheiden. Man kann das auch so ausdrücken: eine ruhende Spermato- oder Ovogonie wird, indem sie allmählich in das Synapsisstadium übergeht, zur Spermato- oder Ovocyte. Ob diese Umwandlung dadurch bedingt wird, daß eine genau normierte Zahl von Teilungen der Urkeimzellen vorhergegangen ist, oder durch irgendwelche außerhalb der Zelle gelegenen Momente, etwa Druck- und infolgedessen Ernährungsverhältnisse im Keini- schlauch, läßt sich hier nicht entscheiden. Der Übergang zum Sy- uapsisstadium erfolgt bei Cyp'is fuscata dadurch, daß die in den Kernen der Keimzone regelmäßiger angeordneten Fadenschleifen (Fig. 2) einen mehr unregelmäßigen Verlauf nehmen; sie verlieren die knötchenförmigen Anschwellungen und färben sieh dunkler (Fig. 3). Die Schlingen legen sich näher aneinander, wobei sich der so ent- stehende Knäuel allmählich auf eine Seite des im übrigen nur von wenigen, blassen Fäden durchzogenen Kernraums zurückzieht (Fig. 4). Der Nucleolus bleibt während der ganzen Zeit erhalten und kann an ganz verschiedenen Stellen im Kernraum gelagert sein. Zwei Fragen vermochte ich hier nicht sicher zu beantworten: Erstens ist es sein- schwer, zu entscheiden, ob die Chromatinfäden vor der Syuapsis längsgespalten sind oder nicht; wenn ersteres der Fall ist, wie es mir manchmal schien, so liegt es jedenfalls an der Grenze des Beobacht- baren. Zweitens fragt es sich, ob vor der Synapsis ein einheitlicher Chromatinfaden vorhanden ist; ich glaube das mit ziemlich großer Wahrscheinlichkeit ausschließen zu können, denn ich fand (Fig. 2 und 3) in den meisten Kernen freie Fadenendeu, die nicht künstlich durch das Mikrotommesser hervorgerufen sein können. Diese Frage wird bekanntlich von den Autoren verschieden beantwortet. 396 Waldemar Schleip Bei den geschlechtlicb sich fortpflanzenden Ostracoden, Cypis ovum und Notodromas, sehen die Übergangsstadien zur Synapsis, so- weit sieh das erkennen läßt, ebenso aus. Nur sind die Zellen hier kleiner und schwieriger zu untersuchen. Fig. 55 und 56 zeigen die präsynaptischen Stadien aus dem Ovarium von Notodromas-, man sieht auch hier eine allmähliche Konzentrierung des — einheitlichen oder aus getrennten Stücken bestehenden? — Kernfadens auf eine Seite des Kernes. Leider konnte ich auch hier zu keinem Besultat kommen, ob der Faden schon längsgespalten ist. Bemerkenswert ist der Kern, der in Fig. 57 abgebildet ist und eigentlich sich schon im Synapsisstadium befindet. Man sieht hier dünnere Fäden und zwei dickere. Ich habe nur den einen Kern von diesem Aussehen getroffen und kann daher keinerlei Gewicht auf ihn legen. Ich kann mich dem Eindruck nicht entziehen, daß die Verände- rungen an den Keimzellen während dieser Periode tatsächlich weit komplizierter sind, als es nach der vorstehend gegebenen Beschrei- bung erscheint; aber es ist unmöglich, an diesen kleinen Kernen mehr zu erkennen, insbesondere keine wesentlichen Unterschiede zwischen den befruchtungsbedürftigen und den parthenogenetischen Eiern. b) Synapsis. Unter dem Namen Synapsis verstehe ich hier, den Ausführungen Hackers (07) folgend, nur den einseitigen Kontraktionszustand des Kernes vor der Ausbildung der Chromosomen. Es ist das Verdienst WoLTEKECKs, gezeigt zu haben, daß ein solches Synapsisstadium auch in pai1:henogenetischen Eiern Vorkommen kann. Ist nun das Synapsis- stadium in den befruchteten Ostracodeneiern von dem in den partheno- genetischen irgendwie verschieden? Bei Cypris fuscata (Fig. 4 — 6) uud ebenso bei Cypris reptans sind beim Entstehen des Synapsisknäuels mehr und auch dünnere Fadenschlingen vorhanden als bei seiner Auflösung. Allerdings sind dieselben zu Beginn der Synapsis auch dünner, als sie vorher waren (vgl. Fig. 2 mit 4). Der Synapsisknäuel selbst zeigt das oft ge- schilderte Aussehen (Fig. 5). Wenn in dieser Figur der Knäuel als eine beinahe homogen erscheinende Masse gezeichnet ist, so soll da- mit nur ausgedrückt sein, daß zwischen den Schlingen gar keine Zwischenräume mehr zu sehen sind. Stets ragen einzelne Faden- enden frei aus dem Knäuel heraus, ein Anzeichen, daß auch jetzt kein einheitlicher Chromatinfaden vorhanden ist. Zuweilen sieht man ganz deutlich, daß solche herausragende Fäden längsgespalten sind Vergleichende Untersuchnug der Eireifnng usw. 397 (Fig. 6). WoLTERECK beschreibt, daß der Kucleolus stets dem Sy- napsisknäuel gegenüberliegt, doch konnte ich keinerlei Regelmäßig- keit in seiner Lage erkennen. Auch bei Notodromas monaclia besteht der Knäuel bei seiner Bildung aus mehr und aus dünneren Fadenwindungen als später, wenn er sich auflöst (Fig. 55 — 58). Der Fig. 57 habe ich schon Er- wähnung getan. In den Eiern von Cijpris oviini sowie in den Spermatocyteu von Notodromas (Fig. 92 und 93) verhält sich das Synapsisstadium ebenso, wie oben geschildert wurde — soweit we- nigstens das an den winzigen Kernen sich untersuchen läßt. Es zeigt sich also, daß ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Sy- napsisstadium der befruchtungsbedürftigen und dem der partheno- genetischen Eier nicht zu erkennen ist. Die Ansichten über die Bedeutung der Synapsis gehen noch sehr weit auseinander. Moore (95), der den Ausdruck prägte, brachte die Synapsis in Beziehung zum Reduktionsvorgang; doch besteht jetzt wenig Neigung mehr, diesen in das Stadium dieser einseitigen Chro- matinkontraktion hineinzuverlegen. Woltereck faßte die Synapsis als einen rudimentären Kernteilungsprozeß auf, ebenso später Paulcke (00) bezüglich der Honigbiene; und neuerdings schloß sich Hertwig (08) dieser Deutung an und verwertete sie im Sinne seiner Theorie der Keimplasmarelation. Das Für und Wider dieser Hypothese hat ausführlich Gregoire (08) besprochen, so daß ich darauf nicht einzu- gehen brauche. — Auch die Ansicht Goi-dschmidts (04), daß während der Synapsis eine Trennung des Idiochromatins und Trophochroma- tins eintritt, hat wenig Beifall gefunden. — Neuerdings wird immer häufiger die Anschauung vertreten, daß das Synapsisstadium ein Kunstprodukt ist, hervorgerufen durch die Wirkung der angewandten Reagentien auf den Kern, wobei allerdings eine gewisse Neigung des Chromatins zur Kontraktion während dieser Zeit bestehen muß (Häcker 07, Meves 07). Diese Ansicht wird dadurch gestützt, daß bei einer ganzen Anzahl von Objekten die eigentliche Synapsis vermißt wurde, so neuerdings unter andern von Gregoire (08) bei Lilium und andern Pflanzen, von Kühk (08) bei den parthenogenetischen Gladocereneiern, von Taxxreuther (07), wenigstens nach seinen Bildern zu urteilen, bei den parthenogenetischen Aphideneiern. Andre haben die Synapsis zwar beobachtet , aber nur in weniger gut fixierten Präparaten, so Jaxssexs (05) bei Batrachoseps , und ich (06, 07) habe mich dieser Ansicht bezüglich der Planarien ange- schlossen. 398 Waldemar Schleip Bei den Ostracoden ist nun in den Ovarien wie in den Hoden die Synapsiszone einer der auffallendsten Abschnitte. In keinem Präparat, bei keiner Fixierung ist die Synapsis zu vermissen. Das machte es mir schon wenig wahrscheinlich, daß bei den Ostracodeu die Synapsis ein Kunstprodukt ist. Wie bekannt, haben schon mehrere Autoren das Syuapsisstadium in den lebenden Zellen beob- achtet, so Sakgant (96) und 0vEKTO^^ (05) bei Pflanzen, Vejdovsky (07) und Öttixger (08) bei Tieren. Auch ich konnte in den frischen Ovarien die Synapsisstadien leicht finden; man braucht bloß einige Cypris Q Q in einem Tropfen physiologischer Kochsalzlösung unter dem Deckglas zu zerdrücken, dann wird in vielen Fällen das Ovarium aus der Schalenduplikatur herausgerisseu und isoliert, und dann kann man bei starker Vergrößerung das Stadium in den Eizellen gut sehen (Fig. 59; diese Figur ist nur bei halb so starker Vergrößerung ge- zeichnet, da die Anwendung des Oculars 12 nicht angängig war). Man sieht in dem ganz hellen Kernraum eine etwas stärker licht- brechende Masse, die nicht homogen, sondern deutlich körnig oder aus Strängen zusammengesetzt ist. Daneben ist auch der Nucleolus oft zu erkennen. Die lebenden Kerne sind an Größe von den in den gefärbten Schnittpräparaten kaum verschieden; wohl aber schien mir das Plasma voluminöser zu sein. Ich komme daher zu dem Schlüsse, daß das Syuapsisstadium bei den Ostracoden kein Kunst- produkt ist. Denn mögen auch die Eizellen unter dem Einfluß der physiologischen Kochsalzlösung schon irgendwie verändert sein, wenn die Synapsis unter allen Bedingungen hier zu sehen ist, so ist sie sicherlich ebenso reell vorhanden wie jedes andre Stadium. Nach dem Gesagten scheint mir soviel sicher zu sein, daß zu- weilen die Synapsis oder einseitige Kontraktion des Chromatins fehlt, in andern Fällen sicher vorhanden ist, während sie in Aviederum andern vielleicht nur nach ungünstiger Einwirkung der angewandten Keageutien zum Vorschein kommt. Was ihre Bedeutung anlangt, so kann sie daher weder eine notwendige Vorbedingung für das Ein- treten einer Reduktioiisteilung darstellen, noch A^erursacht sie, wenn sie vorhanden ist, stets eine solche; und ferner kann auch das Wachs- tum der Keimzellen seinen normalen Verlauf nehmen, wenn eine ty- pische Synapsis fehlt. e) Wachstumsperiode. Die einzelnen Erscheinungen, welche Avährend der Wachstums- ])eriode am Chromatin, am Nucleolus und am Plasma zu beobachten Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 399 sind, sowie die Differenzierung der Ei- und Nährzellen mögen der Übersichtlichkeit halber getrennt besprochen werden. Das Chromatin während der Wachstumsperiode. In der ersten Zeit dieser Periode (Fig. 7 — 12; 60 — 65; 93 — 94) nimmt wesentlich nur der Kern an Volumen zu, wogegen die Ver- größerung des Zelleibes nur wenig auffallend ist; und eben zu dieser Zeit verhalten sich die Keimzellen aller untersuchten Arten im Gegen- satz zu später noch sehr übereinstimmend. Woltereck nimmt an, daß zugleich mit der Auflockerung des Synapsisknäuels der vorher einheitliche Kernfaden sich segmentiert. Wie erwähnt, lassen aber einzelne freie Fadenendigungen, die aus dem Knäuel hervorsehen, die Annahme eines einheitlichen Kernfadens nicht zu; auch zu früherer Zeit war ein solcher nicht wahrscheinlich. Nach der Auflockerung des Synapsisknäuels verteilen sich die Fäden in dem zugleich sich vergrößernden Kernraum. Oft zeigen sie dann insofern eine etwas regelmäßigere Lagerung, als die Mehrzahl von ihnen nach einem be- stimmten Punkt der Kernoberfläche konvergiert, wo der Nucleolus liegt (Fig. 63). Ein deutlich ausgeprägtes »Bukettstadium« habe ich nicht konstant beobachtet (Fig. 61). In andern Fällen liegen die Fäden, was besonders später hervortritt, jetzt schon an der Kern- oberfläche und verlaufen hier meridianartig, so daß sie, von einem Pol gesehen, radspeichenförmig auszustrahlen scheinen (Fig. 7). Sehr oft liegen sie auch ganz unregelmäßig im Kernraum, was natürlich zum Teil von der Richtung abhängt, in welcher der betreffende Kern gerade gesehen wird. Die Fäden sind relativ dick, zeigen knötchen- förmige Anschwellungen, und in vielen Fällen kann man deutlich er- kennen, daß sie längsgespalten sind, so in den Ovocyten von C. fus- eata (Fig. 7 u. 8) und in den Spermatocyten von Notodromas (Fig. 94); in den Ovocyten der letzteren Art gelang mir der Nachweis der Längsspaltung erst auf einem etwas späteren Stadium (Fig. 66). Was nun die Zahl der Chromatinfäden anlangt, so kann man diese in den parthenogenetischen Eiern [C. fuseata) erst später, namentlich in den Nährzellen feststellen; denn jetzt sind sie bei ihrer verhältnismäßig großen Zahl noch zu lang. Es möge aber gleich hier bemerkt werden, daß in den Nährzelleu von C. fuseata ebenso wie in den Richtungs- spindeln dann 24 Doppelfäden zu zählen sind, das ist die nicht redu- zierte Zahl, wie das ja schon von Woltereck bei Cypris rep)ta7is konstatiert war. Dagegen kann man in den Keimzellen von Noto- dromas (die Verhältnisse in den von Cypris ovum sind zu ungünstig) 400 Waldemar Schleip schon nach der Auflockerung des Synapsisknäuels stets annähernd acht Fäden abzählen (Fig. 64 und 94). Und da, wie oben erwähnt, die somatische Chromosomenzahl bei dieser Art 16 beträgt, so hat mithin in den befruchtungsbedürftigen Eiern zwischen der letzten | Spermatogonien- bzw. Ovogonienteilnng und dem Erscheinen der '■ Chromosomen zu Beginn der Wachstumsperiode eine Zahlenreduktion stattgefuuden. Ausdrücklich möchte ich nun bemerken, daß ich nichts gefunden habe, was ich als den Vorgang einer paarweisen Verkle- bung von Einzelfäden — sei es endweise, sei es parallel — deuten ^ konnte. Niemals habe ich ferner jene Querteilungen an den Chro- matinfäden gesehen, die nach Goldschmidt (08), Wassilieff (07) : und PopoFP (07) bei ihren Objekten so deutlich festgestellt werden konnten; wären sie hier vorhanden, so hätte ich sie schwerlich über- sehen. . I Es zeigt sich also, daß während der ersten Zeit der Wachstums- | periode die Keimzellen aller Arten in ihrem Aussehen im wesent- j liehen übereinstimmen. Trotzdem bei der einen Art eine Zahlen- ' reduktiou der Chromosomen schon stattgefunden hat, bei der andern nicht, besteht zwischen den Chromatinfäden der beiden Arten kein irgendwie auffallender Unterschied. j Im zweiten Teil der Wachstumsperiode nimmt nicht nur der j Kern, sondern auch das Plasma stark an Volumen zu, und während I dieser Zeit verhält sich nun das Chromatin bei den untersuchten ) ] Arten sehr verschieden, so daß ich die einzelnen Arten getrennt be- ;j sprechen muß. In den Eiern von Notodroinas monacha beginnt die Zweite Wachs- tumsperiode mit dem Auftreten oder wenigstens mit dem Sichtbar- werden einer Längsspaltuug in den Chromosomen. In Fig. 66 ist diese bei einzelnen gerade eingetreten, während andre schon in zwei weiter voneinander entfernt liegende Längshälften gespalten sind. Es resultieren also schließlich Doppelfäden, die mehr oder weniger pa- rallel nebeneinander verlaufen oder auch umeinander herumgewickelt sind (Fig. 67). Dabei nehmen die Fäden au Länge zu und gleich- zeitig an Färbbarkeit ab. Es ist nun nicht mehr möglich, die Chro- mosomen zu zählen. Auf diesen Stadien sind die Eier von Noto- dromas nicht unähnlich denen der Cladoceren, wo Kühn (08) eben- falls solche Doppelfäden beschrieben hat. Die oben geschilderte meridiauartige Anordnung geht in eine mehr unregelmäßige über; und dann stellen sich, wie Woltereck ebenfalls hervorhebt und auch Kühn (08) bei den Cladoceren fand, die Chromatinfäden radspeichen- Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 401 artig ein, indem sie vom central gelegenen Nucleolus radiär zur Kernperipherie verlaufen (Fig. 67 und 68). Sie ziehen aber auch quer über den Nucleolus hinweg und streckenweise an der Kern- oberfläche hin, wie mau sich hei geeigneter Einstellung überzeugen kann. Die Chromosomen färben sich auf diesen Stadien hei Behand- lung mit Hämatoxylin-Pikrokarmin blaßrötlich. Außerdem treten nun zwischen den Fäden noch ebenso leicht rötlich gefärbte Schollen und krümelige Massen auf, von denen es sich nicht entscheiden läßt, ob sie vom Chromatin stammen oder ob sie neu aufgetreten sind (Fig. 68). In den Kernen, die noch weiter herangewachsen sind, wird das Bild jetzt immer unklarer. Man findet schließlich im Kernraum verhältnis- mäßig dicke, unregelmäßige, ganz schwach färbbare Stränge, von denen einzelne noch radspeichenartig verlaufen (Fig. 69). Weder lassen sich jetzt noch Fadenpaare erkennen, noch ist in den Strängen eine Längsspaltung angedeutet. Zwischen den Strängen liegen ein- zelne Schollen, die allerdings wohl zum Teil Querschnitte von erstereu sind. In welchen Beziehungen diese Stränge zu den früher vorhanden gewesenen Doppelfäden stehen, läßt sich nicht bestimmen. Auf diesem Stadium, das als ein Euhestadium aufgefaßt werden muß, hat man also die Chromosomen aus den Augen verloren. Während des wei- teren Wachstums von Kern und Zelle bleibt dieser Zustand bestehen, nur tritt allmählich in dem vorher hellen oder nur von ganz verein- zelten blassen Fäden durchzogenen Kernraum eine schwach färbbare Grundsubstanz von fädigem Bau auf. Früher oder später verliert der Kern seine kugelrunde Gestalt und sendet, bei noch erhaltener Kernmembran, zackige Fortsätze aus (Fig. 69 und 70i. Es ist aller- dings möglich, daß dies auf einer Schrumpfung beruht, nur muß mau dann annehmen, daß die Kerne in älteren Wachstumsstadien zur Schrumpfung geneigt sind, in jüngeren aber nicht, da sie hier stets kugelrund sind. Übrigens ist im Plasma kein Anzeichen einer Schrump- fung zu sehen, insbesondere auch kein Spalt zwischen Kernmembran uud dem Zellplasma. Wesentliche Veränderungen des Chromatins treten erst dann wieder ein, wenn am Ende der Wachstumsperiode die Chromosomen der ersten Kichtungsspindel sich aus dem Kern herausdifferenzieren. Es erscheinen dann in dem Gewirr der Fäden der Grundsubstanz einige dicke, aber noch ganz blaß färbbare Stränge (Fig. 70). Möglicherweise entstehen sie durch Verkürzung der früher vorhandenen Chromatinstränge, doch läßt sich darüber nichts Be- stimmtes aussageu. Sie heben sich allmählich durch zunehmende Färbbarkeit hervor, gleichzeitig werden sie auch dünner (Fig. 72). 402 Waldemar Schleip Ihre Zahl ist nicht groß, doch läßt sie sich jetzt noch nicht genau angeben, weil die Stränge infolge ihrer Windungen stets ein oder mehrere ]\Iale durchschnitten sind. Sie besitzen eine zackige Be- grenzung; eine Längsspaltung ist nicht nachweisbar. Im weiteren Verlauf werden sie zu immer dünneren und kürzeren Fädchen, deren Färbbarkeit im gleichen Maße zunimmt (Fig. 73 und 74); ihre weitere Umbildung zu den acht Chromosomen der ersten Richtungsspindel wird später besprochen werden. Der Kern im ganzen genommen \ hat unterdessen sich noch bedeutend vergrößert (vgl. Fig. 66 mit 72). Meistens hat er hier eine noch annähernd kugelige Gestalt. Später nimmt er an Größe rasch ab und erhält dann stets eine unregelmäßige Begrenzung (Fig. 74), die er, wie erwähnt, auch schon früher zeigen ^ kann. Die Kernmembran ist noch erhalten. Mit dem Deutlicher- ; werden der Chromosomen wird die Grundsubstanz immer dichter. Die Spermatocyten von Notodromas monaclia verhalten sich im wesentlichen ebenso wie die Ovocyten, nur erreichen sie natürlich nicht die Größe der ersteren. Auch hier wird die Längsspaltung der Chromosomen, welche schon früher angedeutet war (Fig. 94), durch- ] geführt; auch hier ordnen sich die Fäden radspeichenartig an (Fig. 96), ; und schließlich verliert man auch hier die Chromatinfäden vollständig | aus den Augen. Fig. 97 zeigt dann eine Spermatocyte, in welcher ; im Kernraum schon wieder deutliche Fäden aufgetreten sind. Auf | welche Weise sie entstehen, ist ebenfalls nicht zu erkennen. Hervor- i zuheben ist, daß mindestens ein Teil von ihnen Doppelfäden dar- ' stellen. Auf die weitere Entwicklung der Spermatocyten gehe ich : nicht ein. Es soll nur gezeigt werden, daß in ihnen wie in den Ovocyten die Chromosomen während der Wachstumsperiode anschei- nend zerfallen und erst am Ende dieser Periode dann wieder neu aus dem Kern entsteheu. Die Eier von Cijpris ovum sind auf früheren Stadien ihrer Klein- heit wegen sehr ungünstige Objekte. Ich will daher nur erwähnen, daß sie den von Xotodromas monaclia insofern gleichen, als ihre Chromosomen während der Wachstumsperiode ebenfalls nicht mehr zu erkennen sind. Aber dicht an der Kernperipherie liegen noch blaßgefärbte Fädchen, wie ein Querschnitt durch einen solchen Kern zeigt (Fig. 98). Diese lassen sich vielleicht auf die früher vorhanden gewesenen Chromosomen zurückführen. Später bekommt auch hier der Kern eine zackige Gestalt (Fig. 99), und die Kernmembran löst sich auf. Im Innern des Kernes sieht man jetzt etwa sechs stark färbbare Fäden von verschiedener Länge und mit unregelmäßigen Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 403 knötchenförmigen Verdickungen; eine Längsspaltung ist nicht nach- weisbar. Dieselben kann man dann verfolgen, wie sie sich schritt- weise in die Chromosomen der ersten Richtungsspindel umwandeln. Von den Eiern von Cijpris reptmis (und incongruens) gibt Woi.- TERECK an, daß während ihres Wachtums die Chromatinfäden dem Auge entschwinden; das Chromatin sei dann in Form kleinster Körn- chen im Kern und besonders an der Kernmembran verteilt, und erst viel später treten wieder distinkte Chromosomen auf. Nach Wol- tereck verhält sich also Cypris reptans so wie nach meinen Befunden Xotodrojnas, mit dem Unterschied, daß bei ersterer Art die Chromo- somen zu kleinsten Körnchen zerfallen, bei letzterer aber als blasse Stränge in der Grundsubstanz verschwinden. Kun zeigen aber meine Präparate, daß gerade bei Cypris reptans von einem Zerfall der Chromosomen nicht die Rede sein kann. Die Chromosomen erfahren auch hier eine Längsspaltung (vgl. Fig. 44 und 45j und kommen da- bei an die Kernoberfläche zu liegen. In einer gewissen Phase, wäh- rend welcher Ei- und Nährzellen sich difl'erenzieren, sind die Chromo- somen ziemlich kurz und sehr deutlich längsgespalten. Zuweilen bilden sich die Doppelstäbchen durch entgegengesetzte Krümmung ihrer Längshälften zu den bekannten Ringen um (Fig. 46); doch möchte ich Zellen mit solchen Chromatinfiguren schon als Nährzellen bezeichnen (s. u.). Regelmäßig wird nun die Längsspaltung wiederum undeutlich und kann vollständig verschwinden, und die Chromosomen sind dann ungeteilte, zackig begrenzte Stränge von körniger Struktur. Fig. 47 bis 49 stellen einen solchen Kern dar, der in drei Schnitte fällt. Man kann hier deutlich erkennen, daß die Chromosomen nur an seiner Oberfläche liegen. Während der ganzen Wachstumsperiode bleiben sie an dieser Stelle nachweisbar. Sie zeigen etwas später, aber nur bei ganz gut gelungener Färbung, einen eigentümlichen Bau (Fig. 50): In den beschriebenen Strängen liegen nämlich zwei parallel neben- einander verlaufende, sehr dunkel färbbare, dünne Fädchen mit knotenförmigen Verdickungen; diese Fädchen liegen also gleichsam in einer Hülle einer mehr lockeren Substanz. Nicht in allen Strängen konnte ich dieses Fadenpaar nachweisen, an manchen Stellen schien es auch unterbrochen zu sein. Offenbar hängt die Sichtbarkeit von einem besonders günstigen Färbungsgrad ab. Es zeigt sieb also, daß die Chromatinstränge nach ihrem inneren Bau längsgespalten sein müssen. Was die Hülle bedeutet, ist nicht klar. Möglicherweise hat sich all- mählich ein Niederschlag aus dem Kernsaft auf die Chromatinfäden gebildet; oder man kann auch der Ansicht sein, daß die Außenschicht Archiv f. Zellforschung. II. 27 404 Waldemar Schleip der längsgespaltenen Chromosomen sich zu dieser Hülle auflockert uud nur noch zwei Fädchen in ihnen von festerer Struktur gebliehen sind, gleichsam ihre Achse bildend. Für Bestandteile des Linin- gerüstes kann man diese Fädchen wegen ihrer starken Färbbarkeit nicht gut halten. Einen Niederschlag von Tröpfchen auf die Chro- ' matinfädeu beschreibt Kühn (08) von den Cladoceren, er leitet jene Tröpfchen von dem Nucleolus ab. Doch kann es sich bei den Clado- ceren nicht um dasselbe handeln wie bei den Ostracoden. Denn bei ersteren erfüllen jene von dem zerfallenden Nucleolus stammenden Tröpfchen schließlich den ganzen Kernraum, während bei den Ostra- coden stets deutlich gesonderte Stränge erhalten bleiben; außerdem besteht hier die Hülle weder aus so deutlichen Tröpfchen, noch läßt sie sich von dem Nucleolus ableiten. Wenn man den Querschnitt durch einen etwas älteren Kern betrachtet (Fig. 51, bei halb so starker Vergrößerung gezeichnet), dann möchte man allerdings auf den ersten Blick annehmen, daß hier die Chromosomen zu unregel- mäßig der Kernwand anliegenden Brocken zerfallen sind. Stellt man das Objektiv aber auf die Obeidläche eines solchen Kerns ein (Fig. 52; diese Figur ist nach demselben Kern gezeichnet wie Fig. 51), so sieht man ohne weiteres diese Stränge und in einzelnen auch das Fädchenpaar. So verhält es sich während der ganzen weiteren Wachstumsperiode. Gegen Ende derselben verlagern sich die Stränge dann in das Innere des Kerns, wo sie wiederum den eben geschil- derten Bau aufweisen (Fig. 53; bei schwächerer Vergrößerung ge- zeichnet.) Nicht in allen diesen Strängen sind zwei Fädchen zu sehen, sondern manchmal nur eines, offenbar wenn das eine das andre ver- deckt. Aus diesen Doppelfäden gehen dann, wie Woltereck ge- zeigt hat, die Chromosomen der Richtungsspindel hervor. — Es kann mithin keinem Zweifel unterliegen, daß bei Ci/pris reptans die Chro- mosomen während der Wachstumsperiode erhalten bleiben. Gegenüber Notodromas weist Cypris reptans ferner auch den Unterschied auf, daß die Längsspaltung nicht soweit durchgeführt wird, daß die Längs- hälften weiter voueinanderweichen oder sich umeinanderwickeln. Die Eier von Cypris fuscata verhalten sich hinsichtlich ihres Chromatins wiederum ganz anders. Auch hier geht zunächst die mehr regelmäßige Anordnung der Chromosomen verloren, und sie liegen wirr durcheinander im Kernraum. Es ist sehr auffallend, daß ihre Längsspaltnng bald mehr oder weniger deiitlich zu erkennen ist (Fig. 8 und 12j, bald vollkommen zu fehlen scheint (Fig. 10 und 11). Es ist zu vermuten, daß die Teilung der Chromosomen in zwei Längs- Vergleichende Untersiiclmng der Eireitung usw. 405 hälften zwar dauernd besteht, daß aber der Grad deren Entfernung voneinander ein einigermaßen zufälliger ist; die Trennung geht aber hier wie auch bei Ci/pris reptans nie soweit wie bei Notodromas. Die Chromosomen verlagern sich dann zunächst an die Kernperipherie, ebenfalls so wie bei Cypris reptam. Das dauert etw^a bis zum Sta- dium der Fig. 13 und 14; die Chromosomen sind in diesen Figuren in das Kerninnere hineinprojiziert. Später, vom Stadium der Fig. 15 an, kommen sie dann aber wirklich in den Kernraum hineinzuliegen, also viel früher, als das bei C. reptans geschieht. Ihre Zahl ist stets heträchtlich, entsprechend der Zahl von 24 Chromosomen, doch konnte sie auf diesen Stadien nicht bestimmt werden, und in den Figuren sind auch jedesmal nur die Fäden oder Fadenabschnitte eingezeichnet, die in dem betreffenden Schnitt gerade zu sehen waren. Die Chro- matinstränge haben eine zackige Oberfläche, und von den Zacken gehen die blassen Fäden der Grundsubstanz aus, die in dem Kern während seines Wachstums allmählich auftritt (Fig. 16 und 17). Gegen das Ende der Wachstumsperiode werden auch hier die Chromatin- fäden schmächtiger und kürzer, wobei vermutlich die Verkürzung nicht bei allen gleichzeitig eintritt; wenigstens sieht man auf diesen Stadien neben ganz kurzen Chromosomen noch vereinzelte längere (Fig. 21). Während in der Hauptwachstumsperiode die Längsspaltung meistens ganz verschwunden oder nur andeutungsweise sichtbar w'ar (Fig. 19), tritt sie jetzt wieder sehr hervor. Diese Doppelfädchen wandeln sich alsdann, wie wir später sehen werden, in die Chromo- somen der Keifungsteilung um. Es kann also nicht bezweifelt werden, daß auch bei Cypris fuscata die Chromosomen, die am Beginn der Wachstumsperiode auftreten, während dieser ganzen Periode als Indi- viduen erhalten bleiben. Die vergleichende Betrachtung der Keimzellen verschiedener Ostracodenarten hat also gezeigt, daß sich ihr Chromatin in der Waehstumsperiode bei den einzelnen Arten verschieden verhält. In den heranwaehsenden Spermatocyten und Ovocyten von Xotodromas kann man die Chromosomen nicht im Auge behalten, sie scheinen in gewissen Stadien ihre Individualität zu verlieren, indem sich ein Ruhekern ausbildet, dessen Chromatin in Form von Strängen und Schollen unregelmäßig angeordnet ist; später scheinen sich die Chro- mosomen daraus neu herauszubilden. Die Längsteilung derselben wird in den jungen Keimzellen von Notodromas wirklich durchge- führt, da die Längshälften beträchtlich auseinanderweichen. In den Ovocyten von Cypris ovum scheinen die Chromosomen zwar nicht so 27* 406 Waldemar Schleip in Schollen und Stränge zu zerfallen wie bei Notodromas , doch ist es auch hier nicht möglich, die Chromosomen während der ganzen Wachstnmsperiode mit einiger Sicherheit zu verfolgen. Bei Cypris reptam und fuscata dagegen weichen erstens die Längshälften der Chroraatinfäden niemals so vollkommen auseinander, und zweitens kann man in jeder Phase der Wachstumsperiode die aus ihnen her- vorgegangenen Chromatinstränge erkennen, bis sie sich wieder in die Chromosomen der Richtungsspindel umwandeln. Bei Notodromas und vielleicht auch bei Cypris ovum können wir also von einem typischen Kuhestadium sprechen, bei Cypris fuscata und reptans aber nicht, weil hier die Chromosomen eben sichtbar erhalten bleiben. Der Nucleolus während der Wachstumsperiode. Über den Nucleolus in den Ovocyten von Cypris reptans hat schon Woltereck eingehende Angaben gemacht. Ich beschränke mich daher auf die Beschreibung seines Verhaltens bei Notodroynas und Cypris fuscata. Bei Notodromas ist kurz nach der Synapsis gewöhnlich nur ein Nucleolus vorhanden (Fig. 59 und 60). Wenn mehrere da sind, etwa bis vier (vgl. Cypris fuscata, Fig. 8), so scheinen alle bis auf einen zugrunde zu gehen, da später während der Wachstnmsperiode nie mehr als einer gefunden wird. Dieser nimmt mit dem ganzen Kern an Größe zu, hat eine unregelmäßig kugelige Gestalt, und in seinem Innern treten allmählich hellere Vacuolen auf, die schließlich so zahl- reich werden, daß sie dicht nebeneinanderliegend den ganzen Kern- körper erfüllen (Fig. 67 bis 70, 72). Bei zu starker Färbung sind aber die Vacuolen oft nicht zu sehen. — Statt der zahlreichen Va- cuolen habe ich einige Male im Kucleolus auch eine einzige, sehr große Vacuole gefunden und darin einige Körnchen einer stark färb- baren Substanz; Fig. 71 zeigt einen solchen Kucleolus isoliert. — Während nun die Chromosomen auftreten und der Kern allmählich wieder kleiner wird, löst sich der Kucleolus auf. Zuerst bemerkt man neben dem großen Nucleolus zahlreiche kleine, die wie kleine Tröpfchen aussehen und häutig eine Vacuole enthalten (Fig. 73). Später hat sich der Hauptnucleolus verkleinert, und dafür sind mehr Nebenuucleoli vorhanden (Fig. 74). Und schließlich sind entweder nur noch letztere zu sehen oder daneben noch ein Rest des großen. Die kleinen Xucleolen verschwinden aber sehr rasch, namentlich nach der Auflösung der Kernmembran, so daß zu dieser Zeit nur noch wenige da sind (Fig. 75). Doch können ein oder zwei Reste Vergleiclieucle Untersuchung der Eireifung usw. 407 des Kernkörpers, und zwar namentlich etwas größere, noch sehr lange nachweisbar sein. Bei den Planarien konnte ich (06) zeigen, daß kleine tröpfchenartige Nucleolen von dem Kernkörper sich abschnUren. Hier ist das nicht zu sehen, und ich kann daher nicht angeben, wie hier die kleinen Nucleolen entstehen. Doch glaube ich aus der Tatsache, daß mit dem Kleinerwerdeu des Hauptnucleolus immer zahlreichere Nebeimucleoli entstehen, folgern zu dürfen, daß letztere aus dem erstgenannten hervorgehen. Mit der Auflösung des Kernkörpers wird die Grundsubstanz des Kerns dichter und stärker färbbar. Möglicherweise trägt hierzu die Substanz der verschwinden- den Nebennucleoli bei. Der Nucleolus der Eier von Cypris fuscata verhält sich im Prinzip ebenso. Nur ist für diese Art charakteristisch, daß er auf der Höhe der Wachstumsperiode nicht gleich in kleinste Tröpfchen zerfällt; sondern zuerst zerschnürt er sich in unregelmäßig geformte, lappige Gebilde, die ebenfalls vacuolisiert sind (Fig. 17 — 19); ebenso verhält sich auch Cypris oiuni (Fig. 99). Die Lappen hängen oft längere Zeit noch miteinander zusammen, was auf den Figuren zum Teil nicht zum Ausdruck kommt, weil sie eben nur nach einem Schnitt gezeichnet sind. Ähnliche Gebilde beschreibt auch Lerat (05) vom Copepodenei. Durch weiteren Zerfall resultieren schließlich kleinste Tröpfchen, welche dann rasch verschwinden (Fig. 22). In Fig. 23 ist die Hälfte eines Kerns bei stärkerer Vergrößerung dargestellt; man bemerkt eine große, ganz blaßgefärbte Kugel als Rest des Nucleolus. Das ist nicht die Regel, aber man findet überhaupt bei beiden Arten die mannigfachsten Variationen des oben geschilderten Verhaltens der Nucleolen. Doch möchte ich darauf hier nicht genauer eingehen. Auch das Verhalten des Nucleolus den angewandten Farbstoffen gegenüber bespreche ich nicht ausführlich; ich möchte nur bemerken, daß es äußerst variabel ist. So ist zuweilen in einem Schnitt der Nucleolus des einen Kerns rötlich (mit Pikrokarmin) und im andern blau (mit Hämatoxylin) gefärbt; sogar derselbe Nucleolus kann an verschiedenen Stellen verschieden tingiert sein, ohne daß darin eine Regelmäßigkeit zu erkennen wäre. Bei den Cladocereu zerfällt nach Kühn (08) der Nucleolus ziem- lich rasch in eine große Menge von kleinen Tröpfchen, die dann den ganzen Kernraum erfüllen und das Chromatin verdecken. Bei den Ostracoden ist der Prozeß des Zerfallens des Nucleolus wohl derselbe, nur entstehen die Tröpfchen nach und nach, und in demselben Maße, wie sie sich bilden, verschwinden sie auch wieder. Daher wird hier 408 Waldemar Schleip (las Chromatiu von ihueu nicht verdeckt. Ein Austreteu dieser Tröpf- cbeu aus dem Kern in das Plasma habe ich nicht beobachtet, während ein solches bei verschiedenen andern Objekten beschrieben wurde. Aber natürlich kommen auch hier diese Tröpfchen oder die Reste des Nucleolus ins Plasma, wenn die Kernmembran verschwunden ist, sei es, daß sie dann noch als solche vorhanden sind, sei es, daß sie sich in der Grundsubstanz des Kerns schon aufgelöst haben. Woltereck beschreibt als einen weiteren konstanten Bestandteil des Ostracodeneies ein scharf konturiertes , glashelles Bläschen, das stets in Einzahl im Kern vorhanden sein und der Kernwand anliegen soll. Er nennt es »Vesicula vitrea«. Es entsteht nach Woltereck mit dem Dotterkern und verschwindet in demselben Augenblick, in welchem die Kernmembran sich auflöst. Dieses sehr auffallende Bläschen habe ich auch gefunden, aber nicht nur in Einzahl, sondern auch zwei oder drei (Fig. 18 und 51), während es in andern Fällen fehlte. Es liegt ferner nach meinen Beobachtungen auch durchaus nicht immer der Kernwand an, sondern an einer beliebigen Stelle im Kernraum. Es läßt sich nun nicht scharf abgrenzen gegen jene kleinen Kügelchen, welche beim Zerfall des Nucleolus auftreten und zuweilen von einer so großen Vacuole erfüllt sind, daß nur eine dünne Wandschicht übrigbleibt. Ich halte daher diese »Vesicula vitrea« nicht für einen besonderen konstanten Kernbestandteil, son- dern für ein der Auflösung entgegengehendes Zerfallsprodukt des Nucleolus. Das Zellplasma während der Wachstumsperiode. Die gemeinsame Plasmamasse, welche sich im blinden Ende des Keimschlauches zwischen den Kernen findet, beginnt unmittelbar nach der Auflösung des Synapsisknäuels an Volumen zuzunehmen und grenzt sich dann in einzelne Zellterritorien ab. Im ersten Teil der Wachstumsperiode ist die Zunahme des Zelleibes im Gegensatz zu der des Kerns noch gering, um so beträchtlicher aber im zweiten Teil. Die Eier sind, wie Woltereck angibt, von zwei Hüllen umgeben. Die äußere, dünnere Schicht wird vom Eileiterepithel abgeschieden, die innere ist eine Umbildung der oberflächlichen Plasmaschicht des Eies. Auf die Struktur des Plasmas gehe ich nicht ein. Die auffallendste Erscheinung im Plasma des Ostracodeneies, den Dotterkern, hat schon Woltereck gebührend gewürdigt. Er tritt nach Woltereck auf, »vom Beginn des Wachstums der Eizelle, wenn Chromatin und Nucleolus sich aufzulöseii scheinen, bis zum Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 409 Verschwinden der Kernmembran des reifen Eies, wenn man wenig- stens die zahlreichen dunklen Flecke, die oft im Dotter desselben erscheinen, als ,Dotterkern‘-Substauz auffassen will. Zwischendurch scheinen diese tiugierbaren Differenzierungen im Cytoplasma oftmals zu verschwinden und wieder aufzutaucheu«. Nach Woltereck handelt es sich bei den Ostracoden um einen »echten« Dotterkern, welcher mit dem Centrosom nichts zu tun hat, vielmehr mit den Er- nähr ungs- und Wachstums Verhältnissen der Zelle. Und zwar soll er seinen Ursprung von der Nucleolarsubstanz nehmen, indem dieselbe in lösbarer Form durch die Kernmembran hindurchtritt tind sich draußen wieder zu den Dotterkernen verdichtet. Nach meinen Beobachtungen sieht der Dotterkern in den Eiern der verschiedenen Arten sehr verschieden aus. Bei Cijpris fuscata tritt er erst etwas nach dem Beginn des Wachstums auf, als ein in der Regel kugeliger Körper, der an einer beliebigen Stelle im Zell- plasma liegen kann. Bei dieser Art habe ich selten mehr als einen gefunden fFig. 14). Er verschwindet hier auch wieder sehr früh- zeitig, lange vor der Dotterbildung, und zwar scheint er sich aufzu- lösen. Ich schließe das wenigstens daraus, daß er allmählich in eine helle Vacuole zu liegen kommt und dann eine zackige, gleich- sam angefressene Oberfläche erhält. Bezüglich des Eiplasmas wäre noch nachzutragen, daß die ersten Dotterschollen in einer äußeren Zone entstehen, die sich dann mehr rötlich (mit Pikrokarmin) färbt, während eine innere Zone um den Kern herum zunächst noch dotter- frei und bläulich (mit Hämatoxylin; tingiert ist (Fig. 20). Erst später, kurz vor der Auflösung der Kernmembran, verschwindet diese innere Zone, und das Zellplasma wird gleichmäßig mit Dotter erfüllt. Weit auffallender ist der Dotterkern bei Cypris reptans^ indem gewöhnlich mehrere auftreten, die auch viel länger bestehen bleiben. Der Beschreibung von Woltereck habe ich nur hinzuzufügen, daß alsbald nach Verschwinden der Dotterkerne die ersten Dotterschollen auftreten, und zwar wie bei voriger Art zuerst in einer äußeren Zone. In den Ovocyten von Notodromas treten die Dotterkerne am stärksten hervor. Hier sind zunächst ebensolche vorhanden wie bei Cypris fuscata (Fig. 67 und 68). Außerdem kommen aber später noch andre hinzu, welche die Gestalt dünner Fäden besitzen und dicht unter der Oberfläche des Eies parallel zu ihr liegen. In Fig. 69 ist ein Schnitt abgebildet, in welchem diese Dotterkernfäden in großer Zahl und Ausdehnung getroffen sind. Ich habe sie übrigens auch in den lebenden oder überlebenden Eiern deutlich sehen können. 410 Waldemar Schleip Später zerfallen alle Dotterkerne in kleinste Partikelchen, welche in der äußeren Zone des Eiplasmas liegen. In dieser treten dann die ersten Dotterschollen auf, so daß hier ganz dasselbe Bild ent- steht wie bei Cypris fuscata und reptans. Auch in den Spermatocyten von Notodromas finden sich, wie nebenbei bemerkt sei, einige kleine Körperchen im Plasma, die sich färberisch ganz ähnlich wie die Dotterkerne verhalten. Wenn nun auch die im vorstehenden beschriebenen Gebilde sehr verschieden aussehen, so glaube ich doch, daß sie überall physio- logisch gleichwertig sind. Was ihre Entstehung anlangt, so möchte ich sie nicht wie AVoltereck vom Nncleolus ableiten, obwohl sie sich Farbstoffen gegenüber ähnlich wie dieser verhalten. Denn bei Koto- dromas entstehen die Dotterkernfaden ganz dicht unter der Oberfläche des Eies, also möglichst entfernt vom Kucleolus; es ist schwer einzu- sehen, warum die Nucleolarsubstanz gerade bis an die Eioberfläche wandern sollte, um dort die Dotterkerne zu bilden. Die Entstehung und die physiologische Rolle der Dotterkerne bei den Ostracoden läßt sich vielleicht erschließen, wenn wir die ganz ähnlich färbbaren Schollen vergleichend in Betracht ziehen, die Kühn (08) in dem Cladocerenei fand. Diese liegen da, wo die Nährzellen resorbiert werden, treten während der Hauptresorptionszeit auf, und Kühn be- trachtet sie als ein intermediäres Produkt in diesem Stoffumsatz. Jedenfalls spricht alles dafür, daß diese Schollen sich aus von außen aufgenommener Substanz bilden und nicht etwa aus dem Nucleolus. Mit diesen Schollen im Cladocerenei möchte ich die Dotterkerne der Ostracoden homologisieren. Sie stellen also Ablagerungen aufge- nommener Nährstoffe dar, die zur Zeit der Dotterbildung zerfallen oder sich auflösen und zum Aufbau der Reservesubstanz des Eies beitragen. Aus ihrer Verschiedenheit in den Eiern der verschiedenen Ostracodenarten geht hervor, daß die feineren Vorgänge beim Wachs- tum der Eier bei verschiedenen Arten nicht ganz gleich sind. Ich muß es hier unentschieden lassen, ob der Dotterkern der Ostracoden jenen ebenso genannten Gebilden vergleichbar ist, die nach ihrer Lage in näherer Beziehung zum Eikern zu stehen scheinen, wie z. B. der Dotterkern im Ei von Molgidn nach Crampton (99). Differenzierung von Ei- und Nährzellen. Die Angaben Wolterecks über das Verhalten der Nährzellen kann ich im wesentlichen bestätigen und beschränke mich daher auf einige Bemerkungen über die Nährzellen von Cypris fuscata. Zunächst Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 411 verweise ich auf Fi". 36 — 43 und Fig. 20, in denen die verschiedenen Entwicklungsstadien derselben dargestellt sind. Die Differenzierung 1 der beiden Sorten von Zellen von dem indifferenten Ausgangspunkt an (Fig. 10) gibt sich, wie Wolteueck schon beschrieben hat, zunächst dadurch kund, daß in den Nährzellen die Chromosomen sich stark I verkürzen (Fig. 36 und 37), während in den Eizellen das nicht ein- * tritt, die Chromosomen sich späterhin vielmehr verlängern (siehe oben). Im Wachstum halten die Nährzellen anfangs gleichen Schritt mit den Eizellen, dann aber hört ersteres ganz auf. Wenn die Chromosomen ganz kurz, fast würfelförmig geworden sind, kann man ihre Längs- spaltuug kaum noch sehen (Fig. 37). Später wird sie aber wieder sehr deutlich (Fig. 38 und 39) und einzelne der Chromosomen nehmen dabei Tetradengestalt au (Fig. 38). Doch möchte ich auf diese Te- traden kein besonderes Gewicht legen, da es hier nur immer einzelne Chromosomen sind, welche dieses Aussehen besitzen, und da die I Tetradenform nicht durch eine Querspaltnng entsteht, sondern offen- bar nur durch die besondere Gestalt und Biegung der Längshälften I der Doppelstäbchen. Die Chromosomen erfahren dann degenerative Veränderungen, indem sie zunächst eine unregelmäßige Gestalt an- nehmen (Fig. 40), dann erhalten sie eigentümliche Ausläufer (Fig. 41) ; ! weiterhin lockern sich alle Chromosomen auf, so daß jedes gleichsam [ einen Kern für sich darstellt (Fig. 42); dann verschmelzen alle zu einer einheitlichen Masse, in welcher dichtere Stellen noch die ur- sprünglich gesonderten Chromosomen andeuten (Fig. 43), und schließlich ; wird der Kern zu einer ganz dunkel färbbaren, aber immer noch aus einzelnen Klümpchen zusammengesetzten Masse (Fig. 20). Ein oder auch mehrere Nucleoleu können vorhanden sein (Fig. 42 und 43), zuweilen auch ein blaßgefärbter Dotterkern (Fig. 43). Die Zahl der Chromosomen läßt sich sehr häufig auf annähernd 24 bestimmen; unzweifelhafte Fälle einer »Hyperehromatose«, welche Woltereck beschreibt, habe ich nicht finden können. In Schnittpräparaten hat man häufig den Eindruck, daß zu jeder Eizelle eine Nährzelle kommt; wenn man aber ein Ovarium in toto betrachtet, so sieht man, daß die Nährzellen ganz unregelmäßig zwischen den Eiern verteilt sind. Was ihre Funktion anlangt, so kann man zwar vermuten, daß ihr Material, zum Teil wenigstens, in flüssigerForm von den Eiern resorbiert wird. Bestimmte Anhaltspunkte für diese Annahme hat man aber hier eigentlich nicht. Bei andern Tieren, welche charakteristische Nährzellen besitzen, wie z. B. die Cladoceren, sieht man nach Kühx (08) , daß das Eiplasma da , wo die Nährzellen ihm anliegen. 412 Waldemar Schleip anders beschaffen ist als in den übrigen Teilen des Eies, so daß also hier sichtbare Anzeichen für eine Resorption der Kährzellen in das Ei vorhanden sind. Davon ist bei den Ostracoden nichts zu sehen (Fig. 20). Auch nehmen ihre Nährzellen späterhin nur unbedeutend an Größe ab (Fig. 20 ist bei viel schwächerer Vergrößerung gezeichnet als die Fig. 36 — 43). Sie werden, soweit ich feststellen konnte, schließ- lich ganz oder in Brocken zerfallen, mit den Eizellen ausgestoßen uud dürften daher nutzlos zugrunde gehen. Ich möchte sie deshalb weniger I für eigentliche Nährzellen ansehen als für Eizellen, die aus irgend j einem Grunde sich nicht normal ausbilden können. Vielleicht ist die i Ursache zum Teil in den Chromosomen zu suchen. Wie ich oben j erwähnte, nehmen dieselben in den Nährzellen sofort die definitive ; Gestalt von kurzen Doppelstäbchen an, in den Eizellen aber erst | nach einer beträchtlichen Vergrößerung während der Wachstums- periode. Bleibt diese nun aus, so kann das möglicherweise die Ur- sache sein, daß diese Zelle die Wachstumsperiode nicht durchläuft : uud mithin sich nicht zur Eizelle ausbildet. I 3. Richtungsteilungen. j Parthenogeuetische Eier; Cypris fuscata. — Wie Weismaxn und JsHiKAWA (88) feststellten, bilden die parthenogenetischen Ostra- codeneier nur einen Richtungskörper. Woltereck zeigte dann, daß eine Reduktion der Chromosomenzahl dabei nicht stattfiudet, und er faßte die Teilung der Chromosomen in der Richtungsspiudel als eine Längsteilung auf. — Gegen Ende der Wachstumsperiode fanden wir im Eikern von Cypris fuscata eine größere Anzahl längsgespaltener Fäden, die zum Teil noch ziemlich lang, zum Teil schon ganz kurz sind (Fig. 21). Aus dieser Erscheinung schließe ich, daß die Fäden sich verkürzen, nicht aber, daß sie sich segmentieren; denn dann müßte die Zahl der Chromosomen in der Richtungsspindel eine viel größere sein. Es werden schließlich aus ihnen ganz kurze und ver- hältnismäßig sehr dicke Doppelstäbchen (Fig. 22 und 23; in letzterer ist der Kern stärker vergrößert, aber nur zur Hälfte gezeichnet). Ich möchte au‘ dieser Stelle nochmals daran erinnern, daß jetzt die Chromosomen so aussehen wie in den jungen Nährzellen, welche sich eben von den Eizellen differenziert haben (Fig. 37). Solche sehr kleine Chromosomen in Form von Doppelstäbchen gehen auch bei den Cladoceren nach Kühn (08) aus dein Eikern hervor. Nur treten sie hier scheinbar plötzlich an einer Stelle des Kerns in Erscheinung. Es ist aber sehr wahrscheinlich, daß die ganze Entwicklung dieser Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 413 Chromosomen, aus den längsgespaltenen Chromatinfäden früherer Stadien bei Cladoceren und Ostracoden sehr übereinstimmend ver- läuft, nur werden die Chromatinfäden bei ersteren während einer bestimmten Entwicklungsperiode vollkommen durch die Nucleolar- masse verdeckt. Die Kernmembrau verschwindet nun, und die Grundsubstanz des Kerns färbt sich immer intensiver mit Hämatoxylin; sie sieht schließlich aus wie eine unregelmäßig begrenzte Insel von Bildungs- plasma innerhalb des Dotters. Gewöhnlich findet sich in ihr noch ein Rest des Nucleolus (Fig. 24), der aber schon in den nächsten Phasen verschwunden ist. Dabei wird die Plasmainsel immer kleiner. Teile von ihr schnüren sich ab und verteilen sich zwischen den Dotterkugeln, und schließlich nimmt die Plasmamasse — sehr häufig wenigstens — eine gestreckte Gestalt an, nicht unähnlich einer Spindel (Fig- -ö — 27). Die Chromosomen sind während dieser Zeit kleiner geworden und haben sich annähernd in eine Ebene, die Aquatorialebene, angeordnet. Daher kann man jetzt in vielen Fällen ganz sicher konstatieren, daß es 24 sind (Fig. 25). Sie stellen nun kleinste Doppelstäbchen oder Doppelkügelchen dar; vielleicht er- scheinen sie als letztere nur deshalb, weil die Stäbchen in der Ver- kürzung gesehen werden, in mehreren Fällen sind es aber, wie mir scheint, wirklich Doppelkügelchen. Die Eier, in denen die erwähnte Plasmainsel die Gestalt einer Spindel angenommen hat (Fig. 26 und27„ stehen kurz vor der Ablage. In ihnen haben die Chromosomen eine ganz andre Gestalt bekommen, deren Entstehung ich nicht sicher verfolgen konnte. Mau erkennt sie nur, wenn man die Spindel von der Seite sieht, und in diesem Falle kann mau wiederum nicht alle Chromosomen sehen ; ich habe auch nur diejenigen eingezeichnet, die sich gegenseitig nicht decken. Die Chromosomen sind jetzt nämlich (Fig. 26 und 27) dicke, an den Enden abgerundete Stäbchen, ohne Spur einer Trennungsspalte, ])arallel zur Längsachse der Spindel orientiert. — Noch innerhalb des Eileiters erscheinen zuweilen in der spindelförmigen Plasmainsel die Spindelfasern, in der Regel findet man aber erst in den abgelegten Eiern ausgebildete Richtungs- spindeln, welchen Centriolen stets fehlen. Die Teilung tritt offen- bar sehr bald nach der Eiablage ein, denn es gelang mir nicht, die allerersten Stadien der Metaphase zu finden. Fig. 28 zeigt ein Sta- dium der Pol Wanderung der Tochterchromosomen, die bei dieser Ansicht natürlich nicht alle zu überblicken sind (man kann mindestens 32 zählen). Sehr viele dieser Tochterchromosomen haben V-Form. 414 Waldemar Schleip Während sie nun nach den Polen hinrücken (Fig. 29), verkleben sie anscheinend miteinander zu zwei kompakten Tochterplatten (Fig. 30). Die Teilung wird vollendet, und dann findet man im Innern des Eies den Furchungskern (Fig. 31), der nach einem kurzen Ruhestadium sofort wieder in die Prophase der ersten Furchungsteilung übergeht. Der Richtungskörper besteht aus einem Kern im Ruhezustand und einem dotterhaltigen Zellkörper, der vom Ei durch eine Plasmaschicht abgegrenzt ist. Fig. 32 zeigt den Kern des Richtungskörpers etwas stärker vergrößert, bevor er sich in ein Bläschen umgewandelt hat. Welcher Art ist nun die Teilung der Chromosomen in der Rich- tungsspindel? Woltereck gibt, wie erwähnt, an, daß bei Cypris reptcms, wo ich diese Stadien nicht untersuchte, eine Längsspaltung vorliegt; allerdings kann man das seinen Abbildungen nicht unmittel- bar entnehmen. Jedenfalls aber kann hier wie bei Cypris fuscafa keine Reduktionsteilung vorliegen, da die Zahl der Chrompsomen in den parthenogenetischen Ostracodeneiern eben nicht reduziert wird. Auch bei Cypris fuscata liegen die Verhältnisse bezüglich der Rich- tung der Chromosomenteilung nicht klar. Doch möchte ich wie Woltereck eine Längsteilung annehmen, und zwar aus zwei Gründen. Erstens ist in den Chromosomen während der Prophase eine solche präformiert, und da nur eine Teilung durchgeführt wird, ist es wahr- scheinlich, daß es die ist, die vorbereitet war. Zw^eitens haben die Tochterchromosonien mindestens zum Teil V-Form, eine Gestalt, welche man bei Längsteilung der Chromosomen im Stadium der Metaphase wohl fast immer findet. Was bedeuten nun aber jene eigentümlichen Stäbchen der Fig. 26 und 27? Ich bin der Ansicht, daß aus den kurzen Doppelstäbchen der vorhergehenden Stadien durch entsprechende Krümmung der Längshälften »Ringe« entstehen, welche in der Richtung, die senkrecht zur früheren Längsspalte steht, so stark auseinandergezogen werden, daß ihr Lumen verschwindet. Dann wird auch die V-Form der Tochterchromosomen verständlich, was ich nicht weiter auszuführen brauche. Gewisse Beobachtungen, die bei der Besprechung der befruchtungsbedürftigen Eier zu erwähnen sein werden, sprechen dafür, daß diese heterotypischen Figuren nur dann entstehen, wenn die Teilung der Chromosomen nicht sofort nach ihrer Einstellung in die Aquatorialebene durchgeführt wird, d. h. wenn die Eier etwas länger als nötig im Eileiter verharren. Auch bei allen andern genauer untersuchten parthenogenetischen Eiern mit einem Richtungskörper ist die Teilung der Chromosomen eine Längsteilung. Bei den Cladoceren kann nach Kühn (08) darüber kein Zweifel sein. Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 415 und zwar ist die Teilung hier ebenfalls heterotypisch. Auch Taxx- REUTHER (07) kommt zu dem Schlüsse, daß die Teilung der Chromo- somen in den parthenogenetischen Aphideneiern wie eine gewöhnliche somatische Mitose verläuft, mithin eine Längsteilung ist. Ich habt* diese Frage, welcher man bei den parthenogenetischen Eiern gewöhn- lich keine große Wichtigkeit beilegt, weil man eine Längsteilung für selbstverständlich ansieht, genauer besprechen müssen im Hinblick auf die Vorgänge in den befruchtungsbedürftigen Eiern. Auf die weitere Entwicklung des parthenogenetischen Ostracoden- eies brauche ich hier nicht einzugehen, da sie schon von Woltereck ausführlich behandelt Avurde und ich seinen Befunden nichts hinzu- zufügen habe. Ich habe nur, um die Chromosomenzahl in den soma- tischen Zellen sicherzustellen, noch zwei Furehungskerne abgebildet, welche sich in Vorbereitung zur Teilung befinden. In dem einen Kern (Fig. 33), dessen Membran schon verschwunden ist. liegen kür- zere und längere Chromosomen, deren Zahl durch genaues Zeichnen mit dem Zeichenapparat auf 24 bestimmt werden konnte. In dem andern Kern ist die Vorbereitung zur Teilung Aveiter fortgeschritten, die Chromosomen haben sich verkürzt und verdickt (Fig. 34); auch hier sind 24 Chromosomen zu zählen, Avobei zu beachten ist, daß zwei derselben von andern zum Teil überlageid Averden. Fig. 35 zeigt schließlich das Ende der Metaphase einer Furchungsteilung, man sieht an den Enden der Spindel Astrosphären und in ihrem Äquator eine sogenannte Mittelplatte. Die Chromosomen kann man hier natürlich nicht zählen. Centriolen konnte ich nicht naehweisen. Befruchtungsbedürftige Eier: Notodromas monaeha. — Diese Art stimmt hinsichtlich der Umwandlung des Keimbläschens in die erste Kichtungsspindel vollkommen mit Cypris fuscaia überein. Die Kernmembran löst sich auf, und seine Grundsubstanz wandelt sich in eine Plasmainsel um, in welcher Reste des Nucleolus kürzere oder längere Zeit nachweisbar sind (Fig. 75 und 76). Die früher beschriebenen Chromatinstränge, die sich aus dem herangewachsenen Keimbläschen scheinbar neu herausgebildet hatten , werden kürzer und dünner (Fig. 75); allmählich tritt, wenigstens in einigen Stäb- chen, eine Längsspalte hervor (Fig. 76), und schließlich entstehen auch hier ganz kurze Doppelstäbchen oder auch Doppelkügelchen, wie wir sie von Cypris fiiscata kennen (Fig. 77 und 80). Irgend eine Andeutung einer Querspalte in den Chromosomen ist nicht vor- handen, tetradenförmige Chromosomen gibt es hier nicht. Die Zeit der Ausbildung der ersten Richtungsspindel A'ariiert auch hier. 416 Waldemar Sclileip Fig. 80 ist z. B. einem abgelegten Ei entnommen, und man sieht, daß sich hier die Chromosomen eben erst zu einer Äquatorialplatte anordnen. Fig. 81 zeigt eine schon ausgebildete Spindel, die Fasern sind allerdings kaum zu erkennen. Um die Spindel herum liegen noch einige Reste der Plasmainsel. Die Chromosomen erscheinen als längsgeteilte, sehr kurze Stäbchen und sind so angeordnet, daß ihre Längsspalte in der Äquatorialebene liegt. Man kann bei dieser seitlichen Ansicht natürlich nicht alle Chromosomen erkennen. In andern Fällen ist die erste Richtungsspindel schon in den noch im Ovidukt befindlichen Eiern ausgebildet (Fig. 78 und 79). Daun zeigen auch hier wiederum die Chromosomen eine ganz andre Ge- stalt, wie das schon für Ctjpris fuscata beschrieben wurde. Xach der Ablage geht die Teilung dann rasch vor sich. Fig. 82 und 83 zeigen Stadien der Metaphase. Die Chromosomen lassen sich, wenn man die Spindel etwas schräg zur Ansicht bekommt, gut zählen, und in Fig. 83 sieht man auch, daß einige der Chromosomen V-Form haben, wie bei C/jpris fuscata. Das Ende der Teilung ist in Fig. 84 erreicht; ceutralwärts liegt der Kern der Ovocyte zweiter Ordnung, aus einem Klumpen dicht aneinanderliegender Chromosomen bestehend. Peripher sieht mau die Chromosomen des ersten Richtungskerns mehr zerstreut. Beide Kerne sind durch einen Plasmastrang ver- bunden, welcher wohl aus den Spindelfasern hervorgegangen ist. Zwischen der Ovocyte zweiter Ordnung und dem ersten Richtungs- körper ist eine trennende Plasmaschicht aufgetreten, welche aber später wieder verschwindet. Stadien der zweiten Richtungsteiluug sind sehr selten zu finden. In Fig. 85 sieht man ])eripher den ersten Richtungskern, noch ziem- lich unverändert, und weiter innen die zweite Richtungsspindel. Sie ist der Länge nach durchschnitten, so daß im abgebildeten Schnitt fünf, im nächsten drei Chromosomen liegen. Da diese sich daher gegenseitig nicht verdecken, kann man sehr gut erkennen, daß sie auf diesem Teilungsstadium »Ringe« darstellen. Deren Entstehung läßt sich nur so erklären, daß die Chromosomen nach der ersten Richtungsteiluug sich etwas verlängern — andeutungsweise ist dies ja an den V-förmigen Tochterchromosomen (Fig. 83) zu erkennen — und sich dann der Länge nach »heterotypisch« teilen. Nur ganz kurz will ich auf das Verhalten der Richtuugskörper eingehen. Nach der Bildung des zweiten Richtungskerns bereitet sich der erste zur Teilung vor. Man sieht in dem einen Richtungs- kern der Fig. 86 die acht Chromosomen in einer Äquatorialplatte Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 417 angeordnet. Der zweite Richtungskörper besteht aus einem dunkel gefärbten Kern in einem Plasmahof. Die Teilung des ersten Eich- tungskerns selbst habe ich nicht beobachten können; ich vermag daher nicht anzugeben, ob seine Teilung eine mitotische ist, wie das nach dem beschriebenen Vorbereitungsstadium zu vermuten ist, oder eine Art von indirekter, wie es Woltereck für die Teilung des Kichtungskerns in den parthenogenetischen Eiern annimmt. Das Resultat ist jedenfalls, daß schließlich peripher im Eiplasma drei ganz gleich aussehende dunkle Kerne mit je einem Plasmahof liegen (Fig. 87). Die Kerne der Richtungskörper haben in den befruchtungs- bedürftigen Eiern, soviel ich beobachten konnte, nie das Aussehen von Bläschen, wie es der Richtungskern bei Cypris fuscata zeigt. Die Verlagerung der Richtungskörper zwischen die Furchungszellen erfolgt hier ebenso wie in den parthenogenetisch sich entwickelnden Eiern nach Woltereck. Ich möchte schließlich noch ganz kurz auf die Ausbildung der ersten Eichtungsspindel bei Cypris ovum hinweisen. Aus den Fäd- chen in dem sich auflösendeu Kern (Fig. 99 und 100) gehen ent- weder längsgespaltene, ganz kurze Chromosomen hervor, die sich als solche derart in die Aquatorialebene eiustellen, daß ihre Längs- spalte in diese Ebene fällt (Fig. 102), oder wiederum die längsovalen Gebilde, die wir schon bei Cypris fuscata und iSotodromas fanden, und welche parallel zur Achse der Spindel stehen (Fig. 101). Die abgelegten Eier dieser Art habe ich nicht untersucht. ln welchen Richtungen werden nun die Chromosomen während der beiden Reifungsteilungen in den befruchtungsbedürftigen Ostra- codeneiern durchgeteilt? In vielen Fällen verläuft in ihnen die erste Richtungsteilung genau ebenso wie in den parthenogenetischen Eiern, wie wir gesehen haben; und es folgt daraus, daß die Chromosomen hier wie dort eine Längsspaltung erfahren. Das wird außerdem noch dadurch ganz sicher gestellt, daß in solchen Eiern von Notodromas, welche vermutlich frühzeitig abgelegt werden, jene etwas schwierig zu deutenden »Ringe« (Fig. 78 und 79) gar nicht gebildet werden, sondern die längsgeteilten Chromosomen sich so in der Äquatorial- ebene orientieren, daß ihre eine Längshälfte nach dem einen Pol zu gelegen ist und die andre nach dem entgegengesetzten. Die zweite Eeifungsteilung kann aus zwei Gründen ebenfalls nichts andres sein als eine Längsteilung. Denn erstens ist bei allen Objekten, wo man eine Querteilung der Chromosomen beschrieben hat, diese an den- selben vorher irgendwie angedeutet, indem meistens die Chromosomen 418 Waldemar Schleip Tetradenform haben. Das fehlt hier vollständig. Und zweitens kommen die ringförmigen Chromosomen (Fig. 85), abgesehen von einigen weniger sicher begründeten Auffassungen, nur da vor, wo die Chromosomen längsgeteilt werden, sei es, daß die Längsspalte die Hälften eines Einzelchromosoms trennt, sei es, daß sie der Aus- druck der Längskoujugation zweier zu einem Doppelchromosom ver- bundener Einheiten ist. Ich fasse also beide Reifungsteilungen in den befruchtungsbedürftigen Eiern der Ostracoden als Längsteilungen auf. Die erste ist mindestens in den nach der Wachstumsperiode erscheinenden Chromosomen schon vorgebildet (Fig. 76); ob sie schon durch die Längsspalte in den Chromosomen vor der Wachstums- periode präformiert ist, wie in den parthenogenetischen Eiern, bleibt bei Notodromas unentschieden, da die Chromosomen während der Wachstumsperiode anscheinend nicht erhalten bleiben. Die zweite Längsspalte ist vor der Teilung, z. B. in den Tochterchromosomen der ersten, nicht sichtbar vorbereitet. Auf die Frage, ob eine der beiden Längsteilungen eine Reduktionsteilung ist, komme ich im theoretischen Teil zurück. Der Vorgang der Befruchtung und der Furchung der Eier von Notodromas soll hier nicht besprochen werden. Ich verweise nur auf Fig. 88, wo man die beiden Vorkerne nebeneinander liegen sieht; die Spindel hat sich schon angelegt, an ihren Polen sieht man Astrospliären. Centriolenartige Körnchen konnte ich bei der Färbung mit Hämatoxylin nur ausnahmsweise darstellen (Fig. 89); bei der Behandlung nach Heidexhaix blieben die Dotterschollen stets so stark gefärbt, das ich kein einwandfreies Resultat bekam. Die beiden Vorkerne verschmelzen vor der Teilung nicht miteinander, sondern jeder macht die Prophasen für sich durch, so daß man in der Aquatorialplatte zwei Gruppen von je acht Chromosomen findet. Die Kerne des Zweizellenstadiums sind einheitlich. Wenn sie sich aber zur Teilung vorbereiten (Fig. 89), dann erscheinen in ihnen die 16 Chromosomen wieder in zwei Gruppen zu je acht. Dieser gouo- mere Zustand, der nach Häcker eine sehr weitverbreitete Erscheinung ist, läßt sich später nicht mehr erkennen. In den Aquatorialplatteu späterer Furchungsmitosen (Fig. 90) liegen vielmehr alle 16 Chromo- somen ohne Scheidung in zwei Gruppen nebeneinander. Anhangsweise möge noch kurz auf die Größenunterschiede der Chromosomen hingewiesen werden, welche man in Richtungs- und Furchungsspindeln aller untersuchten Arten findet. Da aber, wie oben ausgeführt wurde, die Chromosomen sehr beträchtliche Größen- Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 419 Veränderungen durchmachen, und zwar wohl nicht alle gleichzeitig, so kann ich hier auf Unterschiede in ihrer Größe keinen besonderen Wert legen. Denn es gelang mir nicht, innerhalb jedes Kerns konstante Größenunterschiede zu finden, ebensowenig wie ich unter den Chromosomen der Furchungszellen von Notodroynas nach ihrer Größe Chromosomenpaare entdecken konnte. Wenn es daher sicher ist, daß bei verschiedenen Tieren, insbesondere bei Insekten, solche konstanten Größenunterschiede beobachtet werden können, so muß es otFenbar, wie Häcker i07) hervorhebt, neben diesen noch inkon- stante geben. Andre Autoren, z. B. Meves (07), beurteilen die vor- liegenden Angaben über konstante Größenunterschiede überhaujA sehr skeptisch. Theoretischer Teil. Schon im ersten Teil dieser Arbeit habe ich verschiedene Fragen, die sich an die Vorgänge in den reifenden Keimzellen anknüpfen — die Bedeutung des Synapsisstadiums u. a. — , besprochen und bemerkt, was nach meiner Ansicht die hier mitgeteilten Beobachtungen zu ihrer Lösung beitragen dürften. Hier will ich nur noch auf zwei Probleme näher eingehen, nämlich auf das der Chromosomenreduktioii und auf die Theorie der Individualität der Chromosomen. Diese beiden Fragen sind ja unlösbar miteinander verknüpft. 1. Individualität der Chromosomen. Ich beabsichtige allerdings nicht, die Individualitätstheorie in ihrem ganzen Umfang zu besprechen, da dieses ja in neuester Zeit in erschöpfender Weise Boveri (07) und Häcker (07) als Anhänger derselben und Fick (07) und Meves (07) als ihre Gegner getan haben. — Es gibt in der Entwicklung der Spermatocyten und Ovo- cyten zwei Perioden, während welcher das individuelle Fortbestehen der Chromosomen bezweifelt werden kann und bezweifelt wird. Die erste Periode schließt sich an die Anaphase der letzten Teilung der Urkeimzellen au und dauert so lange, bis die Chromosomen in den jungen Spermatocyten und Ovocyten als »Individuen« erkennbar sind. Während des Ruhestadiums des Kerns, das zu dieser Zeit besteht, konnten die Chromosomen nur in ganz wenigen Fällen sicher oder auch nur mit Wahrscheinlichkeit als morphologische Einheiten verfolgt werden. Es müssen sich bezüglich dieser Periode die An- hänger der Individualitätstheorie darauf berufen, daß die. Unmöglich- keit ihres Nachweises bei diesen fast immer sehr kleinen Kernen 28 Archiv f. Zellforschang. II 420 Waldemar Schleip noch nicht beweist, daß sie nicht richtig ist; es liegt in der Natur der Sache, daß die Entscheidung über die Individualitätstheorie nur bei einer beschränkten Zahl besonders günstiger Objekte gefällt werden kann. Ich brauche kaum besonders zu betonen, daß auch bei den Ostraeoden das Chromatin in den jungen Spermato- und Ovocyten derart angeordnet ist, daß von individuell fortbestehenden Chromo- somen nichts zu erkennen ist. Es ist aber weniger das Verschwinden der Chromosomen während dieses Ruhestadiums am Anfang der Entwicklung der Spermatocyten und Ovocyten, das von den Gegnern der Individualitätstheorie ins Feld geführt wird, als vielmehr die Auflösung der Chromosomen während eines Ruhestadiums, das in die Wachstumsperiode fällt. Ein solches zweites Ruhestadium mit Auflösung der Chromosomen ist bekanntlich von sehr vielen Autoren beschrieben worden ; es sei nur an die Untersuchungen von Schockaert (01 und 02) bei den Poly- claden, von Bonxevie (06) bei Enteroxenos, von Stschelkanovzew (04) hei Aphis^ von Goldschmidt (08) bei Dicrocoeliuni laneeatum erinnert. Auch Meves (07) betont, daß er bei keinem Objekte ein Ruhestadium in den Spermatocyten (und wohl auch in den Ovocyten) vermißt hat. Und Fick (07) ist der Ansicht, daß die Diskontinuität der Chromatintiguren in der Eireifung besonders auffällig ist; ja er ist sogar der Meinung, daß jetzt wohl allgemein anerkannt werde, daß von einer Erhaltung der Chromosomen im Wachstumsstadium keine Rede sein kann. Es ist klar, daß die Annahme einer Reduktionsteilung im Sinne Weismaxxs Schwierigkeiten begegnet, wenn die erwähnte Auffassung richtig ist. Daher haben denn auch mehrere Autoren, obwohl sie eine Reduktionsteilung gefunden haben, es dennoch unentschieden gelassen oder direkt bezweifelt, ob eine Reduktionsteilung im WEiSMAXXSchen Sinne vorliegt. Nun scheint mir aber mindestens die Ansicht nicht berechtigt zu sein, daß die Chromosomen bei allen Tieren während der Wachstumsperiode ihre Individualität aufgeben. In den kleinen, dotterarmen Eiern von Plnnaria habe ich (00) das, wie ich glaube, vollkommen ausschließen können. Es ist aber von vornherein zu erwarten, daß sich die dotterreichen Eier in dieser Beziehung etwas anders verhalten. Denn in ihnen ist der Kern als Stofifwechselcentrum, wie vielfach an- genommen wird, ganz besonders stark in Tätigkeit, so daß die Chro- mosomen in ihnen nicht in jener Form erhalten bleiben können, welche sie in allen Zellen nur bei der Teilung annehmen. Daher darf es auch nicht auffallen, daß in den heranwachsenden Spermato- Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 421 cyten ein Ruhestadinm , in dem die Chromosomen anscheinend ihre Individualität verloren haben, in sehr vielen Fällen sicher nicht vor- handen ist; beispielsweise sei hier an die Spermatocyten der Hemi- pteren (Montgomeky 05) und von 2Iyxme Schreiner 05) erinnert. Die Spermatocyten machen eben zwar auch eine Wachstumsperiode durch, bleiben aber doch viel kleiner als die Ovocyteu. Die Sper- matocyten von Notodrornas bilden allerdings hier eine auffallende Aus- nahme; wie ich selbst oben kurz beschrieben habe, sind in ihnen die Chromosomen während der Wachstumsperiode nicht mehr zu erkennen, es ist in ihnen dasselbe Ruhestadium vorhanden wie in den Eiern. Aber die Spermatocyten der Ostracoden sind auch ganz auffallend groß oder werden es vielmehr während der Wachstumsperiode; denn auch die fertig entwickelten Spermatozoen besitzen ja im Verhältnis zum Tier ganz abnorm große Dimensionen. Wenn daher die Sper- matocyten von Notodrornas im Gegensatz zu den der allermeisten andern Tiere im Verlaufe der Wachstumsperiode in ähnlicher Weise an Größe zunehmen wie die Eier, dann darf es uns auch nicht auf- fallen, daß in ihnen, wie in den Eiern, ein Ruhestadium mit an- scheinendem Zerfall der Chromosomen vorhanden ist. Vergleicht man die vorhandenen Angaben, so kann nicht be- zweifelt werden, daß die Kerne der Keimzellen bei den verschiedenen Arten von Tieren in der Wachstumsperiode sich sehr verschieden verhalten. Bei den einen scheinen die Chromosomen sich aufzulösen, bei den andern dehnen sie sich zu langen dünnen Fäden aus, die zuweilen kaum noch nachweisbar sind, namentlich wenn sie, wie bei den Cladoceren, von dem zerfallenden Nucleolus verdeckt werden; bei noch andern bleiben die Chromosomen in der Wachstumsperiode I zweifellos erhalten. In dieser Beziehung bietet meines Erachtens das Ei der ver- schiedenen Ostracodenarten ein besonders gutes Beispiel. Ich verweise auf die Seite 405 — 406 gegebene Zusammenfassung des Verhaltens des Chromatins bei den einzelnen Arten. Daraus ist, um es zu wiederholen, zu entnehmen, daß bei Cyprix fuscata die Chromosomen während der ganzen Wachstumsperiode als mehr oder weniger deut- lich längsgespaltene Stränge erhalten bleiben, die im Kernraum ver- teilt liegen. Es gelang mir allerdings nicht, anf diesen Stadien das Vorhandensein der 24 Chromosomen zahlenmäßig festzu stellen, aber ' das ist auch schlechterdings unmöglich, weil sie stets mehrere Male durchschnitten sein müssen. Auch bei Cijpris fuscata sind während der ganzen Wachstnmsperiode die Doppelfäden einwandsfrei nachweis- 28* 422 Waldemar Schleip bar, allerdings nicht wie bei Cypri^ fuscatu im Kernraum, sondern ausschließlich au der Keruobertläche. Ich halte deshalb für beide Arten den Nachweis erbracht, daß während der Wachstumsperiode kein Zerfall und keine Auflösung der Chromosomen eintritt, souderu daß dieselben während dieser Zeit ihre Individualität beibehalten. Anders steht es mit Cypris ovum und Notodronias mmiaclm. Ob die Chromatinstränge, die man bei ersterer Art während des Eiwachstums an der Oberfläche des Keimbläschens sieht, den Chromosomen ent- sprechen, ob dieselben also auch hier erhalten bleiben, muß ich un- entschieden lassen. Notodronias monaeha^ allein untersucht, hätte wohl zu der Anschauung führen müssen, daß hier die Chromosomen sich während der Wachstumsperiode nicht erhalten. Es ist aber meines Erachtens sehr unwahrscheinlich, daß die Ostracodenarten sich in diesem Entwicklungsabschnitt prinzipiell verschieden verhalten sollten, während die früheren und späteren Stadien so auffällig übereiustimmen. Deshalb glaube ich annehmeu zu müssen, daß bei Notodronias die Chromosomen tatsächlich auch erhalten bleiben, daß sie uns aber aus mehreren Gründen nicht mehr erkennbar sind: Erstens weil sie ihre Färbbarkeit verlieren; dann weil sie sich stark verlängern und verdünnen, wobei gleichzeitig die Längshälften beträchtlich auseinanderweichen; und schließlich weil in dem Kern eine Grundsubstanz auftritt, die sich mit unsern Mitteln nicht von der Substanz der Chromosomen unterscheiden läßt. Später müssen dann, wie ich annehme, die Längshälften der Chromosomen einander sich wieder nähern, die Stränge verkürzen sich und werden dicker, wobei sie infolge Zunahme ihrer Färbbarkeit wieder sichtbar werden. Schließlich erscheinen sie als ganz ebensolche Stränge wie bei Cypris fmcata. Daß ihre Längsspalte jetzt nicht mehr sichtbar ist, während vorher die Längshälften weit auseinanderwichen, ist zwar auffallend , aber Cypris fuscata verhält sich ähnlich , insofern zu einem früheren Zeitpunkte die Längsteilung der Chromosomen ebenfalls viel schärfer ausgeprägt ist als während der Haupt- wachstumsperiode. Eine befriedigende Erklärung für das so verschiedene Verhalten der Eier der untersuchten Arten während der Wachstumsperiode läßt sich nicht geben. Mau könnte vielleicht vermuten, daß die Keim- bläschen bei den vier Arten verschieden stark als Stoffwechselcentren funktionieren müssen, so daß bei der einen Art die Chromosomen ihre gedrungene Form beibehalteu können, bei der andern Art aber sich stark ausdehnen und in einen solchen Zustand übergehen müssen, Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 428 daß der Kern sich im sogenannten Ruhestadinm betindet. Ein ver- schieden starkes Wachstum der ganzen Eier kann man als Grund hierfür aber nicht ins Feld führen, da die Eier aller Ostracoden im Verhältnis zum Tier ähnliche Größe haben: ja, die von Cypris fns- cata und reptans sind sogar größer als die von Notodromas und Cypi'is ovum. Auf dem verschieden starken Dotterreichtum kann also der Unterschied nicht beruhen. Man könnte aber vielleicht an folgendes denken : Bei Xoiodromas und Cypris ovum sind nur wenige Chromosomen im Ei vorhanden, acht bzw. sechs, bei Cyjm's reptans dagegen zwölf (nach Woltereck) und hei Cypris fuscatn 24. Die Kerne haben hei allen vier Arten annähernd dieselbe Arbeit als Stoffwechselcentra zu leisten; daher ist jedes der acht Chromosomen von Notodromas stärker beansprucht als eines der 24 von Cypris fuscata. Daher gehen die ersteren in eine Art Ruhestadium über, wo, wie man annimmt, der Stoffwechsel des Kerns am stärksten ist, während die letzteren dieselbe Arbeit in mehr konzentriertem Zustand leisten können. Ich will auf eine Prüfung der Berechtigung dieser Hypothese nicht näher eingehen, da dazu eine Berücksichtfgung der Beobachtungen an andern Objekten nötig wäre, was hier zu weit führen würde. Nur darauf sei noch hingewiesen, daß merkwürdiger Weise in den Eiern der beiden parthenogenetischen Arten die Chromosomen erhalten bleiben, in den der geschlechtlich sich fortpflanzenden — an- scheinend wenigstens — nicht. Ich vermag aber keine Beziehung zu erkennen zwischen dem Verhalten der Chromosomen gerade während der Wachstumsperiode und dem Bedürfnis oder Nicht-Bedürfnis der Eizelle befruchtet zu werden. Zum Schlüsse möchte ich noch bemerken, daß, wenn nach meiner Ansicht die Chromosomen während der Wachstumsperiode der Ostra- codeneier in Form von Fäden oder Strängen erhaltenbleiben, ich damit nicht behaupten möchte, daß sie im Ruhestadium aller Keim- zellen derartig aussehen. Sie mögen dort in irgend einer andern Form individuell weiterbestehen. In somatischen Zellen, den Furchungszellen, bilden sie sich bekanntlich oft zu Bläschen um, die mehr oder weniger deutlich gesondert nebeneinanderliegen, oder miteinander auch vollständig verschmelzen, wobei aber dann die Zahl der Nucleolen einen Hinweis geben kann, daß die Chrom atinelemeute doch auch hier noch in gewissem Sinne gegeneinander abgegrenzt sein können (vgl. Schleif 08). Die Vorgänge in den Ostracodeneiern zeigen also nach meiner 424 AValdemar Schleip Ansicht einwaudsfrei, daß die Chromosomen in den heranwachsenden Keimzellen nicht immer sich auflösen oder sonst irgendwie ihre Individualität verlieren ; und sie machen es nicht unwahrscheinlich, daß die Chromosomen da, wo sie sich aufzulösen scheinen, doch in einer nicht nachweisbaren Gestalt erhaltenbleiben. Die Theorie der Chromosomenindividualität ist trotz mancher Schwierigkeiten, welche ihr noch entgegenstehen, nicht ernstlich erschüttert. 2. Das Reduktionsproblem. Die ganze Kompliziertheit des Eeduktionsproblems, welche oft unterschätzt wird, hat vor allem Fick (05, 07] in kritischen Aufsätzen beleuchtet. Wie er und Meves (07) ausführten, ist aber auch eine »Idenreduktion« denkbar ohne eine eigentliche Keduktionsteilung, d. h. ohne daß ganze individuell fortbestehende Chromosomen bei einer der Reifnngsteilnngen sich so auf die Tochterzellen verteilen, daß in den reifen Keimzellen nur noch die halbe Zahl übrigbleibt. Vom Standpunkte der Individualitätstheorie ist aber die »Iden- reduktion« nicht anders möglich als in Verbindung mit einer Re- duktionsteilung, wenn man nicht zu der ursprünglich von Boveki (90) gemachten Annahme zurückkehren möchte, daß die Zahlenreduktion der Chromosomen dadurch eintritt, daß in den Keimzellen die Hälfte der Chromosomen zugrunde geht. Diese Reduktionsteilung vollzieht sich nach der heutigen Anschanung fast immer mit Hilfe einer Pseudoreduktion, d. h. einer Chromosomenpaarung vor der ersten Reifungsteilung. Während vor einigen Jahren noch die Auffassung vorherrschte, daß bei Tieren und Pflanzen die verschiedensten Formen der Paarung und Zahlenreduktion der Chromosomen Vorkommen können, haben sich die meisten Autoren neuerdings in zwei Lagern zusammeugefunden. Auf der einen Seite wird angenommen, daß der Konjugations- und Reduktionstypus im ganzen organischen Reich derselbe ist, indem die Chromosomen der Keimzellen sich der Länge nach paarweise aneinanderlegen und bei der ersten Reifungsteilung Avieder auseinandergehen, so wie es seit Wixiwarter (00) von einer großen Anzahl von Forschern für viele Objekte beschrieben wurde. Auf der andern Seite nimmt man an, daß gerade dieser Reduktions- modus mindestens nicht bewiesen ist, daß aber die Reduktion nacli dem sogenannten Tetradentypus — mit einer Längs- und einer Quer- teilung der Doppelchromosomen — einwandfrei beobachtet ist. Man muß aber zugeben, daß in beiden Lagern die Deutung der Befunde die Hauptrolle spielt; und eine Klärung der Lage kann nur dadurch Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 425 angebahnt werden, daß mehr als bisher unterschieden wird zwischen Beobachtung und Deutung. Das ist um so mehr nötig, als schon die Feststellung der Tatsachen, z. B. der Chromosomenzahlen, oft äußersten Schwierigkeiten begegnet, so daß sogar auf diesem Gebiet erfahrene Beobachter bei ein und demselben Objekte zu ganz verschiedenen Resultaten gelangen (Goldscumidt 04 und Schreiber 08). Was nun die hier mitgeteilten Beobachtungen an den Ostracoden- eiern anlangt, so ist zunächst die Frage aufzuwerfen, ob meine Deutung der einen Richtungsteilnng im parthenogenetischen und der beiden im befruchtungsbedürftigen Ei als Längsteilung richtig ist. Ich glaube, ja, und die Gründe habe ich oben ausführlich besprochen. Der Hauptgrund ist, wie ich wiederholen will, der, daß eben keine Anzeichen dafür vorhanden sind, daß eine andre als eine gewöhn- liche Längsteilung erfolgt. Zu keiner Zeit sind in den befruchtungs- bedürftigen Eiern Tetraden zu sehen, und zu keiner Zeit zeigen die Chromatinschleifen früherer Stadien jene Querspalte, die nach den Beobachtungen von Goldschmidt (07), Popoff (07) und Wassilieff (07) bei ihren Objekten so deutlich zu sehen ist. Allerdings ist es zuweilen überhaupt sehr schwierig, zwischen einer Längs- und einer Querteilung zu unterscheiden; wenn z. B. die Chromosomen vor der ersten Reifungsteilung Doppelkügelchen darstellen und die Einzel- kügelchen bei der Bildung des zweiten Richtungskerns sich durch- teilen, dann kann man überhaupt nicht von Quer- oder Längsteilung reden. Nur die Beobachtung der »Ringe« bei der zweiten Teilung läßt es angebracht erscheinen, hier doch eine Längsteilung an- zunehmen. Auch bei den Ostracoden findet die Reduktion der Chromosomen- zahl in den befruchtungsbedürftigen Eiern und in den Spermatocyten vor den Reifungsteilungen statt; sie muß in der allerersten Periode der Entwicklung dieser Keimzellen eingetreten sein, da die Chromo- somen von vornherein in der halben Zahl auftreten. In den partheno- genetischen Eiern fehlt sie. Auf dem Boden der Individualitäts- theorie stehend kann auch ich diese Reduktion mir am besten mit der Annahme einer Chromosomenpaarung erklären, so daß die Re- duktion in den Spermato- und Ovocyten nur eine Pseudoreduktion ist. Wie diese Paarung aber stattfindet, daß ist bei den Ostracoden unmöglich zu erkennen. Ich will nicht ausführlich wiederholen, daß in den parthenogenetischen und befruchtungsbedürftigen Eiern das Chro- matin in allen Stadien, insbesondere auch während der Synapsis, sich gleich verhält, nur in der Wachstumsperiode nicht. In letzterer kann 426 Waldemar Schleip aber die Pseudoreduktion sich nicht vollziehen, da ja die Chromo- somen bei Notodrovias schon vorher in der reduzierten Zahl vor- handen sind. Daher kann die vorausgesetzte Chromosomenkonjugation sich hier nur zu einer sehr frühen Zeit, noch in den allerjüngsten Spermatocyten und Ovocyten, vollziehen. Und ferner, wenn beide Keifungsteilungen Längsteilungen sind — eine andre Auffassung scheint mir ausgeschlossen — , so kann diese vorausgesetzte Chromo- somenpaarung sich nur der Länge nach vollzogen haben. Ich möchte mir also den Reduktionsvorgang hei den geschlecht- lich sich fortpflanzendeu Ostracoden folgendermaßen erklären: Ich gehe von der Annahme aus, daß die Längsspalte in den Chromosomen der befruchtungsbedürftigen Eier etwas andres bedeutet als in den der parthenogenetischen Eier und der somatischen Zellen. Das würde allerdings der gerade entgegengesetzten Ansicht von Meves (08) widersprechen. Wie schon früher Flemming (91) angab und auch neuerdings mehrfach (Meves 07, Heidenhain 07) hervorgehohen wurde, sind die Chromosomen in manchen somatischen Zellen von vornherein längsgespalten. Daher wird man annehmen dürfen, daß die Längsspaltung der Chromosomen im Ruhestadium durchgeführt wird. So wird es sich wohl auch in den parthenogenetischen Eiern verhalten, und die Längsteilung in der Richtungsspindel derselben ist daher eine Ä(iuationsteilung, wie in jeder somatischen Zelle. Nun könnte man sich vorstellen, daß die Reifung in den befruchtungsbedürftigen Eiern sowie in den Spermatocyten damit beginnt, daß die Chromosomen sich im Ruhestadium des Kerns nicht teilen; sondern, während sie allmählich erscheinen, machen je zwei Chromosomen vom Ruhestadiuin an alle Veränderungen nebeneinander durch, so daß sie schließlich als Doppelfaden oder als ein längsgeteilter Faden erscheinen. Von solchen ist natürlich dann nur die halbe Zahl vorhanden. Wird hier die Längsspaltung durchgeführt, so ist die Teilung eine Reduktions- teilung. Allerdings konnte ich in den allerjüngsten Keimzellen nicht mit Sicherheit feststellen, ob längsgespaltene Chromatinfäden vor- handen sind; aber während dieser Zeit könnte ja die Längsspalte durch enges Aneinanderlegen der Längshälften in den partheno- genetischen Eiern oder der Einzelchromosomen in den befruchtungs- bedürftigen undeutlich geworden sein, so Avie das später, wie oben erwähnt, tatsächlich der Fall ist. Diese Deutung hat allerdings ganz hypothetischen Charakter, aber ich glaube, daß es die einzige ist, die sich von unserm Stand- punkte aus geben läßt. Sie hat den Vorteil, daß sie sich gut ver- Vergleichende Untersuchung der Eireifung usw. 427 einigen läßt mit jenen Angaben, wonach die Längspaarung der Chromosomen auch in einer späteren Zeit stattfinden kann. Es mag zum Teil an der Kleinheit der jüngsten Stadien der Keimzellen der Ostracoden liegen, daß ein einigermaßen sicheres Urteil über den Reduktionsvorgang sich nicht erzielen ließ. Zum Teil beruht das aber auch darauf, daß ein Erklärungsversuch, der bei der Betrachtung der befruchtungsbedürftigen Eier allein nicht so unwahr- scheinlich ist, durch die Kontrolle, welche die Untersuchung der parthenogenetischen Eier uns in die Hand gibt, von vornherein aus- geschlossen wird. Freiburg i. Br., den 15. Oktober 1908. Literaturverzeichnis. Bonnevie. K. 1906. Untersuchungen über Keimzellen. Beobachtungen an den Keimzellen von Enteroxenos östergreni. In: Jen. Zeitschr. Naturw. Bd. 41. Boveri, Th. 1890. Zellenstudien, Heft III. Über das Verhalten der chroma- tischen Kernsubstanz bei der Bildung der Richtungskörper und bei der Befruchtung. Jena. - — — 1904. Ergebnisse über die Konstitution der chromatischen Substanz des Zellkernes. Jena. 1907. Zellenstudien. Heft VI. 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[Cypris fuscata.) Fig. 1 und 2. Zwei Kerne aus dem Keimlager. Fig. 3. Präsynaptisches Stadium. Fig. 4 — 6. Synapsis. Fig. 7 — 13. Erster Teil der Wachstumsperiode, vorwiegend nur Größen- zunahme des Kerns. Fig. 17 — 19: Zellkörper nicht gezeichnet. Fig. 14— -20. Zweiter Teil der Wachstumsperiode, Größenzunahme von Kern und ganzer Zelle. Fig. 17 — 19: nur Kern gezeichnet. Fig. 14 und 15. Dotterkern im Zellplasma. Fig. 16. Beginn der Vacuolisierung des Nucleolus. Fig. 17. Deutlich längsgespaltene Chromatinstränge. Comp.-Ocular 6. Fig. 18. Bläschenförmige Gebilde im Kern. Comp.-Ocular 6. Fig. 19. Zerfall des Nucleolus in Lappen. Comp.-Ocular 6. 430 Waldemar Schleip Fig. 20. Fi mit innerer und äußerer Zone, mit anliegender Näbrzelle, im Ovidukt. Nachbareizellen zum Teil sichtbar. — Apochr. Imm. 3,0 mm. Comp.- Ocular 6. Fig. 21. Wiederdeutlichwerden der Längsspaltung, Verkürzung der Chro- mosomen. Nur Kern gezeichnet, Zellkörper nicht gezeichnet, wie in Fig. 22—23. Comp.-Ocul. 6. Fig. 22. Ausbildung der Chromosomen, Auflösung des Nucleolus. — Comp.- Ocular 6. Fig. 23. Dasselbe. — Nur zur Hälfte gezeichnet. Fig. 24 — 27. Ausbildung der Eichtungsspindel. Fig. 28 — 30. Richtungsteilung. — Fig. 29 mit Comp.-Ocul. 6. Fig. 31. Furchungs- und Richtungskern. — Comp.-Ocul. 4, Fig. 32. Richtungskern in Anaphase. Tafel XXXI. [Cypris fuscata.) Fig. 33 und 34. Prophasen von Furchungsteilungeu. Fig. 35. Furchungsspindel am Ende der Metaphase. Fig. 36 — 43. Veränderung der Nährzellen [Gyp7-is reptans.) Fig. 44—46. Wachstumsstadien. Fig. 47 — 49. Dasselbe; eine Zelle, welche in drei Schnitte fällt. Fig. 50. Späteres Wachstumsstadium; auf die Oberfläche des Kerns ein- gestellt. Fig. 51 und 52. Querschnitt durch einen Kern der späteren Wachstums- periode und Oberflächenansicht desselben Kerns. — Comp.-Ocul. 6. Fig. 53. Ende der Wachstumsperiode. — Comp.-Ocul. 6. {Nofodro7)tas TnoTiacha — Ovogenese.) Fig. 54. Aquatorialplatte aus dem Keimlager. Fig. 55. Präsynaptisches Stadium. Fig. 56 — 58. Synapsis. Fig. 59a und h. Dasselbe nach dem Leben. — Comp.-Ocular 6. Fig. 60. Auflösung des Synapsisknäuels. Fig. 61 — 66. Erster 'J'eil der Wachstumsperiode; vorwiegend nur Größen- zunahme des Kerns. Fig. 67 — 72. Zweiter Teil der Wachstumsperiode; Kern und Zellkörper heranwachsend. Fig. 67 und 68. Radiäre Einstellung und Längsspaltung der Chromosomen. Tafel XXXII. {Kotod7-o77ias 7710/taclia — Ovogenese) Fig. 69. Dotterkern, scheinbarer Zerfall der Chromosomen. Fig. 70. Wiedererscheinen der Chromosomen. Nur Eikern gezeichnet. Fig. 71. Isolierter Nucleolus; atypische Form. Fig. 72—74. Herausbildung der Chromosomen, Verkleinerung des Kerns. Ende der Wachstumsperiode. Nur Eikern gezeichnet. Fig. 75 — 77. Zerfall des Kerns, Einstellung der Chromosomen in die Aquatorialplatte. Vergleichende Untersuchung der Eireifuug usw. 431 Fig. 78 und 79. Erste Kichtungsspindel aus niclit abgelegten Eiern. Fig. 80 — 84. Erste Richtungsteilung aus abgelegten Eiern. Fig. 85. Erster Richtungskern; zweite Richtnngsteilung. Fig. 86. Zweiter Richtungskörper. Erster Richtungskörper in Vorbereitun zur Teilung. Fig. 87. Die drei sekundären Richtungskörper. Fig. 88. Erste Furchungsspindel, Centriolen nicht gefärbt. Fig. 89. Zweite Furchungsspindel ; Kern in Prophase. Fig. 90. Aquatorialplatte einer späteren Furchungsteilung. Tafel XXXIII. (Notodromas monacha — Spermatogenese.) Fig. 91. Präsynaptisches Stadium. Fig. 92. Synapsis. Kg. 93 und 94. Erster Teil der Wachstumsperiode. Fig. 95 und 96. Zweiter Teil der Wachstumsperiode; in Fig. 96 Chromo- somen nicht mehr nachweisbar. Fig. 97. Ende der Wachstumsperiode; Chromosomen erscheinen wieder. [Cypris ovum — Ovogenese.) Fig. 98. Kern im Wachstnmsstadium. Fig. 99. Auflösung des Kerns; Chromosomen wieder deutlich. Fig. 100. Dasselbe; Chromosomen stark verkürzt. Fig. 101 und 102. Die zwei verschiedenen Formen der ersten Richtungs- spindel; aus nicht abgelegten I'hern. Oogenetische Studien. I. Copepoden, Von Dr. Theodor Moroff. (Mitteilung aus der K. K. Zoologischen Station in Triest.) Hierzu Tafel XXXIV— XXXVI und 11 Textfiguren. Inhaltsverzeichnis. Seite I. Einleitung 433 II. Material und Untersuehungsmethode 435 III. Spezieller Teil 436 1. Paracalanus parvus Cls 436 A. Vermehrungszone des Ovars 436 B. Erste Stadien der Wachstumsperiode 441 C. Dotterkern und seine Funktion 445 D. Verhalten des Keimbläschens 449 E. Schismastadium 451 F. Dotterbildung 453 G. Reifungsstadium 454 2. Centropages Kröyeri Giesb 455 Chromidienbildung 460 3. Centropages typicus Kröyer 463 4. Euterpe acutifrons Dana 466 IV. Allgemeiner Teil 470 1. Chromidien und Dotterbildung 470 2. Kernstrnktur und Zellfunktion 474 3. Geschlechtszellen und Depressionszustände in der Zelle 480 4. Kernteilung und Vierergruppen 485 5. Befruchtung und Scheidung zwischen 'I'ropho- und Idiochromatin 487 Literaturverzeichnis 489 Tafelerklärung 492 w Archiv für Zellforschung Bd. H “If ffchUip . Taf. -IQ.'. Fig. 30. Fig. 10. «s yuM. Leipzig Zi^admcK rrpiCGRcder.GrTiZ.K.ldfiig Archiv für Zeüforschiuig Bd. //. Fig. 33. 7 / »SS / j . V BAiZeip.gc^ Taf. Xm. Fig. 56. Fig. 57. D Fig. 58. Fig 67. Fig. 37. Fig. 38. Fig. ^9. Fig. 50. Fig. ^5. Fig. 59- Fig. 68. Fig. 36. Fig. 99-. Fig . ^3. Archiv ßlr Zdlforschuiig Bd. B. Tat: xxxn. Fl ff. 71. Fty.76. Fiy. 7J Fuf. 00. Fig OJ. Fig ArchU' für ZellforschAing Bd. II. Tat: XXXM. Fig. 91. Fig. ,92. pA y% Me Fig. 97. Fig. 100. Fig. 101. Fig. ,93. Fig 96. Fig WZ. ^chletpj ge^ Yclag VOK Wilhelm, EngflrnJiTm,, Lcifßig Oogenetische Studieu. I. 433 I. Einleitung. Die in den letzten Jahren über die Entwicklung der Geschlechts- zellen erschienenen Arbeiten haben durchwegs konstatiert, daß sich während des Ei- und Spermiocytenwachstums am Kerne eine Keihe von Veränderungen abspielen, welche in ihren Hauptzügen in dem gesamten Metazoenreich eine weitgehende Übereinstimmung zu Tage treten lassen. Speziell während des Eiwachstums entsteht durch die verschiedene Anordnung der färbbaren Kernsuhstanz eine Reihe von Bildern, welche mit WiNiwARTER als deutobroke, leptotäne, synaptäne, pachytäne und diplotäne Kerne bezeichnet werden. Dieses oder jenes Stadium kann allerdings in den einzelnen Tiergrup})en ausfallen. Die Ansichten über die Bedeutung der einzelnen Stadien gehen weit auseinander. Das Synapsisstadium z. B. wird von einer Anzahl von Forschern als dasjenige Moment in der Oogenese aufgefaßt, in welchem die paarweise Verkuppelung der Chromosomen statttindet; die Anhänger der parallelen Konjugation verlegen hingegen diesen Prozeß in das sogenannte leptotäne bzw. diplotäne Stadium. Die Anhänger der Kernplasmarelation führen dieses Stadium umgekehrt auf einen Versuch einer Kernteilung zurück, welcher jedoch aus uns unbekannten Gründen mißlingt. Wiederum andre Forscher deuten die Synapsis als das Stadium, in welchem durch die Trennung des Idiochromatins vom Trophochromatin die Herausarbeitung der Ver- erbungssubstanz geschieht. Nicht minder differierend sind die An- sichten auch über die übrigen Kernstadien. In einer früheren Abhandlung (08) habe ich die Auffassung ent- wickelt, daß alle Bestandteile der Zelle sowie deren Produkte zum allergrößten Teile ein Umwandlungsprodukt des Chromatins darstellen, dessen Bildungsstätte der Kern selbst ist. Von dieser Anschauung ausgehend, vermutete ich, daß der größte Teil der chromatischen Bilder, welche uns im Kerne während des Wachstum des Eies ent- gegentreten, in Zusammenhang mit der secretorischen Tätigkeit der Zelle zu bringen sind. Zur Demonstrierung der Richtigkeit dieser Auffassung galt es bei meinen Untersuchungen solche Formen zu wählen, bei denen während des Eiwachstums neben dem Keimbläschen noch ein andres Gebilde auftritt, welches unstreitig mit der vegetativen Tätigkeit der Zelle im Zusammenhang steht und dadurch einen Teil der Funktion des Keimbläschens übernimmt. Ein solches Organell stellt der Dotter- 434 Dr. Theodor Morofif kern dar, welcher, wie dies bereits von verschiedenen Seiten hervor- gehoben wurde, zweifelsohne mit der Elaboration des Dotters im Zu- sammenhänge steht. Dotterkern und Keimbläschen ergänzen sich, meiner Meinung nach, in ihrer Funktion; beide zusammen leisten das, was das Keimbläschen allein bei Formen leistet, bei denen es zur Bildung eines Dotterkerns nicht kommt. In diesen Fällen findet bis zu einem gewissen Grade die Scheidung von Geschlechts- und Funktionskern statt, wie wir es in der vollendetsten Weise bei den ciliaten Infusorien z. B. bei Faramaecium durchgeführt finden. Wenn meine vorhin erwähnte Voraussetzung richtig wäre, so müßte ein großer Teil der sich am Keimbläschen abspielenden Um- lageruugen, sobald es zur Bildung von Dotterkern kommt, ausbleiben. Es galt vor allem, solche naheverwandte Formen zu suchen, von denen nur ein Teil der Arten einen Dotterkern bilden, bei andern hingegen er nicht zum Vorschein kommt. Durch ein sorgfältiges Studium solcher Tiere hoffte ich die verschiedenen Bilder in dem Keimbläschen des wachsenden Oocyten dem Verständnis näher zu bringen. Es galt außerdem, auch solche Tiere als Untersuchungsobjekt zu wählen, bei denen die physiologischen Prozesse nicht nur wäh- rend der Wachstums-, sondern auch in der Vermehrungsperiode des Ovariums mit wünschenswerter Genauigkeit verfolgt werden können. Hat man doch in letzter Zeit allen Geschlechtszellenuntersuchungeii den Vorwurf gemacht, daß die sich bei den letzten Vermehrungs- und Wachstumsperioden abspieleuden Vorgänge aus ihrem natürlichen Zu- sammenhänge herausgerissen werden und mau nur durch eine genaue Beobachtung jeder Einzelheit der letzten Wachstumsmomente eine Aufklärung über die Natur der Geschlechtszellen zu gewinnen sucht; vielmehr müßte man diese Vorgänge in Zusammenhang mit den sich während der ganzen vorhergehenden Vermehrungsperiode abspielenden Uebensprozessen bringen und von hier aus ihr Verständnis anbahnen. Dieser Vorwurf ist, meiner Meinung nach, nicht ganz zutreffend, da es eine ganze Reihe von Abhandlungen gibt, welche auch dieser Periode der Geschleehtszellenentwicklung gerecht zu werden suchen. Durch diese Abhandlungen sind wir in der Tat auch hinreichend genau über die vorausgehende Vermehrungsperiode der Geschlechts- zellen unterrichtet. Zur Lösung dieser Aufgabe haben sich die marinen Copepoden als recht günstig erwiesen. Zu einem allseitigeu Verständnis des Keimbläschens stellte ich außerdem Studien auch an andern Tier- Oogenetische Studien. I. 435 gruppen an. Hier will ich nur über die bei den Copepoden ge- wonnenen Eesultate berichten, in der Hoftnung, daß ich in Kürze auch über die übrigen Untersuchungen Mitteilung werde machen können. Diese Untersuchungen wurden angefangen und ausgeführt au der K. k. Zoologischen Station in Triest. Ich möchte nicht ver- säumen, auch an dieser Stelle dem Leiter der Station, Herrn Prof. C. J. CoRi, für die Anweisung eines Arbeitsplatzes sowie für die in jeder Hinsicht entgegenkommende und liebenswürdige Unterstützung, welche er mir während meines Aufenthaltes an der Station angedeiheu ließ, herzlichst zu danken. Herrn Kollegen, Privatdozent Dr. A. Steuer, danke ich ebenfalls bestens für die liebenswürdige Bestimmung der in Betracht kommenden Cope])oden. II. Material und Untersuchungsmethoden. Das Material wurde zu verschiedenen Zeiten im Triester Golf gefischt. Die Copepoden wurden aus dem Plankton herausgefaugeu und in verschiedenen Flüssigkeiten fixiert. Gleichzeitig kam eine größere Anzahl von Arten untereinander vermischt vor; eine Sortierung derselben erwies sich als überflüssig, da die Ovarien der einzelnen Arten weitgehende Unterschiede zeigten und eine Verwechslung aus- geschlossen war. Ich bettete ein und schnitt das Material unsortiert. Da man aber nach Schnitten die einzelnen Arten nicht bestimmen kann, sah ich mich gezwungen, einzelne Exemplare von jeder Art zu schneiden, um die Ov^arien identifizieren zu können. Nachher Wal- es eine Leichtigkeit, die einzelnen Arten nach den Ovarien auf Schnitten in den Mischpräparaten zu bestimmen. Es hat sich herausgestellt, daß die Copepoden nicht zu jeder- zeit zu oogenetischen Studien geeignet sind. Erstens wechselte die Geschlechtstätigkeit in den verschiedenen Zeiten, zweitens variierte beträchtlich das Vorkommen der einzelnen Arten; einmal war eine Art reichlich vertreten, ein andres Mal fehlte sie fast gänzlich. Das zu dieser Studie benutzte Material stammt zum größten Teil aus Fängen, welche in der zweiten Hälfte des Monats Juli gemacht wurden. Zur Fixierung kamen verschiedene Flüssigkeiten in Anwendung; als beste haben sich Sublimat- Eisessig und das FuEMMiNGsche Ge- misch erwiesen; das erstere wurde heiß bei etwa 70'’ C. angewendet, das zweite — warm im Thermostat bei einer Temperatur von 50". Zum Färben wurden die verschiedensten Färbemittel angewendet. Archiv f. Zellforschung. II. 29 436 Dr. Theodor Moroff Die (’opepoden haben sich als äußerst günstig für oogenetische Studien erwiesen, oft konnte man auf einem einzigen Längsschnitt alle nötigen Entwicklungsstadien bekommen. Zur Untersuchung kamen folgende Arten: Centropages typicus Kröyer, Centrop. krörjeH Gieshr. , Paracalanus parvus Cls. , Oithona nana Giesbr. , Eutetpe acutifrom Dana. Ich werde jedoch die Resultate nur von vier Arten im folgenden darstellen. Die Literatur über die zu behandelnden Fragen ist so groß, daß es unmöglich ist, sie in einer Literaturübersicht zu besprechen; daher werde ich im Texte selbst an geeigneten Stellen die in Betracht kommenden Abhandlungen gebührend zu würdigen suchen. III. Spezieller Teil. 1. Paracalanus parvus Cls. A. Vermehrungszone des Ovars. Sowohl bei dieser als auch bei fast allen andern näher von mir untersuchten Arten erfolgt die Eiablage nicht wie bei den Süßwasser- copepoden schubweise, sondern in einer ununterbrochenen Reihenfolge, daher finden wir in einem vollkommen entwickelten Eierstock alle Entwicklnngsstadien. Von einer detaillierten Beschreibung des Eier- stockes glaube ich Abstand nehmen zu können, da er eine weit- gehende Übereinstimmung mit demjenigen der Süßwassercopepoden aufweist. Wie dort so kann man auch hier eine Vermehrungs-, eine Wachstums-, und wenn man will, auch eine Reifungszone unterscheiden; allerdings sind sie hier nicht so scharf voneinander abgegrenzt. Die ersten Untersuchungen über die Entstehung der Geschlechts- zellen der Copepoden rühren von Grobben her (81). Er hat bei Cetochilus die frühzeitige Sonderung der Geschlechtszellen festgestellt. Noch in dem Naupliusstadium sondern sie sich als zwei Zellen ab, welche mehr ventralwärts rechts und links vom Darm zu liegen kommen; in der ersten Zeit bleiben sie in Ruhe; erst wenn das Tier dem Ende seiner Metamorphose entgegengeht, fängt ihre Vermehrung an, wobei sie sich dorsal wärts verschieben, bis beide Anlagen den Darm umgreifend sich zu einer gemeinsamen Anlage vereinigen. Häcker hat in mehreren Arbeiten (95, 97, 02) die ganze Entwicklung der Keimbahn verfolgt und konnte bereits bei der ersten Furchungs- teilung einen auf eine Scheidung der Keimbahn hindeutenden Unter- schied der beiden Elastomeren feststellen. Im Laufe der Embryonal- entwicklung tritt eine zunehmende Verlangsamung in der Teilungs- Oogenetisclie Studieu. I. 437 gesell windigk eit der Zelle ein, welche die Urgeschlechtszellen zu liefern berufen ist. Auch bei den Siißwassercopepoden verweilen die Urgeschlechtszellen, nachdem sie definitiv angelegt worden sind, längere Zeit in Ruhe. Erst kurz vor der Metamorphose fangen sie an, durch Teilung sich zu vermehren. In meinem Material habe ich die allerjüngsten Stadien der Ovarienanlage nicht finden können. Daher war es mir unmöglich festzusteilen, wie die Teilung der ersten Geschlechtszellen vor sich geht. Ich habe jedoch öfters Gelegenheit gehabt, noch ganz junge Anlagen der Geschlechtsdrüse zu Gesicht zu bekommen, in welchen erst die allerersten Anfänge des Eiwachstums zu sehen waren. Es ist kaum anzunehmen, daß die Kernverhältuisse dieser jungen Ovarien sich anders gestalten als in einem ein wenig früheren Stadium; daher werde ich sie bei meinen weiteren Betrachtungen als Aus- gangspunkt benutzen. In der Vermehrungsperiode sind die Kerne sehr dicht aneinander gepreßt und entweder gar nicht oder hie und da durch eine äußerst schmale Plasmapartie voneinander getrennt. Zellgrenzen sind natür- lich gar nicht zu konstatieren, und das ganze Gebilde stellt ein Syncytium dar (Fig. 1). Die Kerne sind in vier bis sechs Reihen angeordnet. Es wäre hier die Frage aufzuwerfen, wie viele Teilungen die ersten Kerne der Vermehrungszone durchmachen, bevor sie in die Wachstumszone übergehen, d. h. bevor sie sich in Oocyteu verwandeln. Eine aproximative Angabe, welche den wirklichen Verhältnissen sehr nahesteht, läßt sich, glaube ich, leicht machen. Ich habe die Kerne, welche in der Vermehrungszone vorhanden sind, ausgerechnet; es können in keinem Falle mehr als 120 sein, in Wirklichkeit sind es weit weniger. Da wir zwei Urgeschlechtszellen haben, muß diese Zahl bereits bei der fünften, höchstens mit der sechsten Teilung er- reicht werden; vorausgesetzt natürlich, daß sich alle Tochterkerne gleichmäßig teilen. Nach sechs Teilungen differenzieren sich also die ersten Oocyten. Die später entstehenden sind hingegen ein Re- sultat von viel mehr Teilungen; es hängt von dem Alter des Ova- riums ab. Da sich die Kerne in der Vermehrungszone in bezug auf ihre Struktur voneinander nicht unterscheiden und auch sonst kein Unterschied zu konstatieren ist, ist die Annahme sehr wahrscheinlich, daß es dem reinen Zufall überlassen ist, welche Zellen sich früher zu einem Oocyten differenzieren. Diejenigen Tochterkerne, welche bei der Teilung auf die der Spitze des Ovariums abgekehrte Seite 29* 438 Dr. Theodor Moroff zu liegen kuinmeu, stellen die Vermehrung früher ein, um sich in die Oocyteu zu verwandeln. Die Differenzierung hängt also von der Lage der Zelle ab. Es ist bemerkenswert, daß auch bei den andern näher unter- suchten Copepodeuarten bereits nach einer verhältnismäßig un- beträchtlichen Anzahl von Teilungen der Urgeschlechtszellen es zur Differenzierung der Oo- bzw. Spermatocvten kommt. Wir können es als eine Tatsache hin nehmen, daß der sogenannten Wachstumsperiode keine ausgedehnte Vermehrungsperiode vorauszu- gehen braucht. Jetzt wollen wir die Struktur der Kerne selbst näher ansehen. Sie sind verhältnismäßig arm an Chromatin. Für gewöhnlich ist eine Anzahl von Chromatinkörnchen zu sehen, welche mehr an der Peripherie des Kernes verteilt sind; die meisten derselben senden schwache Fortsätze aus, welche nach allen Richtungen verlaufen und miteinander in Verbindung treten, und rufen auf diese Weise ein weitmaschiges Netzwerk hervor; es dürfte wohl identisch mit dem Lininnetzwerk der übrigen Autoren sein, welches sowohl bei somati- schen als auch bei Geschlechtszellen hinlänglich beschrieben wurde. Hinzufügen möchte ich nur, daß nach meinen Beobachtungen dies achromatische Netzwerk umgewandeltes Chromatin darstellen dürfte, welches das Färbungsvermögen mit chromatischen Farbstoffen verloren hat. Es dürfte in der Weise zustande kommen, daß die Chromatiukörnchen in verschiedene Richtungen schwache Fortsätze aussenden, welche sich zuerst gut färben; nachdem sie miteinander in Verbindung getreten sind und ihre Chromaticität verloren habeu, kommt das Liuinwerk zustande. Die Chromatinkörnchen selbst sind entweder unregelmäßig au der Oberfläche verteilt oder in undeutliche Reihen augeordnet. Zwischen denselben zeichnet sich eines durch seine Größe aus; in den meisten Fällen hat es eine rundliche Gestalt; zweifelsohne stellt es den Nucleolus dar; für gewöhnlich färbt sich letzterer gleichmäßig; von seiner Oberfläche gehen oft chromatische und achromatische Ausläufer aus. Fast regelmäßig sieht man außerhalb des Kernes einzelne Chromatinkörnchen von einer verhältnismäßig ansehnlichen Größe, welche sicherlich aus dem Kern austreten; man kann nämlich alle Stadien der Auswanderung feststellen. Offenbar fallen diese Körn- chen im Plasma einer Auflösung anheim; es handelt sich hier um Chromidien, welche das zur Bildung der verschiedenen Zellbestand- teile nötige Chromatin liefern. Erwähnen will ich noch, daß nach Oogenetische Studien. I. 439 den verschiedenen zur Beobachtung kommenden Bildern zu urteilen, die Chromidienauswanderung ununterbrochen vor sich geht. Es ist auffallend, daß ich bei allen von mir untersuchten Formen niemals eine Spindel in der Vermehrungszone beobachten konnte; daß aber eine ununterbrochene Vermehrung vor sich gehen muß, geht aus der ganzen Anordnung der Zellen in dem Eierstock hervor, in welchem wir einen allmählichen Übergang von allerjüngsten bis vollkommen erwachsenen Eiern finden. Ich muß daher eine Ver- mehrung der Kerne auf amitotischem Wege wenigstens als wahr- scheinlich annehmen; zu dieser Annahme sehe ich mich aus folgenden Gründen veranlaßt. An der Spitze des Eierstockes sind die Kerne im Vergleich mit den weiter folgenden zwei- bis dreimal größer; offenbar muß eine Teilung stattfinden. Sie weisen oft eine unregel- mäßige Gestalt auf; sie sind manchmal biskuitförmig eingeschnürt (Fig. 2), mitunter auch schwach gelappt. Speziell bei Paracalanus parvtis erschwert der Umstand, daß die Zellgrenzeu in der Keimzone nicht zu sehen sind, die Deutung der Bilder; oft ist man darüber im Zweifel, ob wir zwei dicht aneinauderstoßende Kerne vor uns haben oder einen einzigen in Teilung begriffenen. In dieser Hinsicht liegen die Verhältnisse bei Centropages tgpiciis viel günstiger; doch darüber erst später. In der Frage nach der physiologischen Bedeutung der Mitose und der direkten Kernteilung stehen sich zwei Ansichten gegenüber. Ziegler und vox Rath sind der Anschauung, daß alle lebensfähigen Zellen, welche verschiedene Organe zu bilden berufen sind, sich nur auf mitotischem Wege vermehren; die amitotische Teilung bedeutet hingegen das Ende der Teilungen und kann nur in solchen Zellen Vorkommen, welche auf dem Wege der Spezialisierung weit vorge- schritten sind, sie kommt außerdem auch in solchen Fällen vor, wo der Zelle ein intensiver Secretions- oder Assimilationsprozeß bevor- steht. Von Rath geht sogar noch weiter und behauptet, daß die- jenigen Zellen, welche sich einmal amitotisch geteilt haben, nicht mehr lebensfähig sind und in kürzester Zeit unfehlbar zugrunde gehen. Flemming, Meves, Korschelt sind hingegen der Ansicht, daß so- wohl die mitotische als auch die amitotische Kernteilung zur Zell- vermehrung in gleicher Weise beitragen. Die verschiedenen Beob- achtungen selbst neigen zugunsten der ersten Annahme. Es ist zwar eine ganze Anzahl von Beobachtungen, welche die direkte Teilung in lebensfähigen Zellen — in der Keimbahn — behaupten; bei wiederholten Untersuchungen wurden sie aber immer als unzu- 440 Dr. Theodor Moroflf treflfend bingestellt. So hat Preuse (95) bei einer ganzen lieibe von Insekten nur die amitotiscbe Kernteilung in den Gescblecbts- zellen angegeben. Die späteren Forscher, de Bruixe (99) und Gross (01), haben aber jede direkte Teilung für die Zellen, welche sich in Gescblecbtszellen umwandelu, mit Entschiedenheit bestritten; sie vermehren sich nur mitotisch, nur hie und da kann ausnahms- weise eine Amitose verkommen; letztere soll nur für das Follikel- epithel reserviert sein. Child (07) hat in mehreren Arbeiten bei \ erschiedeneu Würmern und zuletzt bei Momxia eine amitotiscbe Teilung in der Keimbahu beschrieben. Er gibt an, daß sich die Kerne zuerst nur auf direktem Wege teilen, und erst am Ende der Vermehruugsperiode teilen sie sich noch ein- oder zweimal mitotisch. Die Richtigkeit dieser Angabe wurde aber von Boveri (07 und seinen Schülern stark angezweifelt. Für die Knorpelzellen gibt Nowikoff (08) an, daß die Kernvermehruug sich zuerst auf mitotischem Wege ah- spielt; nach und nach wird sie aber ainitotisch. Auffallender Weise sind es aber nicht die mittleren Knorpelzelleu , welche zuerst zur Amitose übergehen, sondern die in den Knorpel neu hinzutretenden oberflächlicheren Zellen. Wenn die Amitose auf eine Senilität hin- deuten würde, so sollten gerade die zuerst erwähnten als erste zu dieser Teiluugsweise übergehen. Es scheint, daß die Ansicht Zieglers und VOX Raths zu extrem gefaßt wurde und den wirklichen Verhält- nissen nicht vollkommen entspricht. Man hat auf botanischer Seite durch Einwirkung von Chemikalien und Kälte die Zellen in der Weise beeinflussen können, daß sie sich nun auf amitotischem Wege teilten, sobald sie aber in normale Be- dingungen gebracht werden, kehrt die Mitose wieder. Man soll ferner nicht vergessen, daß bei vielen Protisten die Kernvermehruug sich zuerst auf direktem Wege vollzieht und erst die letzten zwei Teilungen vor der Gametenbilduug mitotisch sind. Wir müssen ferner bei den Einzelligen in vielen Fällen sehr weitgehende Konzessionen machen , um die betrefi’ende Teilung noch mitotisch nennen zu können. Die Frage hat eine prinzipielle Bedeutung nur, wenn man sie von der alten Fassung der ludividualitätslehre der Chro- mosomen aus betrachtet, der zufolge bei der Kernteilung es auf eine möglichst genaue Halbierung der chromatischen Substanz an- kommt. Ich neige mehr zu der Ansicht, daß alle zwei Kernteilungsmodi zur Zellvermehrung beitragen können. Es gibt Zellen, die sich viele Generationen nur auf direkte AVeise vermehren, so besonders bei den Oogeuetische Studien. 1. 441 marinen Copepoden, diejenigen Mesodermzelleu , deren Kerne sich später zu Muskeln um wandeln. So möchte ich für eine direkte Kernvermehruug in der Keimzone der von mir untersuchten Copepodenarten eintreteu oder sie wenigstens für wahrscheinlich halten, obwohl Häcker und Lekat bei den Süb- wassercopepoden eine Mitose beschreiben. Für die Cyprididae hat Woltereck ebenfalls die mitotische Teilung augegebeu; ob sich aber diese Teilung nicht erst am Ende der Verinehruugsperiode einstellt und zuerst die Amitose obwaltete, ist eine Frage, die noch zu entscheiden ist. Ich habe leider versäumt, Material in der Nacht zu fixieren, um zu sehen, ob nicht die Vermehrung der Kerne in den Nachtstunden vor sich geht, bei der auch eine Mitose zu konstatieren wäre. B. Erste Stadien der Wachstumsperiode. Die Grenze zwischen Keim- und Wachstumszone wird teilweise dadurch hervorgerufen, daß die Kerne der letzteren im Anfang be- deutend kleiner an Umfang sind. Im übrigen ist ihre Struktur ähn- lich wie in der vorhergehenden Zone. Bald dehnen sich die Chro- matinkörnchen etwas in die Länge (Fig. 3) und vereinigen sich miteinander, wodurch ein verhältnismäßig dünner Faden zustande kommt, welcher nach allen Richtungen verläuft und einen lockeren Knäuel hervorruft (Fig. 4). Dieses Stadium wird nicht ganz korrekt oft als Synapsis bezeichnet; ich muß aber hervorheben, daß die Synapsis im Sinne Moores hier nicht zur Ausbildung kommt. Nur hier und da, wenn die Fixierung nicht vollkommen gelungen war, sah man das Spirem an einem Kernpole stärker zusammengeballt. Bei einer gelungenen Fixierung verläuft der Chromatinfaden gleichmäßig im ganzen Kern, wobei er sich immer dicht unter der Kernoberfläche befindet (Fig. 5, 6). Meves (07) gibt für die Honigbiene an, daß die Synapsis in der Spermatogenese nicht existiert, dasselbe ist nach den Untersuchungen von Dl'esberg (08) für die Ratte zu bemerken. Mit Sicherheit konnte kein heller Streifen am Faden konstatiert werden, welcher auf eine Längsspaltung desselben hindeuten würde. Wohl sah mau hier und da einen hellen Stiüch, derselbe war aber so schwach angedeutet, daß ich nicht wage zu entscheiden, ob er in Wirklichkeit existiert oder durch eine Voreingenommenheit hineiu- gedeutet wurde. In dem geschlungenen Chromatinfadeu sieht man in den meisten Fällen ein größeres Chromatinkörnchen, welches wohl den Nucleolus darstellt. Allerdings waren nicht selten auch solche Kerne zu sehen, wo er nicht aufzufinden war. 442 Dr. Theodor Moroff Hervorheben will ich noch, daß im Spiremstadiinn außerhalb des Kerns keine Chromidien mehr zu sehen waren. Offenbar haben sie sich vor der Spirembildung aufgelöst und in andre Zellbestand- teile umgewandelt. Die nächsten Veränderungen im Kern spielen sich am Chromatin- faden ab; an einzelnen Stellen erfährt er merkliche Verdickungen; es scheint, daß er zuerst in seinen übrigen Teilen die frühere Stärke behält (Fig. 7). Bald darauf wird er aber zwischen den Verdickungen bedeutend dünner, wobei er gleichzeitig an diesen Stellen bedeutend an Färbbarkeit verliert (Fig. 8, 9). Man gewinnt den Eindruck, wie wenn ein Teil des Chromatins von diesen Stellen zu den Verdickungen hinfließe, wodurch letztere verstärkt werden. Man sieht nämlich oft Stadien, in welchen die im Anfang eine stäbchenförmige Gestalt auf- weisenden Verdickungen durch ganz schwache Chromatinausläufer von ihren Enden miteinander in Verbindung stehen und so das frü- here Spirem zu erkennen geben (Fig. 9). Bei den weiteren Ver- änderungen bekommen diese chromatischen Anschwellungen eine drei-, viereckige bis sternförmige Gestalt; außerdem senden sie nach verschiedenen Richtungen stärkere und schwächere Fortsätze aus, durch welche sie mit einander in Verbindung zu stehen kommen. Dadurch entsteht wieder ein Kern, welcher ziemlich dieselbe Struktur aufweist, welche wir vor der Bildung des Spirems in dem Kern kon- statiert haben. Allerdings sind die Chromatinköruchen jetzt bedeu- tend größer (Fig. 10). AVie weiter oben erwähnt wurde, verläuft das Spirem dicht unter der Kernoberfläche; dieselbe Lage behalten zuerst auch die durch seinen Zerfall entstandenen Chromatinbrocken. Bald darauf schmie- gen sie sich viel dichter an die Kernoberfläche, indem sie sich auch teilweise durch dieselbe hindurchpressen; sie bilden jetzt sozusagen selbst die Zellgrenze; mit ihrem äußeren Teil liegen sie im Plasma, mit ihrer inneren Seite liegen sie noch in dem Kerne (Fig. 11, a- — b). Bald darauf treten sie jedoch vollkommen aus dem Kern heraus und kommen dicht auf seine Oberfläche zu liegen. Im Anfang bewahren sie dieselbe Anordnung, die sie auch innerhalb des Kerns besaßen; jetzt sind sie nur bedeutend kräftiger und chromatinreicher. Auf einem Oberflächenschnitt des Kerns sieht mau diese Chromatinkörper entweder unregelmäßig verteilt oder zu mehreren miteinander ver- einigt und auf diese Weise chromosomeuähnliche Gebilde hervor- rufend (Fig. 12 a — h). Durch kürzere und längere Chromatinfortsätze, welche sie nach allen Seiten aussenden, weisen sie eine unregel- Oogeuetische Studieu. I. 443 mäßige Oberfläche auf; an vielen Stellen anastoniosieren sie mit- einander und schließen so einem Korbe ähnlich aussehend den Kern ein (Fig. 12 a); bei einer tieferen Einstellung, d. h. in einem Quer- schnitt durch die Mitte des Kerns, sieht man die Chromatinbrocken kranzförmig um den Kern angeordnet (Fig. 12 h). Alle diese Körn- chen weisen ^er Länge nach einen hellen Strich auf, welcher als eine Längsspaltung zu deuten ist und als Beweis angesehen werden konnte, daß auch das Spirem längsgespalten war; denn ihre Ent- stehung haben sie ihm zu verdanken. Nach dem weiteren Verhalten dieser Gebilde haben wir es ohne jeden Zweifel mit den Elementen des Dotterkerns zu tun und ich werde sie in meinen weiteren Aus- führungen mit diesem Ausdruck bezeichnen. Aus der vorhergehenden Darstellung war klar zu ersehen, daß der Dotterkern von dem Kern selbst und zwar vom Spirem geliefert wird. Leider war es mir unmöglich, mit Sicherheit zu konstatieren, ob der gesamte Chromatinfaden aus dem Kerne auswandert, oder ob ein Teil von ihm im Kerne liegenbleibt. Zwar ist nach seinem Austritt etwas Chromatin gleichmäßig im Kerne vorhanden; dasselbe könnte aber dem Nucleolus seine Entstehung verdanken. Ich bin geneigt, anzunehmen, daß einzelne Teile des Spirems im Kerne übrig- bleiben, welche sich während des ganzen Eiwachstums erhalten und die Chromosomen der ersten Kichtungsspindel liefern. In den vorhin beschriebenen Stadien soll sich nach einer Anzahl Forscher bei vielen Tieren, ja sogar auch bei den Süßwassercopepoden, die Konjugation der Chromosomen abspielen, indem sich zuerst zwei ganz dünne Fäden aufsuchen und aneinanderlegen. Nach andern Forschern soll hingegen der Spiremfaden in halb so viele Schleifen zerfallen, als Chromosomen vorhanden sind. Die daraus resultieren- den Segmente sollen den Wert von doppelten Chromosomen haben. Wiederum andre Beobachter verneinen vollkommen das Vorkommen der vorhin angedeuteten Erscheinungen. Meine Beobachtungen spre- chen zugunsten von keiner der beiden ersten Annahmen. Mehr oder minder positive Beobachtungen über die Entstehung des Dotterkerns bei den übrigen Tieren stammen auch von früheren Forschern her. So nimmt nach Van Bambeke (98) der Dotterkeru von Pholcus ebenfalls seine Entstehung aus dem Nucleus. Bereits in den ganz jungen Oocyten findet er ihn vor als ein kleines Stäbchen, umgeben von einer hellen Vacuole, welche mit dem Innern des Kerns im Zusammenhang steht. Allerdings hat er keine nähere Angabe machen können, aus welchem Teile des Kerns er seinen Ursprung i 444 Dr. Theodor Morott uehmeu könnte; Xemec (97) nimmt ebenfalls an, daß der Dotterkern bei Pohjxonium aus dem Kerne auswandert. Van dek Stricht (05) hat in bezug auf die Entstehung des Dotterkerns keine ganz positiven Angaben machen können ; bei der Fledermaus findet er ihn bereits in den jüngsten Stadien des Eiwachstums als ein kleines an die Kernmembran angeschmiegtes Körnchen vor. Nicht viel glücklicher war er in seinen Beobachtungen, die Entstehung dieses Gebildes im Ovar der Frau festzustellen. Hingegen hat Baluiani (93) feststellen können, daß der Dotterkern sowohl hei Geophilus als auch bei Tegenaria durch eine Art Knospung aus dem Keimbläschen entsteht. Allerdings hat früher Schütz (82) behauptet, daß bei dem letzt- erwähnten Tier der Dotterkern erst in einem vorgeschrittenen Sta- dium durch Vereinigung von einigen aus dem Plasma entstandenen Körnchen zustande kommt. Henneguy (87, 93) hat die Entstehung des Dotterkerns bei den Säugetieren studiert, konnte aber sein erstes Erscheinen auch nicht verfolgen. Auf Grund der Beobachtungen von Balbiani und Löwenthal nimmt er jedoch an, daß er dem Kenie seine Entstehung verdankt. Die meisten der übrigen Autoren, die sich speziell oder gelegentlich mit der Natur des Dotterkerns befaßt haben, bringen seine Entstehung mit dem Kern in Zusammenhang, indem sie annehmen, daß er durch Verdichtung von aus dem Kerne herausgetretenen Materialien gebildet wird (Ostracoden, Woltereck 98, Molgula, Crampton 99, Zoogomis, Goldschmidt 05 usw.). Andrerseits haben Holander bei Araneeu, bei der Frau und bei verschiedenen Vögeln und Munson bei Limidiis die Entstehung des Dotterkerus aus dem Centrosom verfolgt; letzteres wandelt sich nach der letzten Oogonienteilung direkt in das fragliche Gebilde um, indem es entsprechend au Größe zunimmt. In neuester Zeit führt Vejdovsky (07) die Entstehung des so- genannten Dotterkerns bei Enchgtraeus und Fridericia, auf Umwand- lung seines »strahligeu Ceutroplasma« zurück. Bei diesen Würmern hat er die verschiedenen Umwandlungen der erwähnten Strahlungen genauer verfolgen können. LTiter stetiger Veränderung ihrer Form uehmeu sie oft eine Gestalt au, welche auf das äußerste an die hei verschiedenen Tieren beschriebenen Dotterkerne erinnert; daher meint er, daß auch diese Gebilde Derivate des »strahligeu Centro- plasma« sind, und bestreitet auf das entschiedenste ihre Genese aus dem Kerne. Während sich der Zerfall des Spirems abspielt und während der Übertritt desselben ins Plasma erfolgt, erfährt der übrige Kern Oogenetisclie Studien. I. 445 keine nennenswerten Veränderungen; er nimmt nur ein wenig an Größe zu; der Nucleolus wächst ebenfalls etwas an Größe, indem er gleichzeitig eine Anzahl von Vacuoleu in seinem Inneren be- kommt; durch die Chromatiufarbstoffe tingiert er sieh gleichmäßig. Das Plasma des jungen Ooc^’ten selbst weist eine zarte wahige Struktur auf; im Anfang präsentiert es sich als eine äußerst dünne Schicht um den Kern herum. Rasch fängt es jedoch zu wachsen an, indem es durch Ablagerung von Chromatinköruern und andre Plasmaeinschlüsse eine immer mehr körnige Struktur bekommt. Bei der weiteren Darstellung der Veränderungen, welche sich am wachsenden Oocyten abspielen, wollen wir zuerst das Schicksal des Dotterkerns verfolgen. C. Der Dotterkern und seine Funktion. Durch die vielen Veränderungen, welche sich während des Ei- wachstums am Dotterkeru abspielen, nimmt er am meisten unser Interesse in Anspruch. Kachdem seine Elemente aus dem Kern aus- getreten sind, zeigen sie eine Tendenz, sich zu chromosomenähnlichen Gebilden miteinander zu vereinigen, welche in verschiedene Rich- tungen verlaufen und zuerst sich dicht an die Kernobertläche an- schmiegen. In den meisten Fällen tindet keine vollkommene Ver- schmelzung der chromatischen Körper statt. Gewöhnlich kommen zuerst zwei, selten drei oder vier Körperchen mit ihren Enden mit- einander in Berührung; offenbar verschmelzen sie teilweise auch an den Berührungsstellen; infolge der unvollständigen Verschmelzung ist immer eine tiefe Einschnürung zwischen denselben zu sehen. Bei Vereinigung von zwei Körnchen entstehen einer 8 ähnliche Gebilde (Fig. 13) ; bei Aneinanderreihung mehrerer Chromatinbrocken ergeben sich rosenkranzförmige Bilder (Fig. 14). Da schwache chromatische Fortsätze überall von der Oberfläche der Chromatinschleifen ent- springen, weisen sie eine rauhe bis gezackte Oberfläche auf Manch- mal, besonders in den Anfangsstadien, kommen sie nicht zur Aus- bildung, daher bleibt die Oberfläche der letzteren glatt, wie dies aus Fig. 13 zu ersehen ist. Nach und nach vereinigen sich die verschiedenen Chromatin- bändchen in einer einzigen Schleife, welche sich wie eine Boa um den Kern herumschlingt (Fig. 15, 16). Durch die mehr oder minder tiefen Einschnürungen, welche überall zu sehen sind, kann man leicht die einzelnen Komponenten derselben erkennen. Eine Läugsspaltung ist zu dieser Zeit au den Schleifen zu konstatieren, welche sich 446 Dr. Theodor Morofif durch einen deutlich wahrnehmbaren hellen Strich kundgibt. Oft zerfällt der ganze Streifen in zwei große Stücke, welche sich dicht an die Kernobertläche anschmiegend senkrecht zu einander verlaufen und ein Kreuz bilden. Sowohl in den jüngeren als auch in den späteren Stadien be- steht der Dotterkern ans einzelnen an Größe etwas variierenden Chromatinkörnchen, welche in einer sich gleichmäßig und schwach färbenden Grundsubstanz (Plastin) eingebettet sind. Nicht selten be- stehen die einzelnen Segmente des Dotterkerns aus vier Körnchen, welche an die so oft beschriebenen Vierergruppen auf das lebhaf- teste erinnern (Fig. 17), und dürften in vielen Fällen auf den- selben physiologischen Zustand des Kerns bzw. des Chromatins hin- deuten. Aus dem Vergleich der einzelnen Bilder ist ohne weiteres zu ersehen, daß ein bedeutendes AVachstum des Dotterkerns stattfindet, welches in Proportion mit dem Wachstum des gesamten Eies steht, so daß er erst in einem dem AA^achstumsende entgegengehenden Oocyten seine größte Entfaltung erlangt. Daß der Dotterkern aus Chromatiu besteht, dafür sprechen 1. seine Provenienz aus dem Kern bzw. dem Spirem und 2. sein A'erhalten gegen Chromatinfarbstofi’e. Bereits die ersten Forscher, die sich mit dem Studium des Dotterkerns befaßt haben, äußerten die Ansicht, daß er mit der Bildung des Dotters in Zusammenhang steht; einige haben sogar behauptet, daß seine Substanz sich direkt in den Dotter umwandelt. Das A'erhalten des Dotterkerns bei Faracalaniis ermöglicht uns, eine bestimmtere Fassung dieser Äußerung zu geben: Nämlich, daß der Dotterkern mit der Produktion der für die Bildung des Dotters nötigen Substanz betraut ist. Er hat also wenigstens bei Paracalamis dieselbe Aufgabe zu erfüllen, wie der Kern selbst in Eiern, in denen es zu einer Ausscheidung eines ähnlichen Gebildes nicht kommt. Er ist also mit der Bildung von Chromatin betraut, welches zur Dotter- bildung nötig ist; physiologisch ist er also selbst ein Kern, homolog dem Makronucleus der Infusorien. Schon bei seinem ersten Auftreten fängt er an, Chromatin- körnchen von sich abzuschnüren; letztere zerstreuen sich im Plasma und verschwinden; zweifelsohne wandeln sie sich vorerst in die ver- schiedenen Plasmabestandteile um. Mit dem AVachstum des Eies verstärkt sich die secretorische Tätigkeit der Zelle, dementsprechend wächst auch der Dotterkern. Seine lebhafte Tätigkeit kann mau Oogeuetische Studien. I. 447 aus der Chromatinmenge erseheu, welche während seines Wachstums aus ihm heraustritt. Von seiner ganzen Oherfläche entspringen die früher erwähnten Chromatinauswüchse, welche nichts andres dar- stellen als in Ablösung begriffene Chromatinpartikeln; oft schnüren sich ganze Stücke von Schleifen ab, welche sich bald nachher im Plasma auflösen, indem sie in kleine Chromatinkörnchen zerfallen. Trotz dieser starken Chromatinabgabe nimmt der Dotterkern, ähnlich wie ein gewöhnlicher Kern, sehr stark an Größe zu. Sowie aber das Eiwachstum seinem Ende entgegengeht, hat der Dotterkern die Grenze seiner Entfaltung überschritten. Es stellt sich nun eine Rückbildung desselben ein. Er zerfällt in einzelne Seg- mente, welche sich überall im Plasma verteilen. Einzelne von ihnen zerfallen unmittelbar darauf, wodurch kleine Haufen von Chromatin- körnchen entstehen, andre geben langsam ihr Chromatin ab, wobei sie längere Zeit die Gestalt des großen Dotterkerns bewahren (Fig. 18). Schließlich lösen sie sich vollkommen auf; ihr Chromatin Hießt in Form von kleinen Stäbchen auseinander, welche sich bald vollkommen auflösen. Fig. 19 stellt ein Ei dar, in dem die letzten Überreste des sich auflösenden Dotterkerns zu sehen sind. Der hier beschriebene Dotterkern weicht in bezug auf seine Struk- tur und Gestalt sehr von den mit demselben Kamen bezeichneten Gebilden ab, welche im Laufe der Zeit bei andren Tieren beschrieben wurden. Kur bei Pholcus scheint er nach den Untersuchungen von Van Bambeke (98) eine ebenso stattliche Entfaltung zu erlangen wie bei Paracalamis. Bei diesem Tiere tritt er zum größten Teil in der Gestalt eines den Kern umgreifenden Halbmondes auf, welcher in der Zeit seiner größten Entfaltung sogar einen fast geschlossenen Ring bilden kann. Allerdings ist er nicht im Stande, seine Form so leicht zu verändern; seine Oberfläche ist in der Regel glatt. Durch die vielen Vacuolen, welche in ihm auftreten, bekommt der Dotterkern bei PholcKS eine Struktur, welche ihm eine außerordentliche Ähn- lichkeit mit den Kucleolen und dem Makronucleus mancher Protozoen verleiht. Eine bedeutende Dimension erlangt der Dotterkern nach Kemec (97) auch bei Diplopodeneiern. Bei keinem andren Tiere mehr ist ein Dotterkern von einer so großen Dimension beschrieben. Die aus andren Tieren bekannten Dotterkerne weisen eine be- deutend abweichendere Gestalt auf, es gibt Dotterkerne, welche durch eine starke Verdichtung von als Pseudochromosomen bezeichneten, aus dem Kerne heraustretenden Chromatinstäbchen zu Stande kommen (Säugetiere Paludina usw.). Wiederum andre Dotterkerne weisen 448 Dr. Theodor Morort' eine sphärische Form auf, deren Struktur eine konzentrische Schichtung aufweist. In ihrer Mitte befindet sich gewöhnlich ein centriolähnliches Gebilde [Tegenaria, Meerschweinchen usw.). Über die Entstehung dieser Gebilde gehen allerdings die Meinungen auseinander. Einige Forscher sind der Ansicht, daß die sogenannten Pseudochromosonien oder Chromidien aus dem Kerne herauswandern, andre leiten sie hingegen aus der Sphäre (Centrosom, Idiozom usw.) ab. Vejdovsky leitet sie nur von dem sogenannten »strahligen Centroplasma« ab und streitet den ähnlichen Gebilden jegliche Genese aus dem Kerne ab. Sollte Vejdovsky bei seinen Umdeutungen sogar in allen Fällen recht behalten, so haben wir es hier trotzdem mit Erscheinungen zu tun, die alle demselben Prinzip unterliegen. Es ist nämlich das Wahrscheinlichste, daß sowohl bei den von Vejdovsky untersuchten Objekten als auch in allen andern Fällen das Centriol aus dem Kerne entsteht: dafür spricht seine Lage; es befindet sich wenigstens im Anfang dicht an die Kerumembran gepreßt; bei Pholr- cus entsteht der im Anfang centriolenähnliche Dotterkeru ganz sicher aus dem Kerne. Offenbar übernimmt das Centriol überall die Rolle eines Dotterkerns. Das von ihm produzierte Chromatin nimmt einmal die Form und Anordnung des strahligen Centroplasmas Vejdovskys, ein andermal die konzentrische Schichtung eines Idiozoms bzw. Sphäre usw. an. Daß diese Gebilde später eine verschiedene Form annehmen können, stößt nicht im geringsten das Prinzip um. Hier trägt das Centriol zur Bildung der Stoffe bei, welche sich in Dotter umwandeln. Es braucht nicht der Fall zu sein, daß sie gleich bei ihrem Zerfall sich in die definitive Substanz umwandeln müssen. Wollten wir sie der Degeneration weihen und ihnen hierdurch jede physiologische Bedeutung absprechen, so wäre ihre üppige Entfaltung, die sie während ihrer Existenz annehmeu, unverständlich. Von einem recht abweichenden Aussehen und auch bezüglich der Struktur sind die Chloroblasten der Pflanzen, welche als homo- log dem Dotterkern bzw. dem Makronucleus der tierischen Zelle zu betrachten sind. Sie nehmen ihre Entstehung ebenfalls aus dem Kerne ‘). 1) Durch theoretische i'berleguugeu biu icli schon seit längerer Zeit zu dieser Schlußfolgerung gekommen. In meiner Aggregata- habe ich jedoch die pflanzliche Zelle außerhalb des Kreises meiner Betrachtungen gelassen, da ich bei mündlichen Besprechnngen anf eine sehr große Opposition von der Seite der Botaniker stieß. Nun hat mein Freund Herr Dr. Josef Schiller auf meine Anregung hin die Entstehung der Chromatophoren bei Pflanzen verfolgt. Nach Oogenetisclip Studien. I. 449 D. Verhalten des Keimbläschens. Nachdem der Dotterkern nach dem Spiremstadium ausgeschiedeu ist, verhält sich das Keimbläschen auffallend einförmig. Im Anfang zeigt es eine feinwabige Struktur, welche durch eine diffuse Ver- teilung einer unbeträchtlichen Menge von Chromatin teilweise verdeckt ist (Fig. 12 6, 13). Während des Eiwachstums nimmt der Kern äußerst langsam an Größe zu, so daß er im Verhältnis zu dem übrigen Plasma klein zu nennen ist. Das Keimbläschen ist immer durch eine sich stark mit Chromatinfarbstoffen färbende Membran umgrenzt. ^Möglicherweise stellt letztere nur eine stärkere Chromatinansammlung an der Kernoberfläche dar 'Fig. 10 — 18). Der Nucleolus ist von einer annähernd rundlichen Gestalt und nimmt eine etwas exzentrische Lage ein. Offenbar liefert er einen Teil des für die Bildung des Dotters nötigen Chromatins, da er während des Eiwachstums eine Leihe morphologischer Veränderungen eingeht, welche auf einen Tätigkeitszustand hin deuten; es differenzieren sich an ihm zwei Partien, eine äußere und eine innere, von denen sich die erstere bedeutend schwächer mit Chromatinfarbstoffen färbt. Von seiner Oberfläche entspringen oft dickere und dünnere Auswüchse (Fig. 16); letztere lösen sich als kleine Nucleolen ab und zerfallen in kleine Körnchen. Manchmal zerfällt der ganze Nucleus in zwei oder mehrere gleiche oder etwas au Größe variierende Tochter- nucleolen. Ein Teil des aus dem Nucleolus heraustretenden Chromatins verteilt sich im Kerne und verursacht sein Wachstum, der übrige Teil wandert gleich ins Plasma über, was man aus den kleinen Körnchen schließen kann, welche um den Kern herum zerstreut sind oder au der Kernmembran haften (Fig. 16). Wie es scheint, bleibt die Tätigkeit des Nucleolus bzw. des Keim- bläschens weit hinter der Tätigkeit des Dotterkernes zurück, was man aus dem Verhalten dieser beiden Gebilde zu den Chromatin- farbstoffen erschließen kaun. seinen Untersuchungen entstehen diese Gebilde ohne Jeden Zweifel bei ver- schiedenen Angiospermen aus dem Kerne. In dieser Schlußfolgerung be- stärken uns auch die Verhältnisse bei Acanthometra, bei welcher, obwohl es sich um ein Tier handelt, die Makronuclei eine grünlichgelbe Farbe annehmen. Da- her wurden sie von den früheren Forschern als Algenzellen betrachtet, welche in einer Symbiose mit dem Tiere leben sollten. (Moroff und Stiasnv: Uber Bau und Fortpflanzung von Acanthometra. Centralblatt für Physiologie Bd. 22 Nr. 19 1908.) 450 Dr. Theodor Moroff Sobald sich der Dotterkern aufgelöst hat, verstärkt der Kern selbst seine Tätigkeit, was man aus seinem bedeutenden Anwachsen erschließen kann; deutlich läßt sich dies aus einem Vergleich von Figur 19 und A ersehen. Jetzt weist er eine gleichmäßige, fein- wabige Struktur auf, welche allerdings durch die beträchtliche, in Textfig. A. l'aiatalanus punus. Erwachsenes Ei. unmittelbar vor der Auflüsnns: des Keimbläschens. feinem Zustande verteilte Chromatiumenge teilweise verdeckt ist. Ein chromatischer Faden zieht sich in verschiedenen Dichtungen im Kerninnern herum, wobei er vornehmlich unmittelbar unter der Keru- oberfläche verläuft und stellenweise in Berührung mit ihr kommt. Sein Rand ist etwas verschwommen, außerdem läßt er sich schwach färben, nur an einzelnen Stellen ist er bedeutend stärker färbbar. Das ganze Bild macht oft den Eindruck, wie wenn eine Anzahl kleinere Chromatinverdichtungeu (Haufen) im Kerne verteilt wären. Oogenetisclie Studien. I. 451 welche durch schwach färbbare Züge in Verbindung miteinander ständen (Fig 20). Diese Chromatinschleife war in den früheren Stadien nicht zu bemerken; möglicherweise war sie aber doch vor- handen, nur daß sie sich nicht genügend färben ließ. Ich bin nicht in der Lage, mich positiv aussprechen zu können, ob das Gebilde einen ununterbrochenen Faden darstellt; oder besteht es vielmehr aus einer größeren Anzahl Stücke? Der Nucleolus hat eine vacuoläre Struktur und läßt sich gleich- mäßig färben. Eine Chromatinauswanderung aus seinem Inneren läßt sich um jede Zeit verfolgen. Figur A stellt einen Schnitt durch ein erwachsenes Oocyt dar, dessen Keimbläschen unmittelbar vor der Auflösung steht. Bevor ich jedoch zur Darstellung dieses Prozesses übergehe, muß ich mit einigen Worten des Zelleibes gedenken. Das ganze Plasma des erwachsenen Eies ist durch eine äußerst große Menge von Körnchen überladen, wodurch es eine mehr fein- körnige Struktur aufweist. Die einzelnen Körnchen verhalten sich gegen die Chromatinfarbstoffe ganz verschieden; ein Teil färbt sich genau wie Chromatin, ein andrer Teil hat ein blässeres Aussehen, dazwischen sind andre, die sich überhaupt nicht färben lassen; offen- bar stellen sie verschiedene Stadien der Chromatinumwandlung dar. Ich will noch hervorheben, daß bis jetzt gar keine Dotterbildung stattgefunden hat. E. Schismastadium. Die sich bis zur Spiudelbildung am Kerne abspielenden Prozesse will ich mit diesem Ausdruck bezeichnen; die theoretische Begrün- dung desselben erfolgt im allgemeinen Teil. Sowie das Ei sein Wachstum abgeschlossen hat, beginnt die Auf- lösung des Keimbläschens. Dieselbe gibt sich dadurch kund, daß sich die scharfe Kerngrenze verwischt, so daß ein allmählicher Über- gang zwischen Kern und Plasma sich einstellt. Der Nucleolus ver- schwindet so rasch, daß ich nicht feststellen konnte, auf welche Weise, wahrscheinlich wird er ins Plasma ausgestoßen, wo er gleich- zeitig in kleine Stücke zerfällt. Ein Teil des im Kerne diffus ver- teilten Chromatins wandert aus; dadurch sieht jetzt ersterer bedeu- tend heller aus, außerdem tritt jetzt die Wabenstruktur bedeutend schärfer und klarer hervor. Der früher beschriebene Chromatinfaden scheint jetzt in einzelne Stücke zerfallen zu sein, welche ebenfalls in verschiedene Eichtungen verlaufen, wobei sie scharfe Biegungen machen. Au manchen Stellen Archiv f. Zellforschung. 11. 30 452 Dr. Theodor Moroff nähern sich die beiden Schenkel der gebogenen Schleifen sehr dicht einander. Hier färben sie sich bedeutend stärker mit Chromatin- farbstotfen, auch die übrigen Schleifen färben sich an einzelnen Stellen stärker. Nun fängt die Auflösung dieser Fäden an; dieselbe erfolgt in der Weise, daß letztere immer blasser werden, bis sie ver- schwinden; nur an einzelnen Stellen, die sich auch früher stärker tiiigierten, behalten sie ihre Färbbarkeit. Dadurch entstehen sechs Chromatingruppen, von welchen in erster Zeit ganz schwach färb- bare Fortsätze auslaufen; otfenbar stellen letztere die letzten Spuren der zerfallenen Teile der Schleifen dar. Schließlich verschwinden auch sie und wir bekommen die sechs Chromatingruppen ganz frei im Kerne verteilt. Sie stellen die erste Anlage der Chromosomen der Ilichtungsspindel dar. Zuerst bestehen sie aus vier Chromatinkörncheu, welche paarweise angeordnet sind. Bald verschmelzen je zwei Körn- chen, wodurch kurze Stäbchen entstehen; letztere verlaufen wie es scheint im Anfang parallel nebeneinander iFig. 21), man sieht aber andre in demselben Bilde, welche sich hintereinander befinden; wahr- scheinlich erfolgte eine Drehung der Stäbchen. Nach den Bildern zu urteilen, erfolgt eine Vereinigung der kleinen Stäbchen mit ihren Enden, wmdurch wir sechs längere Stäbchen bekommen, die die definitiven Chromosomen der ersten Kichtungsspindel darstelleu. Figur 21 stellt einen Schnitt durch ein Ei dar, in welchem die letzten Überreste des Kernes zu sehen sind; außerdem sind noch die Chromosomen zu sehen, welche verschiedene Stadien ihrer Um- wandlung zeigen; fünf Chromosomen waren auf einem Schnitt ge- troffen, das sechste wurde von dem nächstfolgenden aufgenommeu. Aus der vorhergehenden Darstellung ist also zu entnehmen, daß die verhältnismäßig großen Schleifen sich bis auf vier Körnchen voll- kommen auflösen; letztere nähern sich zur Bildung von Vierergruppen, nachdem durch Vereinigung von je zweien ein größeres Körnchen ent- standen ist, bilden sich die definitiven Chromosomen durch eine Ver- schmelzung der größeren Körnchen. Manchmal schien es mir, wie wenn die einzelnen Körncheupaare aus verschiedenen Schleifen herrühren würden, die sieh vorher stark einander genähert hatten, so daß wir es hier mit einer Konjugation zu tun hätten. Die genaue Prüfung hat aber keine ganz sicheren Anhaltspunkte zu einer solchen Deutung geben können. Unmittelbar nach ihrer Bildung sammeln sich die Chromosomen in einer Gruppe; gleichzeitig damit entsteht die erste Spindel, deren Strah- len aus dem achromatischen Wabenwerk des Kernes gebildet werden. Oogenetische Studieu. I. 453 Die Auflösung des Kernes und die Bildung der ersten Eichtungs- spindel erfolgt sehr rasch. Sobald die Keimbläschenauflösung in einem Ei eingeleitet wird, sind in den meisten Fällen die vorher- gehenden älteren Eier bereits abgelegt, so daß es sich entweder am Ende des Eierstockes befindet, oder stehen vor ihm noch ein, höchstens zwei Eier, welche bereits die Kichtungsspindel gebildet haben und offenbar in dem nächsten Augenblicke abgelegt worden wären. F. Dotterbildung. Unmittelbar vor der Auflösung des Keimbläschens, etwa nach dem Stadium, das uus durch Figur A dargestellt wird, spielen sich im Plasma weitgehende Umänderungen ab. Vor dem Beginn des Schismastadiums weist das Plasma eine dichte feinkörnige Konstitution auf. Auf einmal bekommt das Ei eine ziemlich weitwabige Struktur und nimmt stark an Volumen zu. Nach meinen aproximativeu Aus- rechnungen findet eine Volumenausdehnung um 1/5 — Y4 ' ou der frühe- ren Größe statt. Offenbar nimmt das Ei Flüssigkeit von außen auf. Gleichzeitig mit dieser starken Vergrößerung des Eies findet eine Umformung der in seinem Plasma angehäufteu Materialien statt. Auf einmal treten größere rundliche Körner auf, welche ihrem Aus- sehen und Verhalten nach Dotterköruer darstellen. Diese Umwand- lung schreitet rasch nach allen Seiten vor, so daß bald das ganze Ei mit Dotterkörncheu gefüllt wird. In Fig. 21 sieht man, wie sich das im Plasma angehäufte Material rechts und unten bereits in Dotter umgewandelt hat; links ist das Plasma hingegen noch von einer vacuolären Struktur. Man kann sogar sehr deutlich die Grenze zwischen den beiden Strukturen wahrnehmen. Außer den Dotterkörnern entstehen in einer beträchtlichen Menge größere, sich mit Osmiumsäure tiefschwarz färbende Kugeln, welche offenbar Fettropfen darstelleu. Daran kann man bereits mit schwacher Vergrößerung erkennen, ob das Ei die Richtungsspindel gebildet hat. Sobald letzteres geschehen ist, hat auch die Umformung der Plasma- einschlüsse bereits stattgefuuden. Offenbar vollzieht sich der ganze Metabolismus innerhalb einer sehr kurzen Zeit; womöglich in einigen Augenblicken nur. Die Untersuchungen der letzten Jahre haben wichtige Aufschlüsse über die Dotterbildung im tierischen Ei gebracht; da sie aber bei den übrigen Tieren auf eine abweichende Weise vor sich zu gehen scheint, so mag die diesbezügliche Literatur hier eine kurze Be- sprechung finden. Allerdings scheint es nach den ziemlich überein- 30* 454 Dr. Theodor Moroft' stimmenden Beobacbtuugen von vox Davidoff, Mokgan, Floderus, Bankroft usw., daß, besonders bei den Tunicaten, das Cytoplasma samt den Einschlüssen darin in einem etwas vorgeschrittenen Stadium ebenfalls wie bei Pardcalanus auf einmal in Dotterkörnchen zerfällt Nach den Untersuchungen vax der Strichts bei Säugetieren und PopoFFs bei Faludina scheint dieser Prozeß auf eine ähnliche Weise vor sich zu gehen. Der Dotterbildung geht zuerst eine stärkere inselförmige Verdichtung des Plasmas voraus, welche sich dadurch kundgibt, daß einzelne Partien des letzteren sich bedeutend stärker zu färben anfangen. Diese stärker färbbaren Gebilde werden »corps Vitellins« oder »Dotterkugeln« genannt. Sie weisen eine kon- zentrische Schichtung auf und schließen in ihrer Mitte eine sich schwächer färbende Partie ein. In diesen Kugeln fängt nun die Bildung des Dotters an, es werden zuerst kleine eckige Körnchen gebildet, welche von Popoff als Eiweißkörnchen bezeichnet werden. Im weiteren Verlauf der Reservestoffbildung zerfallen die größeren Dotterkugeln in kleinere; letztere zerstreuen sich überall im Plasma und rufen eine vacuoläre Struktur in ihm hervor. Aus ihnen dürften die definitiven Dotterköriier entstehen. Bluxtschli (04) gibt an, daß die Dotterbildung in der Kähe des Kernes ansetzt. Es treten zuerst n größerer Menge Vacuolen auf, in deren Inneres nun die Dotter- körner ausgeschieden werden. In weiter vorgeschrittenen Stadien findet die Ausscheidung des Vitellins mehr au der Eiperipherie statt. Es bilden sich zuerst kleine Körnchen , welche in Gruppen zu je einigen von einer helleren, sich zart färbenden Partie umgeben sind; diese Körnchen wachsen stark heran und erreichen dadurch die definitive Größe der Dotterkörner. Ich glaube, daß diese Al)weichung in der Dotterbilduug zwischen Cynthia einerseits und Säugetieren und Faludina andrerseits mehr auf die verschiedenen Färbung.s- methodeu zurückzuführen ist. Diese Ausführungen über die Dotterbildung mögen zunächst ge- nügen. Die Beziehung der letzteren zu den sogenannten Chromidien finden ihre Besprechung in einem späteren Kapitel. G. Reifungsstadium. Die erste Richtuugsspindel hat eine tonnenföruiige Gestalt; sie ist an den beiden Enden stumpf abgestutzt. Die achromatischen Fäden laufen zu den S])itzeu nicht in einem Punkt zusammen, son- dern endigen frei im Plasma. Es ist kein Centriol zu entdecken. Die Chromosomen, sechs an der Zahl, haben eine stäbchenförmige Oogeuetische Stndieu. I. 455 Gestalt. Sie sind in der Mitte der Spindel angeordnet, wobei sie parallel mit der Spindelachse verlaufen (Fig. 22). Bei der ersten Teilung schnüren sie sich in der Mitte durch und nehmen bei der Durchschnürung vorübergehend eine hantelförmige Gestalt an (Fig. 23). Nachdem sich die Tochterchromosomen getrennt haben, wandern sie in zwei Gruppen zu den Polspitzen der Spindel hin. In diesem Stadium wird das Ei abgelegt, daher war ich nicht in der Lage, den weiteren Verlauf der Richtungskörperbildung zu verfolgen. Bei den Sübwassercopepoden ordnen sich die Chromosomen der ersten Spindel in der Aquatorialebene in der AVeise an, daß bei der ersten Teilung die Spalthälften auseinandergehen; da aber Rückeut und Hacker eine endweise A^ereinigung der Chromosomen annehmen, hingegen Lerat eine parallele Konjugation verficht, so entsteht auf die AVeise eine Differenz in bezug auf die Frage, wann die Chromosomenreduktion stattfindet. Die ersten zwei Autoren nehmen Postreduktion, der letzterwähnte Forscher nimmt hingegen eine Prä- reduktion au. Aleine Bilder sprechen weder zugunsten der einen noch der andern Ansicht. 2. Centropages Kröyeri Giesbr. Gleich nach Paracalanus parvus will ich das Eiwachstum von einer Art darstellen, welche durch die außerordentlich starke Chro- midienbildung unser Interesse in hohem Maße in Anspruch nimmt. Diese Art ist außerdem geeignet, die Frage von der nucleären Her- kunft der Chromidien oder eines großen Teiles der mit diesem Aus- druck bezeichneten Gebilde endgültig zu entscheiden. Die Kernfiguren, die uns in der Vermehrungszoue des Eierstockes eutgegentreten, sind denjenigen von Paracalanus so ähnlich, daß ich von einer detaillierten Beschreibung derselben Abstand nehmen kann. Spindeln wurden in dieser Zone nicht beobachtet; dafür bekam man längliche bis hantelförmige Kerne öfters zu Gesicht (Fig. 24, 25, 26). Die Kerne in der Vermehrungszone sind ebenfalls bedeutend größer als die Kerne im Anfang der AVachstumszone. Die Chromatinbrocken, die sich außerhalb der Kerne befinden, sind hier bedeutend größer, wie man dies aus Fig. 24 — 26 deutlich ersehen kann. Alle Figuren sprechen dafür, daß sie aus den Kernen auswandern; sie lösen sich im Plasma auf und werden durch neu austretende ersetzt. Ein Unterschied in der Kern- und Plasma Struktur zwischen Para- ealanus und Centropages tritt erst mit dem Beginn des Eiwachstums 456 Dr. Theodor Moroft' ein. Er äußert sich durch das abweichende Verhalten des Chromatins im Kerne selbst. In den detiuitiven Oocytenkernen ist das Chromatin zuerst in Form von kleinen Körnchen gleichmäßig in dem achromatischen Netzwerk verteilt, rasch findet jedoch eine Chromatinanreicherung im Kerne statt; es treten eine größere Menge Chromatinkörnchen in ihm auf, welche sich in dem sogenannten Lininwerk einlagern; da- durch entstehen viele kleine Chromatinfäden, welche nach verschie- denen Richtungen verlaufen und ein unregelmäßiges Gerüstwerk hervorrufen (Fig. 27). Von chromosomenähnliehen Fäden kann man hier nicht recht sprechen. Durch das Auftreten von neuem Chro- matin nehmen die Balken des Gerüstes bedeutend an Dicke zu. Außerdem tidtt, wie es scheint, noch Chromatin zwischen den Balken des Gerüstes in gelöstem Zustande auf, wodurch jetzt der ganze Kern bedeutend an Färbbarkeit gewinnt (Fig. 28). Schließlich geht die Chromatiuvermehrung so weit vor sich, daß wir einen Chromatin- ballen zu sehen bekommen, in welchem eine Struktur kaum mehr zu unterscheiden ist. Durch die verschiedenen Farbstoffe läßt sich nun der Kern äußerst intensiv und fast gleichmäßig färben, nur hier und da lassen sich an ihm einzelne kaum wahrnehmbare lichtere Stellen sehen; von der Oberfläche dieses Chromatinklumpeus ent- springen an verschiedenen Stellen kurze dornförmige Chromatinaus- läufer, welche, wie es scheint, die freien Fortsätze der Chromatin- balken darstelleu (Fig. 29). In dem entsprechenden Wachstumsstadium wurden von den verschiedenen Autoren bei den übrigen Tieren Umwandlungen am Chromatiu beschrieben, welche zu einer typischen Struktur führen. Es tritt zuerst ein dünner Chromatiufadeu auf, welcher sich an einer Stelle des Kernes viel dichter zusammeuzieht, ja oft so dicht, daß vorübergehend überhaupt keine Struktur mehr zu unterscheiden ist. Für dieses Stadium wurde der Ausdruck Synapsis eingeführt. Obwohl meine Figuren dem Alter nach mit der Synapsis zu- sammenfallen, haben sie kaum etwas mit ihr zu tun. Die Chromatin- anordnung ist hier ganz abweiehend und eigenartig. Ein Unterschied ist wenigstens darin gegeben, daß bei den andern Tieren die Ver- dichtung des Chromatintadeus an einem Kernpole erfolgt; hier bei meinem Objekte nimmt der dichte Knäuel die Mitte ein, er füllt so- gar oft den ganzen Kern aus, ferner kann bei ihm von Chromosomen nicht gesprochen werden. Oogenetische Studien. I. 457 Vou einer Reihe von Autoren wurde in der neuesten Zeit die Ansicht geäußert , daß die Synapsis in Wirklichkeit nicht existiert, daß sie vielmehr als Folge einer ungenügenden Fixierung zu be- trachten sei, eine Ansicht, die für viele Fälle richtig zu sein scheint. Daher wäre die Frage naheliegend, ob nicht auch bei Centropac/cs die Chromatinverdichtung Folge einer mangelhaften Fixierung ist. Nach allen Übergangsstadien, welche ich von dem gewöhnlichen Kern bis zu der stärksten Chromatiuverdichtung feststellen konnte, bin ich zur Überzeugung gekommen, daß diese Kernstadien auch in Wirklichkeit existieren. Wie es scheint, ist dieses Stadium von keinem langen Bestände, da auf Längsschnitten des Ovariums die betretfendeu Kerne nur zwei, äußerst selten drei Reihen bilden. Es tritt eine Auflockerung des Knäuels ein. Noch beim Auftreten der ersten lichten Stellen im Kerne kann man bereits einen verhältnismäßig dicken Faden unter- scheiden, welcher nach allen Richtungen verläuft. Seine Schenkel sind im Anfang meistens dicht aneinandergepreßt; sie stehen jedoch in keiner Verbindung durch chromatische Brücken, wie dies vor der Bildung des Knäuels der Fall war. Jetzt weist der Faden einen scharf umschriebenen Rand auf (Fig. 30j. Die weitere Auflockerung des Knäuels wird durch das Auseiu- anderweichen der Biegungen des Chromatinfadens hervorgerufeu. Da die Synapsis den ganzen Kern ausfüllte, kann dieser Auflockerungs- prozeß nur durch ein entsprechendes Wachstum des Kernes ermög- licht werden. In der Tat sieht man, daß in dem Maße, wie die Spiremaufloekerung vor sich geht, auch eine Zunahme der Kerngröße erfolgt (Fig. 31). Es konnte nicht mit Sicherheit konstatiert werden, ob sich der Faden während der Auflockerung auch verkürzt, daß er aber an Dicke zunimmt, kann man aus den Figuren 31 — 32 ohne weiteres konstatieren, welche bei derselben Vergrößerung gezeichnet wurden. Ebenfalls konnte keine Längsspaltung am Faden im An- fang festgestellt werden, erst in einem späteren Stadium konnte man den hellen Strich sehen. In dem folgenden Stadium entstehen au der Oberfläche des Fadens feine chromatische Ausläufer, wodurch er jetzt seine glatte Kontur verliert und ein mehr verschwommenes Aussehen bekommt. Gleichzeitig damit tritt in dem Färbungsvermögen seiner Teile eine bedeutende Difl’erenz ein. Au einzelnen Stellen fängt er sich be- deutend stärker zu färben an; an andern läßt das Färbungs vermögen hingegen bedeutend nach. Dadurch bekommt man den Eindruck, 458 Dr. Tlieoder MorofT wie wenu er iu einzelne Stücke zerfällt (Fig. 82, 33). Durch ein abermaliges Auftreten von sclnvächer färbbaren Stellen in den vor- her erwähnten Segmenten erfolgt eine weitere Zerstäubung des Cbro- matius. Wir bekommen bald Stadien, in welchen das Cbromatin in Form von länglichen oder viereckigen Gebilden in Yierergruppen oder in deutliche Reihen im Kerne geordnet ist (Fig. 34). Die Vierer- gruppen entstehen, wie es mir den Eindruck macht, iu der Weise, daß der die Längsspaltung des Spirems markierende helle Strich in den einzelnen Chromatinschleifen schärfer hervortritt; es findet ein schwaches Auseinanderrücken der Spalthälften statt, wodurch zwei parallel verlaufende Bändchen entstehen. Durch das Auftreten eines Querspalts werden nun diese Bändchen weiter iu je zwei Stücke geteilt. Dadurch entstehen die Vierergruppen. Durch feine Ausläufer, welche von der Oberfläche der ein- zelnen Chromatinstücke entspringen, stehen sie miteinander in Ver- bindung (Fig. 35). Ihrem färberischen Vermögen nach entsprechen diese Ausläufer dem Plastin (Nucleolarsubstanz), sehr oft auch dem Linin der Autoren. Ihre Genese in Betracht ziehend, muß ich au- nehmen , daß sie ein Umwandlungsprodukt des Chromatins dar- stellen, eine Ansicht, welche ich auf Grund von hei Aggregata ge- machten Beobachtungen in einer früheren Arbeit (08) geäußert habe. Während des weiteren Wachstums findet eine ununterbrochene Umordnuug des Chromatins im Kerne statt. Es vereinigen sich die einzelnen Körnchen von neuem und bilden chromosomenähnliche Ge- bilde, welche durch die aus ihrer Oberfläche entspringenden feinen Ausläufer immer ein verschwommenes Aussehen aufweisen (Fig. 36). Nachdem sich die meisten dieser Schleifen wieder verkürzt haben, entstehen größere chromatische Stücke, welche eine längliche oder eckige Gestalt aufweisen (Fig. 37). Wiederum stehen sie jedoch durch feinere oder dickere Fortsätze miteinander in Verbindung und lassen im Grunde erkennen, daß sie die stärker gefärbten Partien eines sich durch den ganzen Kern schlängelnden Chromatinbandes darstellen. Durch eine gleichmäßigere Verteilung des Chromatins in einem etwas späteren Stadium tritt das letztere viel schärfer zu Tage (Fig. 38). Wiederum zerfällt der Faden in einzelne Stücke, welche aber durch schmälere und breitere Brücken miteinander in Verbindung bleiben und so stellenweise rosenkranzähnliche Gebilde hervorrufen (Fig. 39). Oft bleibt das Chromatin an manchen Stellen auch weiter in schleifenförmiger Anordnung gleichmäßig verteilt, nur daß die Oogenetische Htucliou. I. 459 Kontur intblge der vielen Cbromatinauswüchse, welche aus dem Kande entspringen, stark verschwommen erscheint. Die hier beschriebenen Umänderungen des Chromatins erinnern lebhaft an die bekannten Untersuchungen von Caknoy und Lebrun bei Amphibien. Auch dort erfährt das Keimbläschen während des Eiwachstums eine Reihe tiefgreifender Veränderungen in der An- ordnung seines Chromatins. Allerdings besteht zwischen den beiden insofern ein Unterschied, als dort eine größere Menge von Nucleolen gebildet wdrd , welche gegen das Centrum des Keimbläschen hin- wandern, um sich hier in Form von Körnchen oder in chromosomen- ähnlichen Gebilden aufzulösen; letztere sollen sich wieder in Kucleolen zusammenballeu; die sekundären Kucleolen erfahren eine abermalige Auflösung usw. Der wiederholte Aufbau der Nucleolen und ihr Zer- fall erfolgt mehrmals während des Eiwachstums. An der ganzen Darstellung scheint mir die Deutung nicht richtig zu sein, daß die Nucleolen einer neuen Generation durch Zusammenballung von Mate- rialien, welche aus den vorhergehenden Nucleolen stammen, gebildet werden. Vielmehr glaube ich, die Sache in der Weise deuten zu müssen, daß das Chromatin der zerfallenden Nucleolen aus dem Kerne auswandert. Jede neue Nucleolengeneration wird, wie dies auch Vejdovsky (07) und ich (08) vermuteten, aus den persistierenden idiochromatischen Chromosomen gebildet. Bei Cyclops und Diaptomus scheinen die Schleifen, welche durch den Zerfall des Spirems zustande kommen , nach den Angaben H.icKEUS gar keine Umänderungen zu erfahren; er zeichnet sie in allen Wachstumsstadien sehr scharf. Mit Lerat vermute ich jedoch, daß Häcker seine Figur sehr stark schematisiert hat. Hingegen erfahren nach Lerat bei Cyclops strenuus die (’hromosomen weit- gehende Umänderungen, welche sich aber erst in der zweiten Wachstumsperiode, nachdem die Eier in die Oviducte übergetreten sind, abspielen. Dabei ist zu bemerken, daß nur einzelne Chromo- somen diesen Prozeß eingehen; die übrigen behalten während der ganzen Zeit ihre scharfe Kontur. Nach diesem Exkurs kehren wir wieder zur Darstellung der Verhältnisse bei Centropayes zurück. Während die vorhin be- schriebenen Veränderungen sich im Chromatin abspielten, erfährt der Kern eine bedeutende Vergrößerung; er wächst viel stärker heran als bei Paracalanus^ daher ist er auch auf korrespondieren- den Stadien viel größer, was man beim Vergleich der dies- bezüglichen Bilder ohne weiteres ersehen kann. Auf die Erörte- 460 Dr. Theodor Moroff nm": dieser ErsclieinuDg werde ich jedoch erst im allgemeiaen Teil eingehen. Im Gegensatz zu diesen mannigfaltigen Chromatinumlagerungeu erfährt der Nucleolus nur sehr geringfügige Veränderungen in seiner Struktur und in seinem Färbungsvermögen. Über sein Auftreten kann ich zuerst nur das berichten, daß ich ihn bereits in der Wachstumszone, nach der Auflockerung des Spirems, als ein größeres Körnchen beobachtete; ob er aber identisch mit dem Nucleolus aus der Vermehrungszone ist, kann ich nicht entscheiden. Offenbar wird er für das wachsende Ei neu gebildet, wie dies Boxxevie (06) für Eiiteroxenos und Vejdovsky (07) für die Enchy- threiden festgestellt haben und ich es bei Holothuria tubulosa be- stätigen kann. Während der ersten Stadien des Eiwachstums nimmt der Nucleolus mäßig an Größe zu; in bezug auf seine Färbbarkeit ist zu bemerken, daß er sich gleichmäßig tingiert; im Anfang ist er auch gleichmäßig gebaut. Erst nachdem er eine bestimmte Größe erreicht hat, treten in ihm kleine Vacuolen auf, welche rasch au Größe zuuehmeu und sich in seinem Inneren gleichmäßig verteilen. Im erwachsenen Ei i.st der Nucleolus klein; seine innere Partie färbt sich jetzt stärker als die Peripherie, wodurch zwei meistens scharf begrenzte Zonen in ihm zustande kommen (Fig. 39). Dem Färbungs- vermögen nach dürfte die innere Partie gemäß der üblichen Ter- minologie als Chromatin zu bezeichnen sein. Eine Teilung bei dem Nucleolus wurde nicht beobachtet; ich bin ihm immer in Einzahl begegnet; eine Chromatinauswanderung aus seinem Innern war auch nicht zu konstatieren. Aus seinem Verhalten ist zu erschließen, daß er sich an den vegetativen Prozessen der Zellen entweder gar nicht oder äußerst schwach beteiligt. Nachdem wir die Chromatiuumänderungen die sich im Kerne selbst vollziehen, sowie das Wachstum des letzteren dargestellt haben, wollen wir jetzt die Chromidienbildung verfolgen. Noch während der Auflockerung der sogenannten Synapsis kann man die in größerer Menge stattfindende Abstoßung von Chro- matiustücken konstatieren. An einzelnen Stellen sieht man, wie die durch die Umbiegung des Chromatinfadeus hervorgerufenen Knick- ungen sich über die Keruoberfiäche emporheben und ins Cytoplasma übertreten; bald darauf schnüren sie sich von dem Spiremfaden ab und wandern mehr gegen die Peripherie des jungen Oocyten hin. Oogeuetisclie Studien. I. 461 Mauchmal sieht man, daß auch freie Enden des Fadens über die Kernoberfläche hervorragen (Fig. 31). In den Stadien, tvelclie un- mittelbar nach der Auflösung des Spirems folgen, erkennt mau, wie einzelne Chromatinbrocken sich dicht au die Kernoberflächc aii- schmiegen, um bald ins Plasma überzutreteu (Fig. 32 — 33). Das ^Merkwürdige ist hier, daß sich ganze Stücke vom Spiremfaden ab- lösen und wie bei Paracolamis in das Plasma übertreten; bei der letzterwähnten Art sind sie aber berufen, eine für gewöhnlich dem 1 Kerne zukommende physiologische Funktion zu spielen. Bei Cen- tropages sind diese Chromatinbrocken hingegen nur von kurzem Be- I Stande, da sie bald einer Auflösung anheimfalleu. Sie haben ge- I wöhnlich eine länglich gedrungene Gestalt, sind al)er mitunter auch ' als rundliche Gebilde zu sehen. Durch einen hellen Strich sind sie I gewöhnlich in zwei Hälften gespalten. Oft ist aber der Spalt in der [ Mitte unterbrochen, wodurch die Chromidien eine Achtergestalt be- ' kommen. Ihre Auflösung erfolgt durch Abgabe von kleinen Chro- matinkörnchen; gleichzeitig verlieren sie aber nach und nach an Färbbarkeit, bis sie schließlich von dem umgebenden Plasma nicht ' mehr zu unterscheiden sind. Die aufgelösten Chromidien werden I ununterbrochen durch neue aus dem Kerne heraustretende ersetzt, I welche das Schicksal ihrer Vorgänger teilen. In den späteren Stadien wird die Chromidienausstoßung immer I lebhafter. Die verschiedenen Umformungen des Chromatins im Kern stehen unstreitig im Zusammenhang mit der Bildung der auswaudernden |l Chromidien. In dem vorhergehenden Kapitel wurde dargelegt, daß das Chromatin im Kerne in Form von einem mehr oder minder I deutlichen Faden angeordnet ist, welcher nach allen Richtungen ver- i läuft; gerade dieser Faden ist es, der durch Abschnürung einzelner Teile zur Chromidieubildung am meisten beiträgt. Überall sieht mau I an den Stellen, wo er in Berührung mit der Oberfläche steht, daß eine I Chromatinverdiebtung stattfindet (Fig. 38, 39); letztere preßt sich in das Plasma hinein, um sich bald von dem übrigen Verbände loszulösen. Entgegen der Behauptung mancher Forscher für andre Objekte, r daß eine Chromidienauswanderung nur in bestimmten Perioden des ' Eiwachstums erfolgt, muß ich ausdrücklich hervorheben, daß bei Centropages Kröyeri dieser Prozeß gleichmäßig während des ganzen 1 Eiwachstums vor sich geht. Auf diese Erscheinung werde ich jedoch i im allgemeinen Teil noch einmal ausführlicher zurückkommen. Wie lebhaft die Chromidienbildung während des Eiwachstums r vor sich geht, kann man am besten aus Figur 38 und 39 erschließen ; 462 Dr. Theodor Moroff in diesen Figuren sind die Chromidien von einem einzigen Schnitt ! eingezeichnet. Wenn man die Schnittserie verfolgt, kommt man zur Überzeugung, daß das wachsende Ei von diesen Gebilden förmlich durchsetzt ist. Wenn wir andrerseits in Betracht ziehen, daß vor der Auswanderung dieser Chromidien alle vorhergehenden sich auf- gelöst haben bzw. in Körnchen zerfallen sind, so sind wir gezwungen anzunehmen, daß das Eiwachstum einzig und allein eine Folge der Chromidienbilduug ist. Erwähnen will ich noch, daß die Dotterbildung, d. h. das Auf- treten der Dotterkörncheu, wie bei Paracalanns, sehr spät, erst wenn das Eiwachstum abgeschlossen ist, erfolgt. Es ist daher das nahe- liegendste anzunehmen, daß gerade diese enorme Menge von Chro- midien und ihre Umwandlungsprodukte es sind, die das zur Dotter- bildung nötige Material liefern. Das Auftreten von Chromidien in der wachsenden Oocyte wurde von einer großen Anzahl Forscher, allerdings unter ganz verschiedenen Namen, beschrieben; so sind sie als basophyle Granula von den meisten Autoren bezeichnet; von Benda als Cytosomen; von Hertwig, vom Bexedex, Heidexiiaix und vox Kostaxecki als Mikrosomen; ferner von Arxüld als Plasmosomen nsw. Da sich die Chromidien bei ^[o1gula zu einem Körper verdichten, bezeichnet sie Crampton als Dotterkern. Bluxtschli identifiziert sie mit den Mitochondrien, wenn sie in Beihen angeordnet sind, bzw. als Chondromiten, wenn sie in Körnchen auftreten; Frexaxt bezeichnet sie als ergastoplasma- tische Bildungen, vax der Stricht bezeichnet sie als Pseudochromo- somen in den Eiern der Säugetiere usw. Daß alle diese unter ver- schiedenen Namen bezeichneten Gebilde derselben Natur sind, haben bereits Bexda, Bluxtschli, insbesondere aber Güluschmidt, der für sie die Bezeichnung Chromidien einführte, hervorgehoben. Die Ansichten Uber ihre Entstehung gehen weit auseinander; die älteren Autoren halten sie durchwegs für Plasmadifferenzierungen und bestreiten ihre Genese aus dem Kerne mit Entschiedenheit. Erst PopoFF (07) gelang es, bei Paludina mit wünschenswerter Deutlichkeit die Auswanderung der Chromidien aus dem Kern zu verfolgen und auf diese Weise ihre richtige Genese festzustelleu. Er hat ferner ihre vorübergehende Verdichtung zu einem Dotterkern verfolgt; da- durch konnte er für ähnliche, bei andern Tieren beschriebene Gebilde die chromidiale Natur beweisen. In einer soeben erschienenen Arbeit zweifelt jedoch Ve.idovsky (07) sehr die Angaben Popoffs an; seine Bilder führt er auf eine ungenügende Fixierung zurück. Ve.tdovsky Oogeuetische Studien. I. 463 leimt die Aiisvvauderuug vou Chromidieu aus dem Kerne ab. Die Verhältnisse bei Centropages beweisen aber das Gegenteil; und ich glaube daher, daß das abfällige Urteil Vejdovskys über die Befunde Bopopfs unzutreffend ist. Das Schismastadium und die Bichtungskör])erbildung wurden nicht verfolgt, da mir das nötige Material nicht in genügender Menge vorlag. 3. Centropages typicus Kröyer. In keiner andern von mir untersuchten Art treten in der Ver- mehrungszone des Eierstocks so deutlich eingeschnürte Kerne auf wie bei dieser Art. Die Bilder, die ich hier zu sehen bekam, haben am meisten dazu beigetrageu, eine direkte Teilung bei den marinen Copepoden für wahrscheinlich zu halten. Die Kernstruktur der Oogonienzellen bietet, wie aus Fig. 40 — 42 zu entnehmen ist, nichts Abweichendes dar. An der Spitze des Keim- schlauches sind die Kerne bedeutend größer; hier haben sie eine rundliche Gestalt, oft sind sie länglich bis sanduhrförmig eingeschnürt; in Fig. 40 ist ein in Teilung begriffener Kern gezeichnet. Allerdings ist die Durchschnürung soweit gediehen, daß man auch behaupten könnte, wir hätten es hier mit zwei dicht aneinanderstoßenden Kernen zu tun. Ein unzweideutigeres Bild gibt Fig. 42, in welchem ein Kern gezeichnet ist, welcher durch mehrere tiefe Einschnürungen an vier Partien segmentiert ist. Die Kerne sind ziemlich in der Längsachse des Eierstockes gelegen; die untere, die größte Partie ist dem Blindende des Eierstockes zugenähert, das oberste Stück be- findet sich hingegen ziemlich in der Nähe der Wachstumszone. Der größte Kern(teil) hat eine längliche Gestalt erlangt, er ist auch schwach eingeschnürt, dürfte also unmittelbar vor einer Teilung stehen; denselben Eindruck bekommt mau von dem zweiten Kern. Aus diesem Bilde dürfte man er-seheu, daß die Kernteilung sehr lebhaft vor sich geht. Fig. 41 stellt ebenfalls einen in Teilung be- griffenen Kern dar; der Größe nach dürften die daraus resultierenden Teile als definitive Oocyteukerne angesehen werden müssen, wofür auch ihre Lage spricht; sie befanden sich nämlich unmittelbar vor der Wachstumszone. Die in die Wachstumszone übertretenden Kerne machen dieselben Veränderungen am Chromatin wie in der vorhergehenden Art durch. Auch hier bilden sich allmählich die Achromatiumaschen des Kern- gerüsts in ein chromatisches Gerüst um, welches durch eine immer 464 Dr. Theodor Morofi mehr zuuehmeude Anhäufung von Chromatin eine dichte Konsistenz anniinmt und als Endresultat eiu Stadium hervorruft, das ich nicht ganz korrekt hei der vorhergehenden Art als Synapsis bezeichnete (Fig. 43—45). Auch hier kann man nicht recht von der Ausbildung eines dünnen Fadens (Leptotänstadium) sprechen, wie dies bei den übrigen Tiergrnppen dargestellt wird (Säugetiere Wintwarter [90], ^lolluskeu PoPOFF [07], Trematodeii Goldsciimidt, Mtixine Sciireixkr usw.). Kurz nachdem das Chromatin durch seine beträchtliche Ver- mehrung eine so starke Verdichtung im Kerne erfahren hat, findet eine Auflockerung der Synapsis statt, wobei gleich von Anfang an sich ein scharf umschriebener Faden difterenziert, der sieh in allen Kichtuugeu durcheiuauderwindet (Fig. 46). Die Bilder sind ganz ähnlich wie bei Pamcalamis. Eiu Zerfall des Spirems in Segmente erfolgt erst, nachdem er durch Ausscheidung von feinen Fortsätzen an seiner Oberfläche seine glatte Kontur wieder eingebüßt hat (Fig. 47). Im Gegensatz zu den früheren zwei Arten findet aber hier keine Aus- stoßung von Chromidien in geformtem Zustand statt. Wahrscheinlich verbleibt das ganze Spireni im Kerne und macht dieselben Verände- rungen durch, die wir bereits bei Centropages Kroyeri ausführlich ge- schildert haben. Es entstehen auch hier kürzere und längere Schleifen, welche sich zu einem undeutlichen, den ganzen Kern erfüllenden Bande miteinander vereinigen; dann zieht sich das Chromatin an einzelnen Stellen zusammen, um sich in einem späteren Stadium wieder gleich- mäßiger zu verteilen (Fig. 48, 49). Im Gegensatz zu der vorhergehenden Art findet die Chromidien- auswanderung in Form von ganz kleinen Körnchen statt. Bereits in den Anfangswachstumsstadien begegnet man im Plasma kleinen mikro- somenähnlichen Chromatinkörnehen, welche um den Kern herum in größerer Menge angehäuft siud als gegen die Peripherie der Zelle. Diese Erscheinung sowie der Umstand, daß sehr viele Körnchen in der Kernmembran eingelagert sind, sprechen sehr dafür, daß diese Körnchen aus dem Kerne auswandern. Besonders unzweideutige Bilder geben die späteren Stadien (Fig. 50), wo die auswandernden Chromidien als größere Körnchen und in verstärktem Maße den Kern verlassen. Besonders stark sind sie hier in der Kernmembran ein- gelagert. Es macht sogar den Eindruck, daß die Kerngrenze (Kern- membran) allein durch diese Körnchen hervorgerufen wird. Es ist äußerst merkwürdig, daß bei dieser Art, naehdem die Eier die Hälfte ihres Wachstums durchgemacht haben, eine Anzahl von Oogenetisclie Studien. 1. 465 tiefgreifenden Veränderungen sowohl im Plasma als auch im Kerne selbst stattfindet. Letzterer bekommt eine gleichmäßig feinwabige Struktur, worin ein langer Chromatinfaden eingebettet ist. Der Faden verläuft unter der Obertläche des Kerns, wobei er größere und kleinere Biegungen macht, welche oft weit ins Keruinnere biueinreicben (Fig.51). Möglicherweise ist er identisch mit dem Streifen bei Faroccdamis, von dem die Chromosomen der ersten Eichtungsspindel entstehen; ich halte es jedoch für wahrscheinlicher, daß er trophischer Xatur ist. Der Nucleolus selbst zeigt keine nennenswerten Veränderungen. Durch die außerordentlich große Menge von Vaeuolen, welche im Plasma auftreten, bekommt dasselbe eine weitmaschige Struktur. Die Vaeuolen sind ziemlich gleichmäßig verteilt, wobei sie in der Kegel eine radiäre Anordnung erkennen lassen. Zwischen den Vaeuolen ist das Plasma in Form von schmäleren und breiteren Zügen verteilt; um den Kern herum ist es strahlenförmig geordnet; es ist von einer grobkörnigen Struktur. Eine größere Menge von runden, sich chromatinähulich färbenden Körnern ist im Plasma verteilt. Oft haben sie das Aus- sehen und die Struktur kleiner Nucleolen; offenbar sind sie aus dem Kerne ausgewandert; dafür spricht der Umstand, daß sie um letzteren in größerer Menge zu sehen sind; man findet außerdem Körnchen, welche dicht an der Kernmembran haften, andre, welche zum Teil im Kerne, zum Teil im Plasma liegen, und schließlich auch solche, die ganz im Kerne liegen. Soweit meine Beobachtungen reichen, fängt die für gewöhnlich blasse Chromatinschleife sich an einzelnen Stellen stärker zu färben an; diese Stellen stehen für gewöhnlich mit der Kernoberfläche in Berührung oder liegen dicht unter der- selben; sie lösen sich von dem Verband ab und wandern ins Plasma über, wobei sie gleichzeitig an Färbbarkeit gewinnen (Fig. 51). Auch Ve-idovsky hat bei den Enchythreiden eine Ablösung von nucleolenähnlichen Chromatinkörnchen von den Chromosomen beob- achtet; nach ihm findet aber dieser Prozeß in einem sehr begrenzten Maße statt; dabei sollen diese Nucleolen im Kerne bis zu dessen Auf- lösung verbleiben, um sich nachher um die Kiclitungsspindel herum zu gruppieren. Offenbar haben wir es hier wiederum mit trophischem Chromatin zu tun, welches zur Dotterbildung verwendet wird. In der zweiten Wachstumsperiode findet die Chromatinaus- wanderung nicht allein in Form von größeren Körnchen, sondern auch in gelöstem Zustande und in Form von weit kleineren mikrosomenähnlichen Körnchen statt, wofür die strahlige Anordnung des Plasmas um den Kern herum spricht. Ich konnte mir keine 4(36 Dr. Theodor Morofif Klarheit darüber verschaffeu, woher die große Menge von Vacuolen kommt. Obwohl mir ein reichlicheres Material von dieser Art vorlag, konnte ich keine Eier beobachten, welche bereits die Richtungsspindel gebildet hatten. Zwar begegnete ich Eiern, bei denen die Auflösung des Keimbläschens bereits eingeleitet war, offenbar werden sie in diesem Stadium abgelegt. 4. Euterpe acntifron s (?) Dana. Hier will icb einige Bilder aus dem Eiwachstuin einer Art geben, die leider äußerst selten in meinen Fängen vorkam. Es handelte sich um einen zufälligen Befund. In der großen Menge von Prä- paraten habe ich ein einziges Tier mit einer gut entwickelten Ge- l'extfig. B — E. B CD E Unltrjii (icuti/ioiis. .Junge Oocyten. Verschiedene Stadien der Bildung des Dotterkernes, -.i*" i. schlechtsdrüse gefunden, wahrscheinlich handelt es sich hier um Euterpe acutifrons. Die Kerne in der Vermehrungszone des Ovariums zeigen keine abweichenden Bilder von denjenigen, die wir von den übrigen Arten gegeben haben. Eine Verdichtung des Chromatins zu einer Synapsis findet nicht statt. Das Chromatin ordnet sich zu einem Spirem au, welches zuerst unregelmäßig verläuft. Es findet eine stärkere Ver- dichtung der Schlingen an zwei Stellen statt, welche gewöhnlich auf zwei entgegengesetzten Seiten des Kerns sich befinden. Der eine Haufen, der meist etwas kleiner als der andre ist, tritt in das Plasma über (Fig. B, C, D), das ist der Dotterkern; für gewöhn- lich bleiben Dotterkern und übriges Chromatin durch eineu ein- fachen oder doppelten Strang miteinander in Verbindung (Fig. C, D). Manchmal bleibt die Zusammenziehuug des Chromatins (des Spirems) nur au zwei Stellen aus. Es ist daun gleichmäßiger im Kerninuereu verteilt. lu einem solchen Falle tritt an zwei oder mehreren Stellen Oogenetische Studien. I. 467 Chromatiu aus dem Kerne heraus, welches zum Dotterkern wird (Fig. E). Das im Kerne übrigbleibende Cbroniatin zerfällt in ein- zelne Körnchen, welche feine, schwach färbbare Fortsätze von ihrer Oberfläche aussenden. Gleichzeitig tritt auch der Nucleolus auf. Während der ersten Periode des Eiwachstums verändern diese Kör- per unbedeutend ihre Form; sie können eine längliche Form an- ’l’extfig. F — I. G II I I Euterpe acuti/roiis. Junge Oocyten. *^“1. I nehmen oder in Tetraden zerfallen (Fig. F, G, H). Der Nucleolus ti scheint sich ebenfalls wenig zu betätigen. Weitgehende Umwandlungen erfährt der Dotterkern. Bald nach- I' dem er gebildet ist, zieht er sich zu einem festeren Körper zu- \ sammen oder zerfällt in mehrere kleinere Stücke, welche sich an I' die Kernoberfläche verteilen. Manchmal begegnet man Bildern, die I' lebhaft an Paracalanus erinnern (Fig. G, H). Manche von diesen I Körnchen ordnen sich sogar zu den sogenannten Vierergruppeii Archiv f. Zellforschung. II. 31 468 Dr. Theodor Moroff (Fig. H). Während des nächstfolgenden Eiwachstums nimmt der Kern recht wenig an Größe zu, was man aus einem Vergleich von Fig. G und H ohne weiteres ersehen kann. Das zur Dotterbildung nötige Material wird von dem Dotterkern geliefert; man sieht, wie die einzelnen Stücke desselben kleinere und größere Körnchen von sich abstoßen, welche sich in dem übrigen Plasma verteilen und einer weiteren Umwandlung anheimfallen (Fig. J). Leider waren in dem Ovarium nicht alle Wachs- tumsstadien der Eier vorhan- den. Offenbar erfolgt die Eiablage bei dieser Art schub- weise. Die nächstfolgenden Eier hatten bedeutend an Größe zugenommen ; auffal- lend war die üppige Entfaltung des Dotterkerns. Überall ist das Plasma von Chromatin- strängen durchsetzt, welche eine schleifenförmige Gestalt aufweisen oder durch die vielen Verästelungen eine knorrige oder zwergförmige Gestalt anuehmen; an vielen Stellen sind auch kleinere Chromatinstücke zu sehen, die meisten von ihnen stellen aber Querschnitte von Schleifen vor, welche senkrecht zur Schnitt- fläche gehen (Fig. J). Wie stark die vegetative Tätigkeit ist, kann man aus der großen Menge von Chromatinstücken ersehen, welche sich von den Schleifen ablösen. Von der ganzen Oberfläche der letzteren wandern kleine rundliche oder stäbchenförmige Chromatinpartikeln aus; letztere ver- leihen den Dotterkerneleinenten einen gezackten Rand. Kicht selten dürften sich auch ganze Stücke ablösen, welche sich rasch auflösen, indem sie simultan in Körnchen zerfallen. In diesem Stadium weist der Kern eine gleichmäßige, feinwabige Struktur auf. In verschiedenen Richtungen verlaufen feinere und dickere Chromatinzüge, welche durch ihr intensives Färbungsver- mögen aus ihrer Umgebung schärfer hervortreten. Dieselben befinden Oogenetische Studien. 1. 469 sich offenbar in einer intensiven Tätigkeit, was man aus den vielen sich von ihnen ablösenden Chromatinkörnchen ersehen kann. Ob- wohl ich die Entstehung dieser Chromatinstränge nicht verfolgen konnte, halte ich es für sehr wahrscheinlich, daB sie ihre Entstehung dem nach der Abschnürung des Dotterkerns übrigbleibenden Teile des Spirems zu verdanken haben; daher würde die Annahme kaum zutreffen, daß mit der Abschnürung des Dotterkerns hei diesem Tiere auch eine Sonderung des Idiochromatins vom Trophochromatin statt- findet und alles im Kerne verbleibende Chromatin bestimmt wäre, die Chromosomen der ersten Richtungsspindel zu liefern. Bei der Auf- lösung des Kerns geht, soweit ich verfolgen konnte, der größte Teil des Chromatins ins Plasma über, wo es weiteren Umwandlungen anheimfällt. Im Anfang färbt sich der Xucleolus gleichmäßig und blaß, bald darauf treten in ihm immer mehr Vacuolen auf, welche sich in ihm gleichmäßig verteilen; die größeren von ihnen behalten mehr die Mitte; dadurch tritt eine Diffe- renzierung in zwei Zonen ein; die innere färbt sich durch Chro- matinfarbstoffe bedeutend stärker als die äußere (Fig. K, L) ; in einem späteren Stadium findet wieder eine Ausgleichung statt, indem sich jetzt der ganze Xucleolus überall gleich intensiv färbt; nachdem die größeren Vacuolen ebenfalls ver- schwunden sind, bekommt der Xucleolus eine feinwabige Struktur. In den mehr erwachsenen Stadien ist der Xucleolus von einem hellen Hofe umgrenzt, welcher eine weitwabige Struktur aufweist. Er deutet auf einen lebhaften Stoffaustausch zwischen Xucleolus und seiner Umgebung hin. Doch kann er auch durch eine ungenügende Fixie- rung hervorgerufen sein, was mir allerdings unwahrscheinlich zu sein scheint. Am Ende des Eiwachstums erfolgt zuerst die Auflösung des Dotterkerns; er zerfällt in kleinere Stücke, welche sieh ihrerseits rasch in Körnchen auflösen und überall im Plasma verteilen; bald darauf fängt auch der Kern selbst an, sich aufzulösen, wobei wir Bilder bekommen, die denjenigen von Paracalamis äußerst ähnlich sehen. Die Eiablage erfolgt, wie es scheint, vor der vollkommenen Auflösung des Kerns, da mir keine Eier begegnet sind, in denen die Richtungsspindel gebildet war. 31* 'l'extfig. K — L. K L Eutcipt aoäifrons. Nucleolen. 2230.',. 1 470 Dr. Theodor Moroff IV. Allgemeiner Teil. In meiner A(jgregatn-XxhQ\i habe ich die Auffassung entwickelt, daß iin Leben einer Zelle sich eine Reihe von forinativen Leistungen abspielt, welche uns 1. in Form von Verdauungssäften bei den Drüsenzelleu, 2. in Form von histologischen Differenzierungen bei Muskeln, Nervenzellen, Bindesubstanzen, Knorpelsubstanz, Cysten- hüllen, harten Skeletten usw., ferner 3. in Form von Reservestoffen — Dotter bei Metazoeneiern, Amylon, Paramylon usw. bei Protozoen — entgegeutreten. Alle diese Differenzierungen der Zelle sind Um- wandluugsprodukte des Chromatins, dessen Bildungsstätte im Kerne zu suchen ist. Ich brachte ferner die Struktur und die Größe des Kerns in Zusammenhang mit der Secretion der Zelle. Je stärker die secernierende Tätigkeit der Zelle ist, desto größer ist der Stoff- wechselumsatz, d. h. desto größer ist die Chromatinmenge, die ver- braucht wird; da alles Chromatin im Kerne gebildet wird, ist zur Beschaffung einer größeren Menge desselben auch ein größerer Kern nötig. Die Kernstruktur brachte ich ebenfalls in Zusammenhang mit dem lebhaften Stoffumsatz. Speziell in den Eiern kommt es in einer verhältnismäßig kurzen Zeit zur Bildung einer großen Menge von Reservenahrung, vornehmlich in Form von Dotter. Die Verände- rungen, die sich am Kerne während des Eiwachstums abspieleu, stehen in direktem Zusammenhänge mit dieser Reservestoffproduktion. Wir haben nun zu prüfen, inwieweit die in dem speziellen Teil dieser Abhandlung beschriebenen Beobachtungen diese Auffassung zu stützen geeignet sind. Ferner haben wir zu prüfen, inwieweit sie sich mit manchen andern Anschauungen über die physiologischen Prozesse der Zelle in Einklang bringen lassen und dadurch zu deren Unterstützung oder Widerlegung beitragen. 1. Chromidien und Dotterbildung. Was die erste Hälfte meiner Auffassung anbelaugt, so glaube ich, daß die Verhältnisse bei Centropages Krögeri am geeignetsten sind, ihr eine solide Stütze zu geben; daher will ich sie bei meinen Erörterungen als Ausgangspunkt benutzen. Durch die Größe der aus dem Kerne auswandernden Chromidien haben wir bei Centrop. Kr. unzweideutig feststellen können, daß die Auswanderung derselben gleich von Anfang an während des ganzen Wachstums des Eies ununterbrochen stattfindet, daß das Ei- wachstum also einzig und allein eine Folge dieser Chromidienaus- Oogenetische Studien. I. 471 Wanderung ist. Das erwachsene Ei niülite also nur mehr aus Chro- midien bestehen; das ist aber durchaus nicht der Fall, wir sehen vielmehr, daß ein großer Teil der Chromidien eine weitgehende Um- änderung erfahren hat; wir haben ferner konstatiert, daß alle diese Materialien samt den übrigen Chromidien sich am Ende des Eiwachs- tums in einer kurzen Zeit, ja man möchte sogar sagen, auf einmal, in Dotterkörner und Fetttropfen umformen; hier sind wir also ge- zwungen anzunehmen, daß die Substanz dieser Gebilde sieh in den Keservestoff umwandelt. Nun wollen wir prüfen, wie die Verhältnisse bei den übrigen Tieren stehen. Von allen neueren Forschern wurde konstatiert, daß in dem Maße, wie die Dotterbildung vor sich geht, auch die Chromidien verschwinden. Daraus schloß man, daß letztere bei diesem wich- tigen vegetativen Prozeß irgend eine Polle zu spielen berufen sind. Man konnte sich jedoch keine Klarheit darüber verschaffen, in welcher Weise sie in die Dotterbildung eingreifen. Schütz , Van Bambecke und Van der Stricht haben behauptet, daß die Sub- stanz der Chromidien direkt zur Bildung des Dotters verwendet wird; diese Ansicht wurde allerdings von den übrigen Forschern nicht geteilt. Es wurde andrerseits angenommen, daß die Chromidien ein Degenerationsprodukt wären, welches aus der Zelle ausgestoßen wird. Eine solche Annahme ist mit Entschiedenheit zurückzuweisen, da keine Beobachtungen zu ihrem Gunsten angeführt werden können. Nach allen früheren Beobachtungen sowie nach meinen eigenen bei Copepoden müssen wir annehmen, daß diese Gebilde im Plasma verbleiben und bestimmte Umwandlungen eingehen. Es bleibt also nichts andres übrig, als die für die Chromidien von Centropages Kröyeri gemachte Schlußfolgerung auch auf die Chromidien dev übrigen Tiere auszudehuen und mit Van Bambecke und Van der Stricht anzunehmen, daß die Chromidien in den Eiern der Metazoen zur Dotterbildung verwendet werden. Nach dieser Auffassung stellen also die Chromidien in dem wachsenden Ei ein Zwischenstadium in der Umw’andlung des Chro- matins zum Dotter dar. Bei einzelnen Chromidien ist diese Um- wandlung mehr, bei andern weniger vorgeschritten; dementsprechend weisen sie auch ein verschiedenes Färbungsvermögen auf. Wir kennen sicher Fälle [Äggregata], wo die Chromatinumwandlung so weit ge- diehen ist, daß die Chromidien den Kern als Körper verlassen, die 472 Dr. l'heodor Moroft’ sich uicht mehr färbeu. Solche nicht mehr färbbare Chromidien haben offenbar eine weite Verbreitung- in secernierenden Zellen, ins- besondere aber in wachsenden Eiern, und liefern die nötigen Mate- rialien in ausreichender Menge. Es sind nicht viele Fälle aus dem Tierreiche bekannt, wo die Chromatinauswanderung während des ganzen Eiwachstums in Form von größeren morphologisch bestimmten Gebilden vor sich geht; daher wurde sie übersehen. Bei vielen Tieren, dank dem Umstand, daß das Chromatin nur in manchen Stadien der Secretion eine be- stimmte Form annimmt, wurde hingegen eine solche Auswanderung in gewissen Wachstumsstadien konstatiert; sie hat jedoch Anlaß zu unzutreffenden Deutungen gegeben. Auf diese kommen wir aber erst in einem späteren Kapitel zu sprechen. In vielen Fällen ist eine Auswanderung des Chromatins in Form von Chromidien über- haupt uicht zu konstatieren. Hier müßten wir also annehmen, daß die zur Dotterbildung nötigen Materialien überhaupt uicht vom Kerne, sondern von sonst wo anders bezogen werden. Eine solche Gesetz- losigkeit in der Physiologie der Zelle dürfte aber in Wirklichkeit kaum Vorkommen. Vielmehr wird sie durch unsre unzureichenden Mittel, die auswauderuden Stoffe festzustellen, vorgetäuscht. Bei unseru Untersuchungen sind wir auf eine Anzahl Färbungs- mittel angewiesen, die aber unzureichend sind, um den sich in der Zelle während der Secretion abspielendeu Metabolismus in seiner ganzen Mannigfaltigkeit aufzudeckeu. Wir schreiben eine Bedeutung nur denjenigen Zellbestaudteilen zu, welche durch die verschiedenen Farbstoffe unsrer Beobachtung zugänglich gemacht werden; sowie sie aber durch die Farbstoffe nicht tingiert werden können und noch dazu keine bestimmte Form aufweiseu, existieren sie nicht für uns, oder wenn sie einmal wahrgenommeu werden, schreibt man ihnen eine untergeordnete Bedeutung zu und schenkt ihnen infolgedessen eine äußerst geringe Aufmerksamkeit. Ich erinnere nur au die so- genannten Vacuoleu, die man immer mit der Bemerkung abfertigt, daß sie von einer Flüssigkeit erfüllt sind, welche als Stoff’wechsel- produkt aufzufassen ist, dem keine Bedeutung in dem Leben der Zelle mehr zukommt. Bei Aggregata gelang es mir aber festzustellen, daß diese aus dem Kern ihre Entstehung nehmenden Vacuolen sich später in den Sporocysteu zu Körpern umwandelu, welche sich mit E. H. weit stärker als der Kern selbst färbeu und ihrem Verhalten nach sicherlich als Reservestoffe anzuseheu sind. Diese Vacuolen haben in dem Tierreiche eine weite Verbreitung — sowohl bei Proto- Oogenetische Studien. I. 473 zoen als auch bei Eizellen — manchmal nehmen sie weit den größten Teil der Zelle ein. Ich erwähne die Radiolarien, manche Aggregata, die Eier von Mgxostoma, Phgsa, Thgsatwxoon, Pholeus usw. Bei dem letzterwähnten Tiere nehmen die Vacuolen mindestens 2^3 des Eiraumes ein; Stoffwechselprodukte ohne jede Bedeutung können sie also nicht sein! Sicherlich hat ihr Inhalt eine reservestoffähnliche Funktion zu erfüllen. Es ist also das Nächstliegende, daß das Chromatin sich bei der Auswanderung aus dem Kerne in Stoffe umwandelt, welche sich durch die gebräuchlichen Färbstoffe nicht tingieren und erst beim Übertritt ins Plasma, nachdem sie weitere Umänderungen in ihrer Konstitution erfahren haben, sich von neuem zu färben anfangen. Für diese Auffassung sprechen besonders die Beobachtungen, die man an Nucleolen so oft gemacht hat. Von einer großen An- zahl Forscher wurde in den verschiedensten Zellen des tierischen Körpers eine Auswanderung von Vacuolen aus dem Xucleolus be- schrieben, bei denen alle wünschenswerten Abstufungen — von solchen, die sich gegen Farbstoffe vollkommen indifferent verhalten, zu solchen, die sich genau so wie Nucleolen färben - — festgestellt werden konnten. Ich erwähne hier die von Vigier bei den Hautdrüsen von Triton be- schriebene Auswanderung von Vacuolen aus den Nncleolen ; dabei verwandeln sie sich beim Verlassen des Nucleolus in Secretgrauula; bei den Eiern von Plathemis sind die auswandernden Vacuolen (Mc-Gill 07) ein wenig färbbarer und haben, nachdem sie in den Kern übergetreteu sind, das Aussehen von Nucleolen. Bei Aggregata habe ich festgestellt, daß bei der sogenannten Knospung des Karyo- soms sich der Inhalt der Knospe zuerst äußerst schwach färbt; erst im Laufe ihres Wachstums fängt dieselbe an, sich immer stärker zu tingieren, bis sie schließlich beinahe dasselbe Färbungsvermögen er- laugt wie das Mutterkaryosom. Ich habe damals auf die Ähnlichkeit aufmerksam gemacht, w'elche zwischen der Bildung dieser Vacuolen und der Knospung des Karyosoms bei den meisten Aggregata- kxttn besteht. Es handelt sich offenbar in allen Fällen um die Auswan- derung der durch die Umwandlung des Chromatins entstandenen Stoffe aus dem Karyosom bzw. Nucleolus, welche infolge der mehr oder minder weitgehenden Umwandlungen weitgehende Differenzen in dem Färbungsvermögen zutage treten lassen. In bezug auf ihre Größe weisen die aus den Xucleolen auswandernden Vacuolen alle möglichen Abstufungen auf. Daß aber nur in den Fällen, wo ihre Größe ansehnlich ist, ihre Auswanderung von den Forschern kou- 474 Dr. 'J’heodor Moroff statiert worden ist, ist leicht begreiflich. Ein Inhaltsaustritt aus den Nucleoleu findet ganz sicher auch in solchen Fällen, wo keine Va- cuolen beobachtet werden konnten, statt; hier erfolgt die Auswan- derung offenbar in Form von vielen ganz kleinen Bläschen, deren Feststellung infolge ihrer Farblosigkeit noch mehr erschw’ert wird. Kurz, wir sind der Ansicht, daß es auch farblose Chromidien gibt. 2. Kerustruktur und Zellfunktion. Durch die vorhergehenden Ausführungen haben wir festgestellt, daß der Kern mit der Bildung der zur Dotterproduktion nötigen jMaterialien betraut ist. Unsre zw^eite These lautete, daß die Kern- struktur und Größe in Zusammenhang mit dieser Tätigkeit zu brin- gen ist. Bereits von seinen ersten Entdeckern wurde der Dotterkern in Zusammenhang mit der Dotterbildung gebracht; es wurde sogar be- hauptet, daß seine Substanz sich direkt iu Dotter umwandele (Schütz, Y.\n Bambbcke, Vax der Spricht usw.). Aus meinen Ausführungen in dem speziellen Teil dieser Studie geht ohne jeden Zweifel hervor, daß die zur Dotterbildung nötige Substanz vom Dotterkern geliefert wird. Letzterer beherrscht also den allergrößten Teil der secernieren- den Tätigkeit der Eizelle. Wenn meine vorhin entwickelte Auffassung von dem Zusammenhang, welcher zwischen Funktion und Struktur des Zellkerns existiert, richtig sein soll, so müßte sich im Kerne von Paracalanus^ nachdem die das Spezifische der Eizelle ausmaehende secretorische Tätigkeit nicht von dem Kern, sondern von einem an- deren Gebilde verrichtet wird, eine sehr weitgehende Abweichung in bezug auf seine Struktur zeigen. Diese Voraussetzung trifft in der Tat vollkommen zu. Während des ganzen Eiwachstums weist der Kern eine äußerst einfache Struktur auf; außerdem bleibt er im Verhältnis zu dem Plasma weit an Größe zurück. In vollem Gegensatz dazu steht die Struktur des Eikerns von (■entropages Krüyeri und typicus. Hier wird kein Dotterkern gebildet; die ganze secernierende Tätigkeit der Zelle wird daher allein vom Kerne selbst beherrscht. In der Tat ist auch seine Struktur äußerst mannigfaltig; dieser Reichtum an Kernfiguren ist während des ganzen Wachstums zu konstatieren. Bei diesen Tieren haben wir festgestellt, daß das Spirem in einzelne Stücke zerfällt, welche mit der Kernver- größerung Schritt haltend immer mehr an Größe zunehmen, wobei sie ständig in kleinere Stücke zerfallen. Wir bekommen schließlich auf diese Weise Stadien, in denen das im Kerne vorhandene Chro- Oogeuetische Studien. I. 475 luatin — abgesehen von demjenigen, welches in Form von Chromiden answanderte — auf das Tausendfache das Ursprüngliche d. h. den Spiremfaden übertrifft. Genau dieselben Verhältnisse sind uns auch bei Paracalanus ge- geben; mit dem Unterschiede nur, daß hier der mit der Ausarbeitung des Trophochromatins (Chromidien) betraute Kernteil nicht mehr iin Kerne selbst verbleibt, sondern aus ihm aus wandert und im Plasma als Dotterkern seine Entfaltung erlangt. Stellen wir uns vor, daß der Dotterkern nicht auswandert; wenn nun dieses boaförmige Gebilde sich im Kerne selbst in verschiedene Kichtungen schlängelt, so würden wir ganz dieselbe Kernstruktur bekommen wie bei Centropages\ ich brauche kaum noch einmal hervorznheben, daß auch der Dotterkern aus dem Spirem seine Entstehung nimmt. Aus dieser Gegenüberstellung kommen wir also zum Schluß, daß die während des Eiwachstums auftretende verschiedene Kernstruktur im Zusammenhang mit der Produktion der zur Bildung des Dotters nötigen Substanz (Chromatiu) steht. In meiner Aggregata-X\\iQ\i nahm ich au, daß die Elaboration des Trophochromatins zum allergrößten Teil in den Xucleolen bzw. in dem Karyosom erfolgt. Nach den soeben bei den Copepoden gemachten Beobachtungen muß ich gestehen, daß sich der Nucleolus bei diesen Tieren äußerst schwach an der vegetativen Tätigkeit der Zelle be- teiligt. Wie es scheint, fällt die Bildung des auswandernden Chro- matins fast ausschließlich dem im Kerne selbst zerstreuten Chromatin zu. Im Gegensatz zu den Protozoen beteiligt sich also bei den meisten Metazoen während des Eiwachstums das im Kerne zerstreute Chro- matin sehr stark an der Produktion der Chromidien, wodurch auch die komplizierten Kernstrukturen zu erklären sind, welche bei den verschiedenen Tiergruppeu beschrieben wurden. Ich erinnere an die Untersuchungen von Carnoy et Lebrux über Amphibien, von Süxnex- BROT (08) über das Eiwachstum des Huhnes; doch dürfte sich in vielen Fällen auch der Nucleolus an diesem Prozesse beteiligen; be- sonders in solchen Fällen, wo er eine bedeutende Größe erreicht und eine komplizierte Struktur annimmt, so z. B. bei Plathemis anax. nach Mc.-Gill (07) bei Cydops strennus nach Lerat (05); auch bei Am- phibien, ferner bei Cucumaria (nach unveröffentlichten Untersuchun- gen) usw. Es wäre nun die F rage aufzuwerfen, gibt es denn einen prinzipiel- len Unterschied zwischen Dotterkern und Chromidien d. h. um vorder- hand bei konkreten Fällen zu bleiben, zwischen dem Dotterkern von 476 l)r. Theodor Moroff Paracalaiius und den Chromidien von Centropayes Kröyeri? In diesem speziellen Falle glaube icli, einen Unterschied darin erblicken zu müssen, daß der Dotterkern wächst und Chromatin produziert, welches sich als kleine Körnchen während des Eiwachstums von ihm ablöst; die Chromidien seihst produzieren, wie es scheint, kein Chromatiu. Sobald sie ins Plasma gelangen, fallen sie der Auflösung anheim; sie entsprechen also den Chromatinkörnchen, welche sich vom Dotter- kern ahlösen. Streng prinzipiell ist eigentlich kein Unterschied vor- handen, da sich der Dotterkern am Ende der vegetativen Tätigkeit selbst als Chromidium verhält und in kleine Körnchen zerfällt. Sicherlich dürften auch Fälle verkommen, wo die Chromidien, nachdem sie aus dem Kern ausgewandert sind, an Größe zunehmeu, indem sie, obwohl in begrenztem Maße, selbst Chromatin produzieren. Diese Eigenschaft besitzen vielleicht die Pseudochromosomen in den Eiern der Säugetiere (Van der Stricht) und von Paludma (Popofe;, welche, nachdem sie ins Plasma übergetreten sind, längere Zeit er- halten bleiben; sie können verschiedene Gestalt annehmen und sich zu einem sogenannten Nebenkerne vereinigen. Nach diesen Befunden, glaube ich, sind wir zu der Schlußfolgerung berechtigt, daß kein prinzipieller Unterschied darin zu suchen ist, ob die Chromatinbildung im Kerne selbst oder außerhalb desselben — im Protoplasma — sich vollzieht; in den beiden Fällen wird derselbe Etfekt erzielt — die Produktion der zur Bildung der verschiedenen Zellbestandteile nötigen Substanz. Die außerhalb des Kerns erfolgende Chromatinproduktion dürfte eine weitere Verbreitung haben. Einen solchen Fall stellen, wie es scheint, die Mitochondrien während der Spermatogenese verschiedener Tiere dar. Dieselben sollen bereits in den ganz jungen Spermatocyten als kleine Körnchen vorhanden sein; später nehmen sie bedeutend an Menge zu, ohne daß man dabei eine Auswanderung aus dem Kerne konstatieren könnte. Offenbar fällt ihnen die Rolle zu, einen Teil der von außen aufgeuommenen Nahrung in Chromidien umzuarbeiten. Ich erwähne schließlich noch das Ceutriol. Nach diesem Sachverhalt scheint die von verschiedenen Seiten gemachte Annahme, daß der Kern bei manchen einzelligen Tieren vorübergehend oder dauernd von Chromidien vertreten werden kann, sehr an Boden zu gewinnen. In dem speziellen Teil haben wir gesehen, daß bei Paracalanits wenigstens der größte Teil des Spirems aus dem Kern auswandert und zu Dotterkern wird; bei Centropayes bleibt es zwar im Kerne, nach allen Umwandlungen, die seine Bestandteile während des Eiwachstums bis Oogenetische Studien. I. 477 zur Richtuugskörperbilduiig- erfahren, müssen wir aber aunebmen, daß es nicht das Spirem ist — wenigstens in seiner Gesamtheit nicht — , welches die Chromosomen der ersten Richtuugsspindel liefert. Wir haben ferner gesehen, daß bei Paracalanus und streng genommen auch bei Centropages die Synapsis ausfällt. Bei der Erörterung der mit der Vererbung, Chromosomenkonjugation und Chromosomenin- dividualität verbundenen Fragen hat man aber gerade diesen Stadien und Gebilden einen äußerst großen Wert beigelegt. Wie bekannt, treten fast überall bei der Richtungsspindelbildung die Chromosomen in den meisten Fällen in Form von Tetraden auf, dabei halb so viel an Zahl, als die Chromosomen für gewöhnlich im Körper sind. Man gibt jeder Tetrade den Wert eines doppelten Chromosoms, welches durch Kopulation von zweien entstanden ist. Diese Konjugation der Chromosomen wird in die Synai)sis verlegt. Die Anhänger der parallelen Konjugation nehmen an, daß sich je zwei homologe Chromosomen in diesem Stadium aufsuchen, sich parallel aneinanderlegeu und vorübergehend oder dauernd vollkommen mit- einander verschmelzen, so daß bei der Ausstoßung des ersten bzw. des zweiten Richtungskörperchens ganze Chromosomen auseinander- weicben. Diese Art von Konjugation wurde zuerst von Wixi Wärter beschrieben und von einer ganzen Anzahl Forscher zu beweisen gesucht, (Jansen ^05], Schreiner [06, 07|, Lkrat [05] usw.). In neu- ster Zeit wird diese Art von Chromosomenkonjugation von manchen Autoren vollkommen verworfen (Meves, Fick 07, 08], von andern zum mindesten als nicht bewiesen betrachtet iGolüsch.midt 08). In der letzten Zeit mehren sich hingegen immer mehr die Angaben, denen zufolge das Spirem sich nur in die halbe Zahl der Segmente zer- legt; letztere bestehen aus je zwei Chromosomen, welche an ihren Enden durch eine achromatische Brücke miteinander verbunden sind, so daß bei der ersten Richtungsspindel sich die Chromosomen parallel der Spindelachse stellen und eine Teilung nach dem Querspalt erfolgt (Montgomery, Blackmann, Zweiger, Wassileff, Porüff; Gold- schmidt usw). Diese Art von Tetradenbildung wurde zuerst bei Ophryotrocha (Korschelt) und Copepoden (von Rath, Rückert, H.\cker) festgestellt, von Lbrat (05), Deton (06) und A. und K. Schrei- ner (06) in neuster Zeit angezweifelt. Betrachten wir nun die von mir dargestellten Verhältnisse näher. Das von mir als Synapsis bezeichnete Stadium bei Centropages kam in der Weise zustande, daß durch eine Chromatinanreicherung ein Chromatingerüst hervorgerufen wurde, dessen Balken miteinander 478 Dr. Theodor Moroft' verbunden sind. Von dem Auftreten eines diinnen Fadens ist also keine Spur zu konstatieren, folglich kommt es auch zu keiner Ditfe- renzierung von Chromosomen; die einzelnen Balken können nicht den Wert von solchen haben. Ja, wenn wir sogar zulassen würden, daß sie in Wirklichkeit den Wert von Chromosomen hätten, so stimme ich Meves (08 vollkommen bei, daß es unmöglich ist, uns vorzu- stellen, wie denn bei diesen Verhältnissen die Wanderung der homo- logen Chromosomen erfolgen kann, um miteinander zu konjugieren; mechanisch ist dies eine Unmöglichkeit. Das Wahrscheinlichste ist, daß der dicke Faden (Spirem), den wir unmittelbar nach der Synapsis zu sehen bekommen, dadurch zustande kommt, daß die die stärkeren Balken miteinander ver- bindenden Anastomosomen verschwinden, indem sie von den Balken einbezogen werden. Nach der andern Meinung braucht der Faden in die halbe Zahl von Segmenten zu zerfallen, um die doppelwertigeu Chromosomen zustande zu bringen. Die Beobachtung gibt uns aber auch für diese Annahme keine Anhaltspunkte; sie spricht sogar da- gegen. Wir haben gesehen, daß das Spirem bei Paracnlanus in eine größere Anzahl von Stücken zerfällt, von welchen, wenn nicht alle, doch wenigstens eine größere Zahl in das Plasma Übertritt. Das Spirem in seiner Gesamtheit kann sich also überhaupt nicht an der Bildung der Richtungsspindelchromosomen beteiligen. Bei Centropages verbleibt zwar das Spirem, nachdem es in Stücke zerfällt, auch weiter im Kerne; im Laufe des Ei Wachstums erfährt das aus ihm entstandene Chromatin eine Reihe von Umänderungen, wächst ins Tausendfache heran und einzelne Teile schnüren sich von ihm ab, um ins Plasma überzutreteu , bis schließlich bei der Bildung der ersten Richtnngs- spindel der ganze Kern einer Auflösung anheimfällt. Es wäre zu gewagt anzunehmen, daß nach so vielen Veränderungen und nach der Ausstoßung von so vielem Chromatiu sieh das Spirem oder die durch seinen Zerfall entstandenen Segmente ganz genau in derselben Form und Konstitution heransschäleii, um die Chromosomen der ersten Spindel zu liefern. Ein Vergleich zwischen den Chromosomen der ersten Richtungs- spindel und dem Spirem läßt außerdem ohne jeden Zweifel erkennen, daß die ersteren au Masse nur einen Bruchteil vom Spirem ausmachen. Wir müßten also, falls wir die Chromosomen direkt vom Spirem ab- leiteu wollen, einen großen Verlust an Chromatiu annehmen. Wie sich aber diese Chromatinabstoßung vollzieht, ohne daß die Kom])0- uenten der doppelwertigen Chromosomen in ihrem physiologischen Oogenetische Studien. I. 479 und morphologischen Werte nicht darunter leiden würden, entzieht sich gänzlich unsrer Vorstellung. Es ist auffallend, daß man dieser Erscheinung bis jetzt keine Aufmerksamkeit geschenkt hat. Aus einem Vergleich der Abbildungen der verschiedenen sich mit diesem Gegenstände befassenden Arbeiten geht fast überall deutlich hervor, daß die ('hromosomen der ersten Richtuugsspindel weit geringer an Masse sind als das Spirem selbst; es muß also überall ein großer Verlust an Chromatin statttinden. Vejdovsky hat in seiner letzten Arbeit das Anwachsen und die »Diminution« der Chromosomen verfolgt. Bei Fridericia nehmen die Chromosomen während des Eiwachstums einen bedeutenden Umfang an, um nachher durch Bildung einer größeren Anzahl von »sekundären Nucleolen« auf ihre ursprüngliche Größe zurückgeführt zu werden; während des ganzen Eiwachstums verlieren jedoch die einmal aus dem Spirem entstandenen Chromosomen nirgends ihre Individualität. Auch die übrigen Forscher leiten die Richtungsspindel der Chromosomen vom Spiremfaden ab. Meine Befunde können diese Beobachtungen nicht bestätigen. Ob es sich aber hier um eine Ausnahme handelt, oder ob wir dieser Erscheinung eine allgemeinere Bedeutung zuschreiben dürfen, wage ich nicht zu entscheiden. Immerhin ist es sehr wahrscheinlich, daß nicht allein bei meinen Objekten, sondern vielleicht in allen andern Fällen ein Teil des Spirems zu trophischen Zwecken verwendet wird. Diesem Teil hat man zu verdanken, daß der Kern während des Eiwachstums so stark au Größe wachsen und verschiedene Strukturumänderungen erfahren kann. Es findet, wie es scheint, hier die Bildung des trophischen Kernes statt, wofür ein großer Teil des Spirems verwendet wird; der übrige Teil dürfte sich während des ganzen Eiwachstums passiv verhalten, um erst am Ende der secretorischen Tätigkeit der Zelle wieder in Tätigkeit zu treten. Daher halte ich die Annahme Goldsch.miots f04, U8) für die wahrscheinlichste, daß die Synapsis im Zusammenhang mit der Her- ausarbeitung der Vererbungssubstanz durch Trennung des Idio- chromatins vom Trophochromatin steht. Viel lieber möchte ich aber sagen, daß in diesem Stadium die Prozesse sich abspieleu, welche die Schaffung des trophischen Kernes durch das Idiochromatin herbei- führen. In der Tat haben wir auch bereits Beobachtungen gewonnen, welche zugunsten dieser Annahme sprechen. Bünnevie (06) hat bei Enteroxeno!^ beobachtet, daß die durch den Zerfall des Spirems ent- 480 Dr. Theodor Moroff staudenen Schleifen sich mit ihren Enden zur Bildung des Nueleolus vereinigen. Die freien Enden der Schleifen -lösen sich dann vom Nuele- olus ab. Diese Beobachtung hat Ve.jdovsky bei den Enchythreiden bestätigt. Zu derselben Schlußfolgerung kam ich bei meinen Be- obachtungen an Holothuria fubtdosa, bevor ich noch von den Angaben Bonxevies und Ye-idovskys Kenntnis genommen hatte. Ganz das- selbe Prinzip haben wir auch bei Centropages und Paracalanus ob- waltend, nur in einer etwas andern Form ausgedrückt. Offenbar wird der Nueleolus des Oo- und Spermatocytenkernes überall neu geschaffen, der Nueleolus des Spermatogonien- und Oogonienkernes dürfte hingegen verschwinden. — Allerdings muß ich hervorheben, daß eine Nucleolenbildung bei vielen Formen während des Eiwachstums mehrfach vor sich gehen kann, und zwar wiederum aus den idiochromatischen Chromosomen, Enchythreiden (Vejdovsky (07); ferner Amphibien; Cummaria nach eigenen Untersuchungen) usw. Dies spricht aber nicht gegen die erste Annahme. 3. Geschlechtszellen und Depressionszustände in den Zellen. Da von mehreren Forschern die Kern Struktur des wachsenden Kies in Zusammenhang mit den Depressionszuständen, welche von Zeit zu Zeit in der Zelle wiederkehren sollen, gebracht wird, so mag diese Hypothese auf Grund der bei Copepoden gemachten Be- obachtungen hier ihre Besprechung finden. In kurzen Worten soll ihr die Lehre von der Kernplasmarelation vorausgeschickt werden. R. Hertwig nimmt an, daß für die normale Funktion einer Zelle ein bestimmtes Größenverhältnis zwischen Kernmasse und Plasmamasse existieren mnß, das er als Kernplasmarelation be- zeichnet. Sowie sich dieses Verhältnis zugunsten des einen oder des andern verschoben hat, gerät die Zelle in einen Depressions- zustand, in welchem die Lebensprozesse sich nicht mehr normal ab- spielen können. Um die normalen Verhältnisse wiederherzustellen, muß der Depressionszustand aufgehoben werden, indem die Kern- plasmarelation wiederherge.stellt wird. Es wurde bereits von vielen Autoren festgestellt, daß bei künst- licher Züchtung von Protozoen Perioden lebhafter Funktion (Ver- mehrung) mit Depressionszuständen abwechseln; bei letzteren kommen die Lebensfunktionen — Nahrungsaufnahme, Assimilation und Teilung Oogenetische Studien. I. 481 — zum Stillstände. Nach den Untersuchungen Popoffs bei Para- maeciimi und Stilonychia zeigen die in Depression sich befindenden Tiere auffallende Veränderungen am Kernapparat; der Makronucleus nimmt auffallend an Größe zu und verliert seine regelmäßige Gestalt, indem er eine gelappte Form aunimmt. Andrerseits stellen sich auch am übrigen Körper des Tieres weitgehende Veränderungen ein. Im Laufe der Kultur werden die Depressionen immer stärker und führen zur völligen Erschöpfung und Aussterben der Kultur. Nach jeder Depression erholen sich die Tiere für gewöhnlich wieder, indem ein Teil des Kernes resorbiert wird. Die Kesorption wird durch die Zerstückelung des Kernes oder durch eine direkte Chromatin- ausstoßung aus demselben in das umliegende Plasma erleichtert. Der Trieb der Konjugation tritt nur während Perioden starker De- pression ein. Ausgehend von diesen Feststellungen will der Autor auch im Leben der Metazoenzelle, insbesondere in den Gescbleehts- zellen, Perioden lebhafter Funktion mit Depressionszustäuden ab- wechseln wissen. Unsre Ansicht Uber die Kernplasmarelation sowie über dieUrsachen und das Vorkommen der Depressionszustände haben wir in unsrer Aggregata - kxhtit geäußert und möchten uns hier damit begnügen, auf dort gemachte Ausführungen hinzuweisen. Hinzufügen möchten wir nur noch, daß Exriques (07, 08) in seinen Abhandlungen, ob- wohl er sich den Lebenslauf der Protozoen nicht als eine gerade Linie vorstellt, die Depressionszustände gänzlich zurückweist. Die sich wellenförmig äußernden Schwankungen im Leben eines Protisten führt er auf unregelmäßige Einflüsse der Umgebung zurück. Das unvermeidliche Aussterben einer Kultur, das bei einer Verhinderung der Konjugation eintreten soll, führt er auf vor allem durch die Bakterien verursachte Vergiftungen zurück. Wenn mau die nötigen Vorkehrungen trifft, daß keine Vergiftungen eintreten, dann ver- mehren sich die Infusorien bis ins Unendliche, gleichgültig ob eine Befruchtung stattfindet oder nicht. Nach diesem Sachverhalt müssen wir die Hypothese, daß im Leben eines Protozoon Perioden lebhafter Funktion mit Depressions- zuständen abwechseln, als noch nicht bewiesen betrachten. Nun wollen wir jetzt sehen, wie sich die bei den Geschlechtszellen gewonnenen Beobachtungen mit dieser Hypothese in Einklang bringen lassen. AVie bereits erwähnt, hat zuerst R. Hektwig als erster die Idee ausgesprochen, daß auch in den Geschlechtszellen Depressionen ver- kommen und daß nicht die gesündesten Zellen im Organismus es 482 Dr. Theodor Moroff sind, welche eine Befruchtung eingehen; diese Idee wurde von Topoff aufgenommen und in seinen Arbeiten : »Depression der Pro- tozoenzelle und der Geschlechtszellen« (07); »Experimentelle Zell- studien« weiter ausgeführt. Derselben haben sich auchWASSiLiEFFiO?) und Maucüs (08) angeschlossen ; Vejdovsky läßt auch die Depressions- zustände in der Entwicklung der Geschlechtszellen zu. Man hat in den bisherigen spermio- und oogenetischen Studien die stiefmütter- liche Behandlung der Vermehrungsperiode der Geschlechtszellen be- mängelt, und man versprach sich, hei einer gründlicheren Erforschung derselben ebenfalls wie bei den Protozoen wellenförmig verlaufende Depressionen aufdeckeu zu können. Bei der Beurteilung, ob sich eine Zelle in einem Depressions- zustaud belindet, läßt man sich von der Größe des Plasmas und des Kernes und von der Form des letzteren sowie von der Stärke der vorausgegangeneu vegetativen Tätigkeit leiten. ♦Die entwicklungsgeschichtlichen Studien haben übereinstimmend festgestellt, daß die Sonderung der Geschlechtszellen von dem soma- tischen Teil in den allerjüngsten Embryonalstadien erfolgt und daß sie in keine Gewebsverbände eintreten; sie sondern sich als Ur- geschlechtszellen ah und verbleiben in einem latenten Zustande, bis der Körper sich so weit entwickelt hat, daß er für ihre Ernährung sorgen kann. Durch das Ausbleiben von Spezialisierungen bewahren sie eine Keihe von Charakteren auf, welche uns zwingen, sie mit den einzelligen Tieren zu vergleichen und sie gleichfalls als parasitische Protozoen anzusehen (Mouüff 08). Wir können annehmen, daß die vegetative Tätigkeit des übrigen Körpers nicht von einem Einfluß auf die Fuuktiousfähigkeit der Geschlechtszellen sein kann. Die eigene Vermehrung der letzteren kann allein als das einzige Moment angesehen werden, das man bei der Beurteilung des Fuuktions- zustaudes dieser Zellen zu berücksichtigen braucht. Es gibt im Tierreich selten so günstige Verhältnisse, wie sie bei den Copepoden vorhanden sind, wo man die Entwicklung der Geschlechtszellen (Ge- schlechtsdrüse) so leicht und klar verfolgen kann. Vor allem müssen wir hervorhehen, daß bei den Geschlechtszellen der Copepoden die Vorbedingungen für einen Depressionszustand nicht vorhanden sind. Sobald das Soma sich genügend entwickelt hat, geraten die ür- geschlechtszellen in Vermehrung; kaum haben sie sicli aber fünf bis sechsmal geteilt, so fliidet bereits die Differenzierung der Oocyten statt. Es fehlt also die genügend starke vegetative Tätigkeit, der zufolge der Depressiouszustand eintreten soll. Oogenetische Studien. I. 483 Wir müßten also aunehmen, daß die das Eiwachstum auslösende Depression in den Geschlechtszellen der Copepoden eintritt, ohne daß vorher eine angestrengte vegetative (Vermehruugs-) Tätigkeit stattgefunden hat. Es liegen uns außerdem auch keine Anzeichen vor, woraus wir schließen könnten, daß sich die Zellen an der Grenze der Vermehrungsperiode in einer Depression befänden. Denn wir sehen, daß in der ganzen Vermehrungszone »die Zellen« aus einem großen Kern bestehen und um ihn herum eine äußerst dünne Schicht — der Zelleib — vorhanden ist. Wenn also überhaupt ein Mißverhältnis zwischen Kern- und Plasmagröße existieren sollte, so müßte es zu ungunsten der letzteren ausfallen. Es braucht also in dem Synapsisstadium kein mißlingender Anlauf zur Kernteilung stattzufinden, um den Anstoß zu dem Eiwachstum zu gebend). Es wird ferner angenommen, daß die gestörte Kernplasma- relation in der Weise hergestellt wird, daß eine bestimmte Menge von Chromatin in Form von Chromidien aus dem Kerne heraus- wandert. Überall also, wo eine Auswanderung von Chromidien stattfindet, muß ein Depressionszustand vorliegen. Wir haben in unsrer Aggregata-AxhoM den Beweis geführt, daß die Prämisse zu dieser Annahme unzutreffend ist, daß die Auswanderung von Chro- midien nicht bei Depressionszuständen, sondern umgekehrt in Funk- tionszuständen der Zelle erfolgt. Wir wollen jedoch für den Augen- blick zulassen, daß die Chromidienauswanderung ein gutes Zeichen für Depressionszustände der Zelle ist. Da dieselben nur von Zeit zu Zeit wiederkehrende Erscheinungen sind, müßte auch die Chro- midienauswanderung in bestimmten mit der Depression zusammen- fallenden Etappen erfolgen. Dem ist aber nicht so. In der ganzen Vermehrungsperiode findet bei Paracalanus und Centropages eine gleichmäßige Auswanderung von Chromidien statt. Ferner hat POPOFF selbst bei Pahulina festgestellt, daß die Chromidien wäh- rend des Eiwachstums verbraucht werden und ständig durch neue. 1) Bekanntlich haben Woltereck, Heutwig, Popoff, Wassilieff, Marcus usw. die Ansicht ausgesprochen, daß die Zelle in der Synapsis einen Anlauf zur Teilung macht, welcher mißlingt; da die Chromatinmenge aber auf das Doppelte herangewachsen ist, muß dementsprechend auch das Plasma wachsen, wodurch das Eiwachstum verursacht wird. Ich muß dazu bemerken, daß wir keine zwingenden Gründe zu einer solchen Deutung der betreffenden Stadien haben. Bei Paracalanus findet, wie es scheint, keine Spaltung des Spirems statt. Man muß ferner hier nicht außer Acht lassen, daß man durch eine solche Be- trachtungsweise den Fehler begeht, eine Hypothese durch eine andre zu stützen. Archiv f. Zellforschung. II. 32 484 Dr. Theodor Moroff aus dem Kerue heraustretende ersetzt werden. In seinen späteren Arbeiten läßt er zweimal den Depressionszustand in der wachsenden Oocvte bei Paliidkm wiederkehren, bei dem auch die Auswanderuus: der Chromidien erfolgen soll. Offenbar hat er sich durch erneute Untersuchungen veranlaßt gesehen, seine ersten Angaben zu berich- tigen. Wie man aber aus dem speziellen Teil dieser Abhandlung ersieht, bin ich durch die Verhältnisse bei Centropages Kr'ögefri in der Lage, seine ersten Angaben mit Bestimmtheit zu bestätigen, nämlich, daß die Chromidienauswauderung ununterbrochen während des ganzen Eiwachstums stattfiudet. Sie kann also in keiner Weise als ein Zeichen von einem in der Zelle existierenden Depressions- zustand angesehen werden, da man sonst annehmen müßte, daß sich das wachsende Ei andauernd in diesem anormalen Zustande befände. Durch die öfter wiederkehreuden Depressionszustände verliert schließlich die Zelle nach Marcus und vor allem nach Popoff die Fähigkeit, normal zu funktionieren, und in der zweiten Hälfte des Eiwachstums kann die von außen aufgenommene Nahrung nicht mehr in eine höhere synthetische Stufe übergeführt werden, d. h. die Syn- these des Nahrungsmaterials kann nicht mehr zur Plasmabildung gebracht werden. Die Nahrung bleibt infolgedessen als eine syn- thetisch niedrigere organische Gruppe im Zellplasma eingelagert. Als solche niedere synthetische Stufe der lebenden Substanz sehen sie die Dotterstoffe, die Fette, die Glykogene usw. an. Die Dotter- bildung zeugt also von einer gelähmten Tätigkeit der Zelle. Meine chemischen Kenntnisse sind viel zu unzureichend, um mich darüber aussprechen zu können, welche organischen Verbindungen eine höhere, welche eine niederere synthetische Stufe darstellen; darüber haben die Chemiker das Wort. Ich möchte nur bemerken, daß die Dotter- bildung bei meinen Objekten erst nach dem Abschluß des Eiwachs- tums erfolgt. Der Dotter wird aus den verschiedenen Zelleinschlüssen gebildet; es dürften dazu auch solche Materialien verwendet werden, welche sich vorher in einer »höheren synthetischen Stufe der organi- schen Substanz« befanden. Da ferner Chromidienauswauderung überall stattfindet, wo eine vegetative Tätigkeit vor sich geht, müßte man nach einer solchen Anschauungsweise auch die Secrete, die Muskel- und die Nervensubstanz usw. als eine synthetisch niedrigere orga- nische Gruppe erklären. Es sollen ferner in den schweren Depressionszuständen der Zelle sehr viele Eier zugrunde gehen. Dieser Erscheinung schreibt Popoff eine große Beweiskraft für die Existenz des Depressionszustandes I Oogenetische Studien. I. 485 zu. Wenn dem so wäre, so müßte diese Erscheinung überall in der Oogenese zu konstatieren sein. Ich hebe aber ausdrücklich hervor, daß ich bei Copepoden niemals in den Ovarien krankhafte, degenerierende Eier sehen konnte. Nur bei Centropages typicus habe ich in einem Fange in den meisten Ovarien alle erwachsenen Eier in einem Zerfall- zustande angetroffen. Diese Erscheinung dürfte aber eine Folge von einem pathologischen Zustande des ganzen Organismus sein. Denn es waren sehr viele Tiere vorher aus mir unbekannten Grün- den von selbst gestorben, was man aus den in verschiedenem Ver- wesungszustande sich befindenden Exemplaren schließen mußte. Die Ovarien, welche aus gesunden Tieren stammten, wiesen aus- nahmslos gesunde Eier auf. Kernteilungen mitten in der Wachs- tumszone sind mir ebenfalls niemals begegnet. Aus diesen Ausführungen können wir entnehmen, daß uns die Verhältnisse bei marinen Copepoden keine Stütze zugunsten der vor- hin erörterten Hypothese geben; vielmehr sprechen sie gegen dieselbe. 4. Kernteilung und Vierergruppen. Eine weitverbreitete Erscheinung bei der Bildung der ersten Richtungsspindel ist das Auftreten der Chromosomen in Form von Tetraden. Nach den übereinstimmenden Angaben ziemlich aller Autoren besitzt jede Tetrade den Wert von Doppelchromosomen. Sie besteht aus zwei hintereinandergelegenen Chromosomen, welche der Länge nach gespalten sind Ihr Erscheinen wurde mit der von Weismann postulierten Reduktion der Chromosomen in Verbindung gebracht. Die beiden die Richtungskörper herbeiführenden Teilungen des Kerns verlaufen so schnell, daß eine Vermehrung der Chromatin- substanz unterbleibt; dadurch kommt es während der einen der bei- den Teilungen unbedingt zur Trennung ganzer Chromosomen. Aus diesem Grunde und aus dem Umstande, daß die Tetradenbildung zuerst nur bei den Geschlechtszellen beobachtet wurde, hat man diese Erscheinung mit dem Vererbungsproblem verquickt. In der letzten Zeit hat man aber eine ganze Reihe von Beob- achtungen gemacht, denen zufolge die Tetraden auch in somatischen Zellen Vorkommen; in diesem Falle können sie absolut nichts mit dem Vererbungsproblem zu tun haben. Die Tetradenbildung wurde in den meisten Fällen in solchen Zellen beobachtet, welche durch Eingriffe von Chemikalien in ihrer Funktion beeinflußt werden; strychnisierte Seeigeleier Hertwig (96), chloralisierte Wurzelspitzen von der Zwiebel Nemec (04). Schiller (07) ;32* Dr. Theodor Moroö' 48f) bat bei verscbiedeuen Ct/clops-Arten durch Einwirkung von Ätber und Cbloroforni die fraglichen Figuren ebenfalls hervorgebracbt. Ferner wurden sie auch in verschiedenen somatischen Zellen heol)achtet, welche zuerst keiner vorhergehenden Behandlung durch Chemikalien unterzogen wurden: bei Cyclojjs von Häcker (00), Amphibien von P. DELLA Valle (06); bei Tliymus-'Dmsen von Marcus (08); bei Pa- htdma von Popoff (08 b). Die Tetradenbildung wurde von einer ganzen Reihe von Autoren auch während der Wachstumsperiode der Geschlechtszellen beob- achtet. so WiNiwARTER (01), PopoFF (08b), VOR mir selbst bei Cope- poden usw. Hier haben wir es also mit einer viel weiter verbreiteten Erscheinung zu tun, als mau bis jetzt annahm, für deren Erklärung das Reduktionsproblem nicht mehr ausreicht, ln seiner soeben zitierten Arbeit versucht daher Popoff diese Erscheinung von der Depressioushypothese aus zu beleuchten. In allen Fällen, wo die Tetraden durch chemikalische Eingriffe hervorgernfen werden, han- delt es sich offenbar um nicht mehr normale, sondern um patho- logische Zellen ; in den übrigen Fällen dürften die Zellen ebenfalls nicht mehr normal sein. Durch die andauernde Funktion befinden sich die Zellen nach Popoff infolge der übermäßigen Störung der Kernplasmarelation in einem stark deprimierten Zustande. Wie er- wähnt, treten bei den wachsenden Oocyten mehrere Depressions- zustände ein , welche die Zelle durch Chromidienausstoßung und durch Versuche zur Kernteilung rückgängig zu machen bestrebt ist. Gerade das Auftreten von Tetraden während des Eiwachstums wird als Zeichen von diesen mißlungenen Kernteilungsversucheu betrachtet. Da aber die Zelle sich in einem anormalen Zustande befindet, sei andrerseits das tetradenförmige Erscheinen der Chromo- somen erklärt. Das tetradenförmige Auftreten der Chromosomen der ersten Richtungsspindel hat nach P. della Valle, Marcus und Popoff nichts mit der Chromatinreduktion zu tun, sondern muß als eine Folgeerscheinung des pathologischen Zustandes des Chromatins (der Zelle?) angesehen werden. So sehr ich die erste Hälfte dieser An- nahme für viele Fälle als zutreffend anzunehmen geneigt bin, kann ich mich nicht mit der zweiten Hälfte einverstanden erklären. Wir finden eine ganze Reihe von Fällen, wo die Chromosomen der Rich- tuugsspiudel nicht in Form von Tetraden auftreten, obwohl nach der oft erwähnten Hypothese die reifen Eier die am meisten kranken Zellen des Organismus sind. Bei Paracalanus und bei Centropaycs Oogeuetische Stüdien. I. 487 treten Tetraden in dem wachsenden Ei auf; bei der Kichtungsspindel erscheinen die Chromosomen bei Paracalaniis in Form von Stäbchen. Zur Erklärung dieser Erscheinung müßten wir annehmen, daß sich das Ei in den früheren Stadien des Wachstums in einem viel de- primierteren Zustande befindet als in dem Momente der Richtungs- körperbildung. Ferner kann das Chromatin des Dotterkerns Tetraden- form annehmen. Dieser Erscheinung im Eiwachstum kann ich daher nicht diese Bedeutung beimessen. Während der secretorischen Tätig- keit erfährt das Chromatin so viele Umänderungen und nimmt so verschiedenerlei Gestalt an, daß es mitunter auch in Tetradenform auftreten kann. Diese sowie alle übrigen Formen, in denen uns das Chromatin in der funktionierenden Zelle entgegentritt, sind mei- ner Meinung nach am besten als Ausdruck seines vegetativen (funk- tionellen) Zustandes aufzufassen. 5. Befruchtung und Scheidung zwischen Tropho- und Idiochromatiu. Wie aus meiner Befruchtungshypothese i), welche ich in meiner Aggregata-kx\>Q\i entwickelte, deutlich zu entnehmen ist, weisen meine Anschauungen manche Berührungspunkte mit den Ideen Hert- wiGs und PopOFFS auf. Bei ihren Betrachtungen gehen sie von der Lehre der Kernplasmarelation aus; ich hingegen gehe von dem zu- erst von dem französischen Gelehrten Maupas ausgesprochenen Ge- danken aus, daß das Leben selbst den Keim des Todes in sich trägt. Während der vegetativen Periode der Zelle ist der trophische Kern am stärksten in Anspruch genommen; durch diese übermäßige Funktion wird er abgenutzt; wenn man will, gerät er in eineu »anor- malen« Zustand, in dem er seine Aufgabe nicht mehr erfüllen kann. Daher muß er von Zeit zu Zeit neu ersetzt werden. Diese Keu- schaffung des trophochromatischen Kerns geschieht durch das Idio- chromatin auf dem Wege der Teilung. Man darf aber nicht vergessen, daß nur der trophische Kern abgenutzt wird; daher wird man kaum in dem Sinne von einem krankhaften Zustande der Zelle sprechen können, wie dies von Hert- wiG und PopOFF verstanden wird. Bei den wachsenden Eiern kann es, wie es scheint, öfter zur Bildung von Nucleolen kommen, welche in vielen Fällen allein den ij Nachträglich sehe ich, daß vor mir bereits Goldschjudt diesen Ge- danken ausgesprochen hat. Infolge der Kürze hatte ich diese Stelle seiner Arbeit gänzlich übersehen. Damit sei dieses unliebsame Versehen entschuldigt. -488 Dr. Theodor Moroflf trophischen Kern darstellen; analoge Fälle dürften auch bei den Protozoen zu beobachten sein. Wo die Verhältnisse genauer studiert werden konnten, stellt es sich heraus, daß nach der Befruchtung der trophische Kern immer neu geschaffen wird. Doch ist die Befruchtung zur Bildung des trophischen Kerns nicht unumgänglich notwendig. Ich habe den Sinn der Befruchtung in der Schaffung des tro- phischen Kerns gesucht. Es scheint mir jedoch jetzt näherliegend, daß wir hier zwei Erscheinungen vor uns haben, welche insofern nicht streng zusammengehöreu , als der trophische Kern ohne Be- fruchtung geschaffen werden kann. Die Befruchtung bietet Vorteile, welche, wie es scheint, in der Vermischung von verschieden ab- gestimmten Qualitäten besteht, die die Individuen im Laufe ihres Lebens sich selbständig erworben haben. Sie ist eine physiologische Anpassung und kann von der Art selbst reguliert werden, indem sie in eine frühere oder spätere Phase des Lebens verlegt wird. Es scheint jedoch, daß nach jeder Befruchtung (Amphimixis) ein trophi- scher Kern von neuem geschaffen wird. Dafür sprechen gerade die letzten Beobachtungen von Exriques (08) an Oiihdon. Er hat bei diesem Infusor festgestellt, daß Exkonjuganten, die in Begriff waren, den Makronucleus zu bilden, die also sich nach der Konjugation noch nicht geteilt hatten, in eine neue Konjugation eintreten können, wo- bei der Makronucleus der zweiten Konjugation denjenigen der ersten, vorausgehenden verdrängt, d. h. dieser Makronucleus wird resorbiert, bevor er noch in Funktion getreten ist. Ein schönes Beispiel gegen die Depressionshypothese! Wie wir es in einem früheren Kapitel wahrscheinlich gemacht haben, findet in der wachsenden Oocyte eine Bildung des trophischen Kerns durch das Idiochromatin in der Synapsis statt. Tropho- und Idiochromatin bleiben aber auch während des weiteren Eiwachstums zu einem morphologischen Gebilde vereinigt. Es kann allerdings eine partielle Trennung sich bereits in diesem Stadium vollziehen [Paracalamis]. Eine vollkommene Scheidung findet aber erst un- mittelbar vor der Befruchtung statt, indem das äußerst große Keim- bläschen sich vollkommen auflöst und nur ein verschwindend kleiner Teil von ihm zur Bildung der Chromosomen der ersten Kichtungs- spindel verwendet wird. Dieser kleine Teil stellt das Idiochromatin, der w'eit größere Teil hingegen die letzten Überreste des trophischen Kerns dar, welcher sich in die Keservestoflfe umwandelt. Wie bekannt, werden die Auflösung des Keimbläschens einer- seits, die Bildung der Richtungsspindel und die Ausstoßung der Rieh- Oogenetische Studien. I. 489 tongskörper andrerseits als Eireifung bezeichnet, wobei unter diesem Ausdruck mehr die Ausstoßung der beiden Kichtungskörper ver- standen wird. Hier werden zwei Erscheinungen mit einem und dem- selben Ausdruck bezeichnet, welche ihrem Wesen nach nichts Gemein- sames haben. Die erstere Erscheinung, d. h. die Auflösung des Keim- bläschens, hat ihr Analogon auch bei den Protozoen und wurde von SiEDLECKi speziell bei den Coccidien als »Epuration nucleaire« bezeich- net. Sie ist ein wichtiges Moment im Leben der Geschlechtszellen und Protozoen und sollte ihr mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Es erweist sich daher als notwendig, für dieses Stadium einen neuen Ausdruck einzuführen. Im speziellen Teil habe ich mir erlaubt, dafür »Schismastadium« zu gebrauchen. Damit soll jenes Moment im Leben der Protisten und Geschlechtszellen bezeichnet werden, in welchem der trophische Kern sich von dem Idiochromatin trennt und in das Protoplasma zerstreut, um sich dort in andre Bestand- teile der Zelle umzuwandeln, und das Idiochromatin selbständig bleibt. Dieses Stadium geht gewöhnlich der Befruchtung voraus. Triest, Oktober 1908. Literaturverzeichnis. Balbiani, E. G. (93). Centrnsome et »Dotterkern«. Jonrn. de l’Anat. et de la phys. Bd. 23. Bolles-Lee, A. (97). 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Fig. 12 ff. Junges Ei. Oberflächliche Einstellung, nur der Dotterkern zu sehen. Fig. 12 b. Dasselbe Ei. Tiefere Einstellung, der Kern zu sehen mit den Dotterkernelementen um ihn herum. 22.50yj. Fig. 13. Junges Ei mit Kern und Dotterkern. 22.50/,. Fig. 14 — 17. Junge Eier mit verschiedenen Entwicklungsstadien des Dotter- kernes. Fig. 18. Junges Ei. Der Dotterkern, teilweise in Auflösung begriffen. — 50^,. Fig. 19. Mittelerwachseues Ei. Dotterkern in Auflösung begriffen. 22.50/,. Fig. 20. Kern aus einem erwachsenen Ei, bereits in Auflösung begriffen. 2250/j. Fig. 21. Ein Teil eines erwachsenen Eies; die letzten Spuren des sich auflösenden Kernes. Die Chromosomen sind bereits zu sehen. Fig. 22. Ein Stück eines erwachsenen Eies mit der Eichtungsspindel. Fig. 23. Ein Stück eines erwachsenen Eies mit der Eichtungsspindel. Die Chromosomen haben bereits eine hantelförmige Einschnürung erfahren. Cenfroparjcs Kröijeri Giesbr. Fig. 24 — 26. Oogonienkerne aus der Yermehrungszone in Teilung be- griffen. 22.50/,. Fig. 27 — 29. Kerne aus dem Anfang der Wachstumszone. Chromatin- anreicherung zur Spirembildung. 2200/,. Fig. 30. Spirem unmittelbar nach der Auflockerung des Chromatins. 22.50/,. Fig. 31. Ein älteres Stadium, der Spiremfaden stärker aufgelockert. 2250/,. Fig. 32—36. Verschiedene Wachstumsstadien des Eies. 2200/,. Fig. 37 u. 38. Ebenfalls. 22.50/,. Fig. 39. Ein erwachsenes Ei unmittelbar vor der Auflösung des Keim- bläschens. ‘800/,. Ccntropagcs tijpicus Kröyer. Fig. 40 u. 41. Kerne aus der Vermehrungszone des Ovars in Teilung be- griffen. 22.50/,. Fig. 42. Kern aus derselben Zone in Teilung begriffen. 22.50/,. Fig. 43—45. Zellen aus dem Anfänge der Wachstumszone; Chromatin- anreicherung des Kernes zur Bildung der Synapsis. Fig. 46. Spirem nach der Auflockerung des Chromatins. Fig. 47. Auflösung des Spiremfadens. 22.50/,. Fig. 48. Junge Oocyte; Zerstäubung des Chromatins. 2250/,. Fig. 49. Junge Oocyte. Fig. 50. Halberwachsene Oocyte. 1800/,. Fig. 51. Erwachsene Oocyte. Vor der Auflösung des Keimbläschens, ‘^oo/,. Archiv (tir ZeUforschu.ag Bd.H. n>3 "f- & V * I ▼’ I J 4 s * »i Archiv (hr ZcU forsch umj Bd.ll. 'fofXXXr luKtirm.' yrli^yin Wilkeln Fngelmann liizzt. t Archiv ßr ZeUforschang Bd.U. 7fl/;.\XXT7 • Wilhelm Enqelmom ' — - IH Uz Uber Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung und Zellvermehrung. \'oii Alexander Gurwitscli, Professor an der Hochschule für Frauen. (Histologisches Laboratorium der Hochschule für Frauen in Petersburg.) Mit 17 Textfiguren. Im Jahre 1904 hatte ieh in kurzer Form die Ergehnisse meiner Versuehe über Zentrifugieren der Amphihieneier mitgeteilt i), ohne daran weitgehende theoretische Betrachtungen anzuknüpfen. Einige dieshezügliche Tatsachen und Zeichnungen wurden außerdem in mei- nem Buche: »Morphologie und Biologie der Zelle« mitgeteilt. Im Jahre 1905 folgte eine kurze Mitteilung über ähnliche Ver- suche an Seeigeleiern, die sich ebenfalls auf den nackten Tatbestand beschränkte 2). Die aus den Tatsachen direkt abgeleiteten Folgerun- gen Uber den Aggregatzustand des Eiplasmas und über die biologische Wertigkeit des Wabenbaues des Plasmas fanden inzwischen, soweit ich sehe, ungeteilte Anerkennung ; ich führe hier die Äußerungen von Driesch^), Rhumbler^), Albrecht^), Lyox'^) und die Nachprüfungen meiner Versuche durch RuzicKA^j an. Es war mir klar, daß die durch die Versuche gewonnenen Er- gebnisse weite Ausblicke eröffneten und zu weiteren Untersuchungen einluden. Die weitere Arl)eit konnte von sehr verschiedenen Gesichts- punkten aus vorgenommen werden; es wäre verlockend, sozusagen 1 Verhandlungen der anat. Gesellschaft. 1904. 2) Anat. Anz. 1905. ®) Ergebnisse von Merkel u. Boxnet. 1905. b Anatomische Hefte. 1905. ") Frankfurter Zeitschrift für Pathologie. 1907. ß) Archiv f Entwicklungsmechanik. Bd. 28. ’) Ergebnisse von Merkel und Boxxet. 1900. Archiv f. Zellforschung. II. 38 496 Alexander Gurwitsch deskriptiv - experimentell zu verfahren, d. h. der ganzen Fülle der Tatsachen unter verschiedensten Versuchsbedingungen und in verschie- denen Entwicklungsstadien nachzugehen, gewissermaßen »das Ver- halten der zentrifugierten Eier« monographisch darzustellen. Dies war nicht meine eigentliche Absicht; wohl durften jedoch die zahlreichen interessanten, bei der weiteren Arbeit sich ergebenden Tatsachen nicht unverwertet bleiben und werden zum Teil den Gegen- stand spezieller Untersuchungen bilden. Meine eigentliche Aufgabe erblickte ich jedoch darin, den Kon- sequenzen, die sich aus meinen ersten Versuchen ergeben, mit aller Strenge nachzugehen und die üblichen, auf viele wichtige Probleme der Entwicklung und der Zelltätigkeit bezüglichen Anschauungen unter dem neugewonnenen Gesichtswinkel zu beurteilen und auf ihre Perechtigung zu prüfen. Die Arbeit ruhte während 3 Jahren vollständig. Im letzten Jahre habe ich mein altes Material allseitig dnrchgearbeitet und in diesem Frühjahr neue Versuche angestellt, welche mir auf meine Frage- stellungen die gewünschte Auskunft erteilen. Ich möchte aber nochmals betonen, 'daß nur die für meine Be- trachtungen nötigen Seiten des Geschehens behandelt wurden und daß die ganze Fülle der Tatsachen durch meine Darstellung durchaus nicht erschöpft erscheint. Der Ausgangspunkt meiner ersten Versuche war die Frage, ob das Eiprotoplasma, welches in seinem Intimbau auf mechanischem Wege gestört wird, restitutionsfähig ist. Diese Sachlage stellte ich somit in Gegensatz zu den Zuständen, welche im Ei durch Ent- fernung größerer oder kleinerer Abschnitte desselben wachgerufen werden. In letzteren Fällen kann das Ei entweder rein regenerativ oder anders regulativ oder auch ganz passiv reagieren — wir brauchen nur an die verschiedenen Typen der Mosaik- und Nichtmosaikeier zu denken. Da ich jedoch in meinen Versuchen von einer Zerstörung (oder wenigstens einer Störung) des Geschehenssubstrates selbst ausging, mußten sich die Reaktionsmöglichkeiten seitens des Objektes in einer andern Richtung bewegen. Es war mit folgenden Ausgängen zu rechnen : a) das gestörte Eigefüge restituiert sich ad integrum, und die Weiterentwicklung geht nun ohne Abweichungen vor sich. über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 497 b) Der gestörte Eibau wird nicht restituiert, wobei 1. die Entwdcklung ausbleibt, 2. die Entwicklung weiter in abnormer oder normaler Weise fortschreitet. c; Es wird ein Ersatz für das zerstörte Gefüge geliefert, welcher jedoch der früheren Eibeschatfenheit nicht gleicht. Es ist evident, daß diese kurze Aufzählung, die eine reiche Weitergliederung zuläßt, uns ohne weiteres die Mannigfaltigkeit und die relative Unabhängigkeit der Fragestellungen bei der Versuchs- anordnung ergibt, wobei es selbstverständlich jedem freisteht, dem einen oder dem andern Problem nachzugehen. Meine kurzen Mitteilungen beschränken sich auf folgende Nach- weise : 1. Der zerstörte Intimbau der Seeigeleier wird annähernd ad integrum restituiert, und die Weiterentwicklung geht ungestört vor sich. 2. Im Amphibienei können die gesetzten Störungen natürlich nicht mehr völlig rückgängig gemacht werden, da die einmal aus ihrer Lage gerissenen schweren Dotterplättchen nicht wieder zum animalen Pole des Eies wandern können. Es findet somit hier die Möglichkeit c) statt, wobei allerdings die Weiterentwicklung in sehr verschiedenem Grade fortschreitet. Eine Reaktion von der Art der unter c) formulierten können wir mit Driesch als eine Regulation bezeichnen. Es erwies sich demnach die morphologische Beschaffenheit des Eiplasmas als regu- lationsfähig, und dieses einzige Ergebnis, ohne weitere Berück- sichtigung des »Wie« des Vorganges, der Beziehungen zwischen dem Grad der Restitutionsvorgänge und dem Charakter der Weiterent- wicklung usw. soll unsre weitere Betrachtung vorläufig leiten. Mit dieser Frage eng verknüpft erweist sich jedoch auch die unter h 2) erwogene Möglichkeit. Es fragt sich, ob ein Ersatz für das ge- störte Eigefüge stets notwendig ist, um eine Weiterentwicklung der Eier zu ermöglichen. Zur Zeit der Abfassung meiner kurzen vorläufigen Mitteilungen standen mir keine Tatsachen zur Verfügung, die mir eine Beantwortung dieser Frage ermöglicht hätten. Eine weitere Durchsicht meines damaligen Materials und neue Versuchsergehnisse lehrten mich jedoch, daß weder der Vorgang a) noch c) für das Zustandekommen der Weiterentwicklung notwendig sind und daß das Nichtzustandekommen des in der Mehrzahl 3.3* 498 Alexander Gurwitsch der Fälle wohl erfolgenden Restitutionsvorganges noch kein Todesurteil für die Eizelle ist. Wohlgemerkt, es soll damit durchaus nicht gesagt werden, daß der Zustand des Eigefüges für die Weiterentwicklung und namentlich für die embryonale Formbildung im Ei irrelevant sei. — Handelt es sich im Amphibienei ja sogar bei schwächeren Eingriffen, die von weitgehender Restitution gefolgt werden, um eine höchst rudimentäre, abnorme und früh sistierende Entwicklung. Für uns hat es aber nur ein Interesse zu konstatieren, daß auch ohne Restitutionsvorgänge im Eiplasma ein temporäres Weiterleben des Eies und namentlich eine intensive Zellteilung möglich sind, und es bedeuten daher die weiter unten mitzuteilenden Ergebnisse eine vollständige Liquidation des Begriffes »Plasmastruktur« in ihrer Bedeutung für den elementaren Lebensvorgang der Zell- vermehrung. Der Begriff der »Plasmastruktur«, den wir hier befehden, wird selbstverständlich im folgenden genau zu präzisieren sein. Ich wende hier den typischen Ausdruck der »Liquidation« mit Absicht an, denn er scheint mir am besten den naturgemäßen Ab- schluß eines Zustandes des Verfalls zu charakterisieren, in welchem sich gegenwärtig eine der wichtigsten cytologischen Fragen befindet. Es wurde zwar noch nirgendwo der Stab über die so mühsam aufgebaute Lehre über Plasmastrukturen und Zellteilungsmechauismus gebrochen, es scheint jedoch, als ob die Mehrzahl der Forscher sich stillschweigend von dem totgeborenen Schematismus abwendet, welcher so wenig der Kompliziertheit und Manuigfaltigkeit der Lebenser- scheinungen entspricht. Ich glaube nun, daß die weiter mitzuteilenden Tatsachen die Unhaltbarkeit der in den 90 er Jahren zur Blüte gelangten Anschau- ungen in besonders grelles Licht setzen und uns zugleich ganz neue Fragestellungen aufzwingen. Kommen wir nun zum Schluß, daß die bei der Karyokinese auf- tretenden Strukturen für den Ablauf der Zellteilung belanglos sind, so müssen wir des weiteren die Frage aufwerfen, worin der die Zellteilung zeitlich und räumlich bestimmende Faktor zu suchen ist. Diese Fragestellung muß etwas näher präzisiert werden: 1. In der achromatischen Figur, wie sie uns in dem klassischen Bilde einer Karyokinese entgegentritt, kann der zeitlich bestimmende Faktor für den Vorgang der Zellteilung gesehen werden, denn vor- über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 499 jiusgesetzt, daß die Strahlen irgendwie mechanisch oder sonstwie den Zelleib beherrschen, ist durch die Ausbildnngshöhe des Amphiasters auch der Zeitpunkt des Auftretens der Schnürfurche oder der Zell- platte usw. gegeben. 2. Unter räumlicher Bestimmung der Zellteilung verstehe ich sowohl die Durchführung derselben nach einem bestimmten Typus (strenge Halbierung oder inäquale Teilung der Zelle) als auch den allge- meineren Fall einer Zellabgrenzung (Zellindividualisation) im all- gemeinen. Die Bezeichnung der Zellabgrenzung möchte ich auf die zahlreichen Fälle anwenden, die uns im weiteren noch beschäftigen werden, in welchen eine Zelle sich aus einer größeren (syucytialen) Masse individualisiert. Es gehören hierher die verschiedenen als »Abknospungen« bekannten Fälle von höchst inäqualen Teilungen (wie z. B. Richtungskörperbildung usw.), aber auch spezifisch ver- schiedene Zellbildungen, wie sie vielfach bei endogener Sporenbildung usw. Vorkommen. In all diesen Fällen könnte man natürlich daran denken, die Lagerung des Amphiasters im betreffenden Plasmaterritorium, die inäquale Ausbildungshöhe der beiden Pole usw. als den räumlich bestimmenden Faktor anzusehen. Da nun in unsern Objekten solche Strukturen unter normalen Verhältnissen in großartiger Weise zur Ausbildung gelangen, konnte daran gedacht werden, daß die experimentelle Zerstörung derselben einem Wegfall des zeitlich-räumlich bestimmenden Zellteilungsfaktors gleichkommt, und so wird die Frage verständlich und berechtigt, ob letzterer doch nicht in dem anscheinend unbeschädigten Kern oder Cytocentrum zu suchen sei. I. Teil. Entbehrlichkeit der »Plasmastruktur« für den Ablauf der Zellteilung. Die schier unbegrenzte morphologische Mannigfaltigkeit des Zell- teilungsvorganges ist gegenwärtig wissenschaftliches Allgemeingut geworden und muß daher jeden einsichtigen Forscher vor Aufstellung einseitig spezialisierter Schemen, nach welchen der Mechanismus der Teilung zu beurteilen wäre, aufs dringlichste warnen. Ich glaube auch, daß sogar von den Vertretern der kompli- ziertesten Mechanik der achromatischen Figur, wie C. Rabl, M. Heidekhaix, Kostanecki, Meves, Rhumbler u. m. A., die Ein- seitigkeit ihrer Betrachtungsweise stillschweigend eingesehen wird, Alexander Gurwitsch 5(K) und diesem Umstand ist es wohl zu verdanken, daß diese Lehren von ihren Vertretern zwar nirgendwo desavouiert werden, daß aber in der bewußten Richtung in den letzten 6 — 7 Jahren keine weitere Arbeit zu verzeichnen ist. Ganz gewiß ist es wohl, daß die allgemeine Mechanik der Karyo- kiuese und Cytodiärese mit Vorstellungen wie Zug- oder Stemm- wirkung der Plasmastrahlen und ähnlichem nicht operieren kann, schon aus dem Grunde nicht, weil solche Gebilde in sehr vielen Zellarten nicht nur nicht gesehen werden, sondern nicht einmal ver- mutet werden dürfen. Eine allgemein geltende Zellteilungsmechanik ist aber bis auf weiteres eine petitio principii, da ebenso verschieden wie die Ur- sachen und veranlassenden Momente der Zellteilungen in verschiedenen Zellenarten auch ihre Mechanismen sein dürften oder zum mindesten gedacht werden können: die vielfachen Ähnlichkeiten in den Vor- gängen der Karyokinese, die uns allzuleicht die noch größeren Diffe- renzen übersehen lassen, könnten sehr wohl sozusagen Convergenz- erscheinungen sein. Ich halte es daher für ein leichtes aber billiges Verfahren, die oben nach den Namen ihrer Autoren zitierten Zellteilungstheorien mit einem einfachen Hinweis auf ihre Nichtanwendbarkeit auf andre Objekte einfach aus der Welt schaffen zu wollen. Sie müssen viel- mehr mit Bezugnahme auf die speziellen Objekte, für welche sie begründet wurden, im einzelnen auf ihre Richtigkeit geprüft werden. Diese Betrachtungsweise gibt mir gleichzeitig die Möglichkeit, den Begriff der »Plasmastruktur«, dessen wir bedürfen, ganz scharf und eindeutig zu fassen. Wenn wir in einer bestimmten Zelle den Ablauf eines morpho- logischen Vorganges beobachten, so ist die gegebene Konfiguration der Zellteile, deren Veränderungen wir eben »morphologischen Vor- gang« nennen, eine wirkliche Zellstruktur. Wenn z. B. die Secretbereitung sich bei mikroskopischer Analyse als eine Reihe von Veränderungen von Zellgranulis kundgibt, so sind die Granula für uns die dem betreffenden Vorgänge adäquate Struktur. Wenn der Zellteilungsvorgang im mikroskopischen Bilde als eine Reihe von Bewegungen, Veränderungen, Auftreten und Schwund von Plasmafäden oder ähnlichem erscheint, so sind eben diese Fäden die Struktur, deren Tätigkeit wir beobachten. Es scheint beinahe müßig, solche Formulierungen niederzu- schreiben. Es geschieht jedoch nur infolge der traurigen Erfahrung, Uber Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. öOl die ich gelegentlich der Diskussion zu meinem Vortrage »über Zer- störbarkeit und Eestitutionsfähigkeit des Eiplasmas« und auch viel- fach sonst gesprächsweise gemacht habe: Es wurde mir häufig der Einwand gemacht, das was ich durch Zentrifugieren im Ei zerstört habe, sei ja gar nicht das Wesentliche, nicht die eigentliche »Struk- tur« gewesen. Letztere sei vielmehr unbeschädigt, weil unsichtbar geblieben ! Es ist evident, daß hier eine Verwechslung der Begriffe vor- liegt, deren Eichtigstellung für das Weitere unbedingt notwendig ist; die Eeihe von optischen Bildern, d. h. das einzig objektiv Gegebene, was wir z. B. den Vorgang der Karyokinese nennen, wurde zerstört; m. a. W. die Daten, durch welche wir das von uns Beobachtete sonst fixiert haben, sind andre geworden: also ist das Wesen des Vorganges (streng phenomenalistisch gesprochen, was ja hier das einzig Berechtigte ist) auch gestört worden. — Eben weil das Nötige, d. h. die Zellvermehrung, trotzdem und auf atypischem Wege zustande kam, d. h. erst nach Kenntnisnahme der Versuchs- ergebnisse, kommen wir zu dem oben angeführten, mir als Einwand vorgeschobenen, aber in Wirklichkeit von mir erwünschten Schluß, daß die sichtbaren Plasmastrukturen irrelevant usw. wären. Um es nochmals zu rekapitulieren, glaube ich, daß die typischen morphologischen Bestandteile eines bestimmten Vorganges zu den Elementen der letzterem zugrunde liegenden Struktur gerechnet werden müssen. Von dieser Definition ausgehend, wollen wir uns etwas genauer die Ergebnisse meiner ersten, im Jahre 1904 kurz publizierten Ver- suchsserie anselm. Von einer Plasmastruktur des Amphibieneies ist aus den soeben angegebenen Gründen nicht viel Bestimmtes zu sagen. Die Einzel- heiten des einzigen Vorganges am Ei, für welchen die Struktur des Plasmas in dem einen oder dem andern Sinne beansprucht werden könnte — die Furchung, werden durch dichte Dottermasseu zum Teil verdeckt. So viel ersichtlich, sind die Elemente der achro- matischen Figur in keinerlei direkte Beziehung zu etwaigen sicht- haren präformierten Elementen des zwischen den Dotterplättchen befindlichen Plasmas zu setzen. Ich will daher auch nicht behaupten, durch das Zentrifugieren »die« oder »eine« Plasmastruktur zerstört zu haben. — Hingegen läßt sich mit aller Bestimmtheit behaupten, daß das, was aus einer Vermischung der beiden durch die Zentrifuge ge- 502 Alexander Gurwitsch Schnitt durch ein zenirifogiertes Ei (2Ü Minuten nach künstlicher Befruchtung). trennten Phasen neu, sekundär entstand, in der Tat »Plasmastruk- tnr« ist. Letzteres können wir aus der näheren Untersuchung der betreffen- den mikroskopischen Bilder schließen. Fig. 1 gibt uns bei schwacher Vergrößerung das bereits aus meiner ersten Mitteilung bekannte Bild eines durch die Zentri- Fig. 1. fuge hochgradig alterierten Froscheies. Das Ei wurde etwa 20 Minuten nach künst- licher Befruchtung wäh- rend 8—10 Minuten zentri- fugiert und sofort nach der Zentrifuge abgetötet. Wir sehen die animale Kalotte des Eies in eine einzige große, dünnwandige Blase umgewandelt, der sich basal- wärts eine Zone einer grobschaumigen, pigmenthaltigen Substanz anschließt. Letztere schneidet ganz scharf mit einer leicht konkaven Fläche gegen eine tiefere, bei schwacher Vergrößerung homogene, ziemlich dunkle, völlig dotterfreie Zone ab. Weiter nach unten folgt schließ- lich eine mit dichten Dotter- massen gefüllte Eipartie. Ich hatte sowohl aus der Betrachtung des Bildes und seiner Entstehungs- weise wie aus weiter dar- zulegenden Gründen den ganzen Vorgang als eine mechanische räumlicheSon- derung des Eiplasmas in und zähen Ein Ausschnitt desselben Objektes bei starker Vergrößerung (Zeiss Apoch. 2 mm. C. O.b). *Untere Begrenzung der großen apicalen Blase. flüssigen ihre Bestandteile erklärt. Dieser Erklärung (eine andre ist übrigens kaum denkbar) hat sich neuerdings auf Grund der Nachprüfung meiner Ergebnisse auch Ruzicka angeschlossen, indem er von einer Trennung des Plasmas in eine flüssige und feste Phase spricht. Die nähere Untersuchung mit starken Vergrößeruugeu ergibt folgendes: über Prämissen und anstolSgebende Faktoren der Furchung usw. 508 Das Ei befindet sich im Stadium des ersten Furchungsamphiasters. Die Teilungsfigur ist genau in der Grenze zwischen schaumiger und kompakter Plasmaschicht gelegen. Das Bild der schaumigen Zone erleidet keine prinzipielle Ver- änderung auch bei Betrachtung mit starken Systemen. Die kompakte Zone erscheint dagegen im fixierten Zustande als »feinflockig«. Es sind die gleichen Gerinnungsbilder, wie wir sie im fixierten Hühner- eiweiß oder Liquor Folliculi Graafiani wiederfinden, und wir haben, wie ich glaube, gar keine Veranlassung, sie in andrer als dieser Weise zu deuten. Sehr bezeichnend ist der Charakter und das Verhalten der achro- matischen Figur zum umgebenden Protoplasma; Der Amphiaster (es ist im Schnitte nur der eine Pol getrofl'en) ist dem Plasma geradezu wie ein Fremdkörper eingelagert: die feinen fadigen Strahlen lassen sich streng individualisiert zwischen den Gerinnseln, zum Teil auch zwischen den Blasen verfolgen und laufen frei aus. Von irgendeiner Beeinflussung des umgebenden Plasmafeldes seitens der achromatischen Figur, einer entsprechenden Orientierung der Plasmateilchen oder Blasen oder dergleichen — ist auch nicht die Spur zu merken. Bei aller Reserve in der Beurteilung von fixierten Bildern kann ich nicht einsehen, welche prinzipiell wichtige Alteration der Ver- hältnisse im Lebenden das analysierte fixierte Bild uns zu befürchten geben könnte. Wir wollen ja nur konstatieren, daß keinerlei Zusammenhang zwischen der achromatischen Figur und den beiden gesonderten Phasen des Plasmas besteht, und dieses kann, wie ich glaube, angesichts der sonstigen Fixierungsbilder, namentlich der im weiteren mit- zuteilenden, nicht gut geleugnet werden. Wenn wir von der Herkunft der Amphiasterhgur absehen (sind wir ja in dieser Hinsicht im gegebenen Fall auf bloße Spekulation angewiesen), so müssen wir laut unsrer obigen Definition sagen, daß wir keinerlei »Struktur« im restierenden Plasmafelde nachweisen können, da der einzige morphologische Vorgang — die Karyokinese — keinerlei Beziehung zum umgebenden Plasma aufweist. Sehen wir uns nun die entsprechenden Eier nach einigen Stunden an. 504 Alexander Gurwitsch ' rlA:fe^5H /V • *v Die Veränderungen, welche die Eier inzwischen durchgemacht haben, sind enorm: Die große apicale Enchylemmblase wurde fast spurlos resorbiert, die glatte kugelige Form der animalen Eioberfläche vollständig restituiert. Die scharfe Abgrenzung der beiden dotterfreien Zonen ist fast verstrichen. Der Übergang zwischen denselben ist ziemlich allmählich geworden, obwohl ein Gegensatz zwischen den beiden noch immerhin bestehen blieb. -■ In der ganzen dotterfreieu _ S::" \ animalen Kalotte sind ziem- " b,-.. lieh zahlreiche Kerne zerstreut, welche meistens den Aus- gangspunkt mächtiger Strah- lungen bilden (Fig. 2). Eine eigentliche Fur- chung fand nicht statt, wohl aber eine, wenn auch rudi- mentäre > Abgrenzung« einiger Elastomeren. Die Analyse der Bilder mit starken Vergrößerungen wird durch die Erwägung, daß wir es mit Fixationsbil- dern zu tun haben, um vieles beeinträchtigt. Wir finden das Bild einer prachtvollen Wabenstruktur vor; inwieweit jedoch das Bild der Wirklich- keit entspricht, bleibt bis zu einem gewissen Grade unentschieden: Rczicka glaubt z. B. dasselbe in meinen Objekten direkt für Artefakte erklären zu können und hält das Protoplasma für mikroskopisch homogen. Ich glaube schwerwiegende Gegengründe, welche das fixierte Bild bedeutend rehabilitieren, anführen zu können. Die große apicale Blase des Stadiums I ist kein Artefakt, weil am lebenden Objekte sichtbar und von Ruzicka sogar angestochen wurde. Wenn somit im Stadium II die Blase spurlos oder bis auf geringe Reste schwindet und au ihrer Stelle eine Menge kleinerer, aber ähnlich beschaffener Blasen auftreten, so dürfte ja kaum emaadem einfallen, letztere für Artefakte zu erklären. Die Zone ’yK ■ ■ Ausschnitt ans der »Übergangszone« zwischen kompakter und blasiger Plasmaschicht eines Froscheies derselben Versuchsserie nach erfolgter Plasmarestitntion. * Grenz- linie zwischen beiden Zonen (Zeiss Apochr. 2 mm C . 0. 8). über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 505 der großen, unter Lupenvergrößerung sichtbaren Blasen gebt jedoch ihrerseits so allmählich und ununterbrochen in das dichtere und feinere Gefüge, die eigentliche »Schaumstruktur« der tieferen Schichten über, daß es direkt undenkbar erscheint, an irgendeiner Stelle eine Marke zu ziehen und diesseits das Bild als naturgetreu, jenseits als Fixations- artefakt anzusehen. — Das Gesagte wird ganz besonders über- zeugend, wenn man eine Strahlung aus dem Grenzgebiet zwischen beiden ursprünglichen Zonen betrachtet. Es werden von dem radiär- richtenden Faktor gleichzeitig mit den großen Blasen auch die feineren unter Verdacht stehenden Strukturen in Beschlag genommen, und wie sollte man sich hier das Zustandekommen des schaumigen Bildes als Fixationsartefakt eines »homogenen, strukturlosen« Substrates denken ? Wir können außerdem, beinahe zum Überfluß, noch ins Gedächtnis zurückrufen, daß bei gleicher Behandlungsweise die gleichen Eier einige Stunden vorher ein ganz andres Bild — neben grobem Schaum, eine dichte, kompakte Plasmamasse — boten. Das Gesagte mag genügen, um aus uusern Fixationsbildern das für unsre Zwecke Nötige zu schöpfen. Die beiden gesonderten Komponenten — Enchylemm und Hyalo- plasma — haben sich vermengt und ein schaumartiges Gemenge geliefert. Ist nun eine wirkliche Plasmastruktur daraus entstanden? Ich glaube, daß diese Frage im positiven Sinne beantwortet werden muß, wenn man die sich nun abspielenden morphologischen Vorgänge berücksichtigt. Um die meisten Kerne herum finden wir eine prächtige strahlige Figur, welche, wie wir schon gesehen haben, aus den Elementen, oder richtiger, durch die Elemente des Schaumes entsteht. Diese Strahlungen entsprechen vollständig den in vielen meroblastischen Eiern entstehenden Periplaststrahlungen und müssen wohl als abortive Versuche zur Bildung der achromatischen Figuren angesehen werden. Bei analogen Versuchen mit Tritoneneiern, die es in ihrer Entwicklung weiter brachten , habe ich auch echte Spiudelbildung genau des gleichen Typus beobachten können (vgl. Morphologie und Biologie der Zelle, Jena 1904, Fig. 193). Ein größerer Gegensatz im Bau der strahligen Figur wie in den Stadien I und II (zwei Zustände der gleichen Eier) ist kaum zu denken. Dort eine exquisit fadige Figur, ohne jede Beziehung zum umgebenden Protoplasma — hier gar keine individualisierte und 506 Alexander Gnrwitsch abgesonderte Einheit — vielmehr eine vage strahlige Anordnung der | ganzen vorliegenden Plasmamasse, in welche alle verfügbaren Elemente i — große Blasen und feine Waben — mit hineinbezogen wurden. i Ich glaube, daß wir auf Grund des oben Angeführten nicht umhin können zu behaupten, daß wir in dem vorliegenden Schaum- gemenge eine Plasmastru ktur vor uns haben: Letzteres will so- mit besagen, daß der morphologische Vorgang der Strahlen- (bzw. Spindel-jbildung in gegebenen Fällen vermöge eines bestimmten im Plasma vorliegenden strukturellen Gefüges geschieht. Weitere, uns aber hier nicht näher interessierende Konsequenzen aus den Versuchsergebnisseu wurden schon zum Teil in meiner vor- läufigen Mitteilung angeführt: die Wabenstruktur kann nicht als Grundlage der Lebenserscheinungen im allgemeinen angesehen werden, da sie ja unter Umständen selbst erst sekundär gebildet wird. Sie ist vielmehr eine Arbeitsstruktur, da sie in gewissen Fällen spezielle Prozeße in der Zelle vermittelt bzw. ermöglicht. Über ihre Entbehrlichkeit in denjenigen Fällen, wo sie normaler Weise vorhanden ist, lassen meine ersten Versuche keine bestimmte i Äußerung zu. Wenn wir die Tritonenblastomeren in den verschiedensten Stadien ( betrachten, so fällt es uns auf, wie sehr der ganze Zellhabitus von 1 der auch in der Teiluugszwischenzeit persistierenden mächtigen ; Strahlung des wabigen Plasmas beherrscht wird. In meiner »Morphologie und Biologie der Zelle« hatte ich schon einige Beispiele dotterfreier Tritonenblastomeren mit einem ganz ( prächtig strahligen Bau gegeben. — Ich muß allerdings hervorheben, daß namentlich Fig. 193 (obere Zelle) viel zu roh ausgeführt ist und nicht entfernt das unendlich zarte und dichte Gefüge der Strahlung wieder- zugeben vermag 1). Diese mono- oder dicentrische Centrierung der Tritonenblastomeren auch in der Zwischenteilungsperiode ist ein ganz normales Vorkommnis. Über die Ausbreitung der Polstrahlungen in den normalen, dotier- i gefüllten Blastomeren läßt sich nichts Genaueres angeben, da die i zarten Faserzüge sich schon sehr bald in der dichten Dottermasse verlieren. In unsern dotterfreien Blastomeren ist es dagegen ein leichtes, die Strahlungen, ja auch einzeln individualisierte Strahlen, bis an die 1) Es handelt sich hier um eine monocentrische Strahlung einer Elastomere in der Teiluugszwischenzeit. Uljer rräiiiissen und austoßgebende Faktoren der Furchung usw. 507 Zelloberfläche zu verfolgen: eine schönere Illustration für seine Zell- centrierung und organische Radien könnte sich M. Heidenhain wohl gar nicht denken! Und nun erweist es sich bei weiterer Untersuchung, daß dieser wohl als »normal« anzusehende Habitus der betreffenden Zellen für ihr Weiterbestehen und für den Ablauf der nächsten Lebens- erscheinungen — d. h. der Zellteilungen — durchaus irrelevant ist. Unter sonst gleichen Versuchsbedingungen und technischer Be- Blastula eines Tritoneneies, welches iin ungefuichten Zustande zentrifugiert wurde. Eine merkbare »Plasmarestitution«, etwa analog dein vorigen Objekt, hat nicht stattgefunden, die Furchung verlief aber trotzdem streng regelinäUig. handlung fanden sich in meinem Tritonen- und Froschmaterial einige Eier mit einem ganz eigentümlichen Verhalten ihres Plasmas. Der prägnanteste Fall ist in Fig. 3 u. 4 dargestellt. Ein Vertikalschnitt durch ein Tritonenei zeigt uns eine sonst wohlgeformte Blastula, deren Dach und Seitenwände durch das Fehlen des Dotters nach Eisen-Hämatoxylinfärbung durch ihre helle Farbe von den übrigen Eipartien sehr deutlich abstechen. Bei schwacher V^ergrößerung lallt es schon auf, daß die dotter- freie Eihälfte aus einer helleren apicalen Kalotte und einer viel dunkleren tieferen Zone zusammengesetzt ist. Die Grenzlinie zwischen beiden ist ziemlich regelmäßig nach oben konkav und entspricht vollständig der typischen Marke zwischen großblasiger und koni])akter Plasmaschicht unsrer früheren Versuche. 508 Alexander Gurwitsch / / Die Unterschiede in der Plasmabeschaflfenheit beider genannten Zonen sind ganz enorme und um so auffallender, als sie die regel- mäßige Gliederung des Blastuladaches in einzelne, ziemlich zahlreiche Blastomeren auch nicht im geringsten beeinflussen: die Größe und Konfiguration der einzelnen Zellen bleiben sich ganz gleich, bzw. erstere nimmt gegen den Äquator etwas zu, ganz unbekümmert um ihre Plasmabe- Pig. 4. schaffenheit. Die Grenzlinie zwi- schen beiden Zonen ist, trotz ihrer Schärfe, ohne Belang auch für die in der Nähe ge- legenen Zellgrenzen. Neben Blastomeren, die im ganzen der einen oder der andern Zone gehören , sind auch solche anzutreffen, deren Plasma sozu- sagen gemischten Cha- rakters ist, d.h. welche durch die Grenzlinie durchschnitten werden. Besonders instruktiv ist in dieser Hinsicht die Zellgruppe (Fig. 4), wm neben einer durch- weg vacuolisierten Zelle eine solche, die es zur Hälfte ist, und eine dritte, die nur mit ihrer animalen Spitze von dem Zerstörungsprozeß getroffen wurde. Es fand somit eine regelrechte, typische Abfurchnug der ani- malen, dotterfreien Eihälfte ganz unbekümmert um die Plasmabe- schaffenheit ihrer verschiedenen Abschnitte statt. Die Plasma- struktur erweist sich somit als ganz irrelevant für den ganzen Vorgang der Kern- und Zellteilung: weder das Furchungstempo noch die Zellgröße oder m. a. W. die räumliche Verteilung der Tochter- kerne nach einer Mitose werden durch dieselbe in irgendeiner Weise beeinflußt. Ein Ausschnitt ans dem gleichen Objekt bei starker Vergrößerung (Apochr. 2 mm. C. 0. ^). über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 509 Die Unterschiede in der Plasmabeschaffenheit beider betreffenden Eiabschnitte sind nichtsdestoweniger so bedeutend, als man sich dieselben nur irgendwie denken kann: hier dichtes, regelmäßig gefügtes Plasma, Strahlungen, die bis an die Zellperipherie reichen und sich durchkreuzen, dort eine regelmäßige hochgradige Vacuoli- sation des Plasmas, welche direkt an den pflanzlichen Habitus erinnert, kümmerliche, kurze Plasmastrahlung — und trotzdem weder qualitative noch quantitative Hemmung des Kern- und Zellteilungs- vorganges ! Ich glaube, das Geschilderte mag genügen, um die Überschrift dieses Kapitels vollauf zu rechtfertigen: Es gibt eine Reihe von Zellen, denen wir keine mikroskopische Plasmastruktur in unserm Sinne ansehen können, bei denen m. a. W. die morphologischen Elemente oder Bestandteile eines morphogenen Prozesses ganz unvermittelt innerhalb eines homogen erscheinenden Plasmafeldes auftauchen und ebenso spurlos schwinden. Um die Genese und Beschaffenheit dieser Elemente zu erklären, werden in diesen Fällen diese oder jene hypothetichen Annahmen über den ultra- mikroskopischen Bau des Plasmas gemacht. Wir kennen aber auch Zellarten, wie z. B. Tritonenblastomeren und mehrere andere, in denen wir eine Plasmabeschaffenheit erkennen, welche als eine persistierende, den morphogenen Prozeßen adäquate Struktur angesprochen werden muß, da letztere den ersteren zugrunde liegt, bzw. durch entsprechende Umformungen oder Umbildungen derselben die morphogenen Wandlungen sich kundgeben. Versuche zeigen jedoch, daß auch diese »adäquat« erscheinende Struktur vollständig entbehrlich ist und ihre Zerstörung den Ablauf der morphogenen Prozesse nicht hemmt. Nützt es nun etwa, uns auf das ultramikroskopische Feld zu begeben, wie es vielfach geschieht? Wir haben in diesem Sinne unter anderm zwei Äußerungen aus der allerletzten Zeit zu verzeichnen. Die eine rührt von M. Heiden- hain her und ist ausführlich in seinem Werke »Plasma und Zelle« dargelegt, die andre finden wir bei Ruzicka*): ». . . die eigentliche Plasmastruktur auf ultramikroskopischem Ge- biete gesucht werden muß, es muß eine Micellarstruktur sein« (S. 484). Dieser Satz wird aus den Feststellungen deduziert, daß »auch die mikroskopisch homogene, flüssige Phase des Protoplasmas einen b Ergebnisse von Merkel u. Bonnet für 1906. 510 Alexander Gurwitscli Teil der lebenden Substanz enthalten muß« und erscheint als solcher gewiß begründet. Nun folgen aber darauf Äußerungen, die einer Betrachtungsweise entspringen, welche von der unsrigen diametral verschieden ist und somit an dieser Stelle kritisch besprochen werden mag, damit wir Uber den Begrilf der Plasmastruktur ins klare kommen. »Die Struk- turen, die wir sehen,« sagt Ruzicka, »sind also nicht die wirk- lichen (von mir gesperrt), diese liegen auf ultramikroskopischem Gebiete, während jene sozusagen eine in unsern Sehbereich gerückte Projektion der letzteren darstellen« (S. 4841 Und weiter heißt es: »Doch hat sich Heidenhain mit seinen Darstellungen der Anerkennung der Strukturlosigkeit des Protoplasmas außerordentlich genähert. Denn kann man die Elementarfibrille des Muskels nicht finden, weil sie ultramikroskopisch, molekular ist — was bedeutet dies andres, als daß der Muskel keine mikro- skopische Struktur besitzt? (vom Verf. gesperrt). Die elementare Muskelfibrille ist eine Metastruktur. Als solche ist sie jedoch eine physiologische Vorstellung (von mir ge- sperrt) ohne jeden morphologischen Inhalt« (S. 498). Diese Äußerungen sind für uns insofern von prinzipiellem Interesse, als sie sozusagen typisch für die ganze, von vielen Autoren wie SciiLATER, M. Heidenhain und andern vertretene Anschauung sind, aber noch mehr, weil sie in der Tat die notwendige logische Kon- sequenz jeder Betrachtungsweise sind, welche die mikroskopischen Schwierigkeiten auf ultramikroskopischem imicellärem) Wege zu lösen sucht. Ich will hier jede Zweideutigkeit vermeiden und expressis verbis folgendes hervorheben: wenn die sichtbare Struktur zerstört und wiederum restituiert werden kann, wie es in meinen Zentrifuge- versuchen geschah, so muß selbstverständlich daraus gefolgert werden, daß die betreffende Struktur »keine eigentliche vitale ist, sondern ihrerseits Erzeugnis einer uns nicht bekannten ultramikro- skopischen Beschaffenheit des Plasmas« (Gurwitsch, S. 152) i). Etwas andres ist es dagegen, wenn man die »ultramikroskopische Eigenschaft« durch eine »ultramikroskopische Struktur« hypo- stasiert, wobei mau sich über letztere bindende Vorstellungen bildet und sie sogar direkt für ein Miuiaturbild der mikroskopischen Be- schaffenheit hält. Ich behaupte nun, daß da, wo die mikroskopische Struktur uns 1' Verhancll. <1. Anat. Gesellschaft. 1!H)4. über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 511 einen auf Grund ihrer Beschaffenheit sich abspielenden morphogenen Prozeß nicht erklären kann, eine hypostasierte micelläre, ultramikros- kopische Struktur es ebensowenig zu tun vermag und eine Kon- struktion derselben ganz nichtssagend, oder richtiger gesagt, gar nicht zur Sache gehörend ist. Wenn wir bedenken, daß micelläre und analoge Vorstellungen der Arbeitsmethode der Molekularphysik entlehnt sind, so ist es vor allem angezeigt zu fragen, welcher Art die Anwendung der mole- kularen Betrachtungsweise auf ihrem eigentlichem Muttergebiet denn ist. Es erweist sich ohne weiteres, daß dieselbe auf die Erforschung der Eigenschaften der Materie als solcher, d. h. eines unbegrenzten, beliebigen, in sich homogenen Quantums beschränkt ist. Maschinen- eigenschaften, Maschinenprobleme, kurz alles, was mit Konfigurations- eigenschaften und anomogener Architektonik eines typisch kon- figurierten Systems zusammenhängt, wird wohl kein Mensch aus den molekularen Eigenschaften der zusammensetzenden Teile ableiten wollen. Wenn wir somit lesen, daß »die Strukturen, die wir sehen, sind nicht die wirklichen, diese liegen auf ultramikroskopischem Ge- biete« (Ruzicka, 1. c., vgl. S. 508), so müssen dieser und ähnliche Sätze die allerschwersten Bedenken erwecken. Was ist denn unser eigentliches Problem z. B. angesichts einer karj’^okinetischen Figur ? Ist es ihr räumlich gegliedertes, maschinen- artig anomogenes Gefüge oder die Frage nach der Zusammensetzung ihrer Chromosomen, Strahlen usw. aus einzelnen ultramikroskopischen »Micellen« oder sogar nach rein mikroskopischen ALTMANNSchen Granula? Ich glaube, es wird niemand zögern, sich für ersteres aus- zusprechen. M. Heidenhain hat treffend hervorgehoben, daß die »höheren Funktionen des Organismus« als die nach Dimensionen des Raumes orientierten definiert werden können; diese Orientierung soll den Protomeren im allgemeinen noch nicht eigen sein und »erst auf der Basis der geordneten Zusammenfügung der Protomeren, also erst an räumlich orientierten Strukturen höherer Ordnung zustande kommen« (S. 499). Diese Worte passen aufs beste auf unser beistehendes Beispiel der Karyokinese. Die Differenz unsrer Gesichtspunkte ergibt sich jedoch daraus, daß ich eben in der »geordneten Zusammenfügung« der Proto- meren (von mir gesperrt,! den Kernpunkt der Frage erblicke, während Archiv f. Zellforschnng. II. 34 512 Alexander Gurwitsch Heioenhaix (uud die micelläre Betrachtuugsweise im allgemeinen) sein Interesse den Eigenschaften der Protomeren widmet und die »geordnete Zusammenfüguug« gewissermaßen »von selbst« hervor- geheu läßt. Dieser kleine Exkurs mag genügen, um die Sachlage in unsrer speziellen Frage zu klären. Der Vergleich der Beschalfenheit des Zelleibes in den Zellen beider Zonen unsres Objektes 'Fig. 3) ergibt uns, daß der präsumierte Mechanismus der Zellteilung straflos zerstört werden darf An Stelle einer »Maschine« haben wir nur die sie zusammeusetzende »Materie« gewissermaßen in ihren Urzustand versetzt, aber nicht beschädigt. Stehen wir nun auf dem »Micellar- boden«, so behaupten wir, daß diese architektonisch formlose, d. h. aus Protomeren bestehende »Materie« vermöge der Eigenschaften der Protomeren selbst, sich wiederum zu einer räumlich orientierten Maschine auf bauen kann. Es erscheint aber dieses direkt absurd, wenn wir nicht eine der beiden Hilfsanuahmen dazu machen: ent- weder sind die »Micelleu« verschiedenartig in ihrem Bau oder Eigen- schaften, oder ist die Verteilung in der »formlosen Materie« doch nach einer bestimmten Gesetzlichkeit anomogen. Beides entrückt wiederum das Problem dem micellaren Boden, auf welchen es zurück- geführt werden sollte. Soweit die lokalisierenden Faktoren der Zellteilung auf räumlich im Zelleibe verteilten Verschiedenheiten des Plasmas beruhen, müssen sie somit durch den experimentellen Eingriff unfehlbar irgendwie beeinflußt oder alteriert worden sein, denn es ist ja ganz offenbar, daß die Plasmateile dabei in hochgradiger Weise verschoben wurden. Daß die Furclmug trotzdem und ungestört verlief, kann in zweierlei Weise erklärt werden. 1. Es ist denkbar, daß die als lokalisierender Faktor tätige Anomogeneität des Plasmas der Art ist, daß die voi-gekommenen Alterationen derselben das Wesentliche an ihr nicht beeinträchtigen; dies wäre z. B. der Fall, wenn es sich um polare Verschiedenheiten des Plasmas längs der Eiachse gehandelt hätte, die ja durch die Zentrifuge eher verschärft werden. 2. Wäre es denkbar, daß doch, entgegen der vielfach ver- tretenen Annahme von einem Zusammenwirken von Kern uud Plasma, der zeitlich uud räumlich das Zustandekommen der Zell- teilung bestimmende Faktor nur im Kern (bzw. im Cytoceutrum zu suchen sei? über Prämissen und anstoßgebeude Faktoren der Furcliuno- usw. 51B II. Teil. Über die Vorbedingungen zur Furchung im zentrifugierten Froschei. Zur Entscheidung in dem einen oder dem andern Sinne ließ ich mich durch folgende Erwägungen leiten. Denken wir uns z. H. einen Fall verwirklicht, welcher den experimentellen Erzeugnissen von Wilson und Boveki am Seeigelei analog wäre : es erfolge eine wiederholte Kernteilung ohne ent- sprechende Abfurchung, worauf eine simultane Mehrfachteilung des Eies, entsprechend der Anzahl und der Lagerung der vorhandenen Furchungskerne nachfolge. Wir dürfen annehmen, daß in der Kegel wenigstens die Furclmngskerne innerhalb des ungeteilten Plasmateiles die ihnen normaler Weise zukommenden Stellungen einnehmen, daß somit, nach verspäteter Abfurchung des Eies, ein in jeder Hinsicht der Norm entsprechendes Entwicklungsstadium erreicht wird. Stellen wir uns nun vor, daß die Furchungskerne während des syncytialen Zustandes des Eies innerhalb desselben künstlich ver- schoben wären, und zwar derart, daß nicht nur eine Vertauschung ihrer Lage, sondern auch z. T. wenigstens auch eine von der Norm abweichende Verteilung derselben in bezug auf die Eiachseu statt- linden sollte. Denken wir uns nun jetzt die den Furchungsvorgang bis dahin hemmende Ursache aufgehoben: was haben wir nun von der weiteren Entwicklung zu erwarten? Das Froschei gehört entschieden nicht zu denjenigen, bei denen eine streng typische (in bezug auf die Eiachse; Furchung zum not- wendigen Postulat gehört. Es wäre vielmehr an und für sich sehr wahrscheinlich, daß, entsprechend der neuen Kerngruppierung, eine atypische simultane Zerklüftung der ungefurchten Plasmamasse erfolgen kann, aber unter bestimmten Voraussetzungen, die sich folgendermaßen rubritizieren lassen; A. Sind die Kerne, unter sich oder die verschiedenen Plasma- territorien untereinander verglichen, in jeder Hinsicht identisch, so kann die »Verschiebung« der Kerne keine weiteren Folgen nach sich ziehen. B. Ist nur der Kern oder nur das Plasma für das Zustande- kommen des Zellabgrenzungs-(Furchungs-iaktes maßgebend, so können auch eventuelle Verschiedenheiten innerhalb der Kerne oder der be- treffenden Plasmabezirke von keiner weiteren Wirkung sein, da es 34* 514 Alexander Gurwitsch ja selbstverständlich zur Voraussetzung gehört, daß Kerne und Plasma sich in einer Verfassung befinden, welche den Teilungsakt erheischt und es sich nur nm den Faktor handelt, welcher den unmittelbaren Anstoß, das »wann und wie« des Vorganges angibt. C. Sind aber beide Partner, Kern und Plasma, in letzt- erwähnter Weise an dem Teilungsvorgange beteiligt, so müssen natürlich in diesem Fall regionäre Verschiedenheiten der Plasma- bezirke bzw. der einzelnen Furchungskerne einen Rückschlag auf das Zustandekommen der Zellabgrenzungen ausüben, indem der Fall sich ereignen kann, daß ein bestimmter Kern zu einem bestimmten Plasmabezirk, wohin er künstlich verpflanzt wurde, »nicht paßt«. Wie wir uns im speziellen diese als möglich präsumierten »Ver- schiedenheiten« denken, kann vorläufig unberücksichtigt bleiben. Es ist klar, daß dieselben mit den Verschiedenheiten der prospektiven Potenzen durchaus nicht verwechselt werden dürfen, da ja unsre Fragestellung sich auf ganz andre Erscheinungen bezieht. Ich beschränke mich hier, um die Sachlage zu klären, auf den Hinweis, daß z. B. die Preßversuche von 0. Hertwig und andern, durch welche meines Erachtens die Gleichw’ertigkeit der Furchungs- kerne in bezug auf ihre prospektiven Potenzen sehr überzeugend dargetan wird, für unser Problem nichts aussagen, da, soweit aus den Versuchsbedingungen zu ersehen, die Kerne aus ihrem normalen Milieu, aus dem für dieselben »passenden« Plasma, nicht herausgerissen wurden. Ich glaubte nun , auf Grund dieser Erwägungen annehmen’ zu dürfen, daß unter Verwirklichung entsprechender Versuchshedingungen bzw. nötiger Kontrollversuche das Ausbleiben einer nachträglichen Abfurchung in einem experimentell »syncytial« gemachten Froschei auf die letzterwähnte Eventualität (C.) hinweisen muß und somit die am Schluß des vorigen Kapitels aufgeworfene Frage beantwortet werden kann. Um das Froschei in den nötigen syncytialen Zustand zu ver- setzen, habe ich ein Verfahren eingeschlagen, welches, wie so oft bei biologischen Experimenten, erst auf Umwegen zum Ziel führte: das von mir Erwünschte war aus technischen Gründen nicht zu erreichen, die Ergebnisse der Versuche gaben mir aber trotzdem die nötige Auskunft in ganz unverhofi'ter Weise. Ich versuchte nämlich die Eier auf verschiedenen Fnrchungs- stodien zu zentrifugieren, und hoffte dabei, durch den Andrang der über Prämissen und anstoßgebeude Faktoren der Furchung usw. 510 Dotterplättchen die Zellgrenzen zu zerstören und sozusagen eine Zell- fusion zu erzeugen, in welcher dann die typische Schichtung der Plasmabestandteile auftreten müßte. Die Kerne müßten, ihrem ent- sprechenden spezifischen Gewichte entsprechend, sich in einer be- stimmten Eiregion gruppieren, somit ihre ursprünglichen Stellungen aufgeben. Nachdem sich das Ei vom Eingriff erholt hätte, könnten die Kerne die Wanderungen vornehmen, wobei infolge des total ver- änderten Eigefüges und des stark divergenten spezifischen Gewichtes der künstlich erzeugten Eizonen anzunehmen wäre, daß die Kerne im allgemeinen in ihre ursprüngliche Stellung nicht zurückgelangen. Es wäre nun zu prüfen, wie und ob überhaupt die Furchung wiederum einsetzen könnte. Mit der mir zur Verfügung stehenden Zentrifuge gelang es mir nicht, das Zerstörungswerk im gewünschten Maße zu vollziehen. Die Zelloberflächen erwiesen sich in den meisten Fällen fest genug, um dem Andrang der Dotterplättchen nicht nachzugeben, und blieben bis auf wenige Ausnahmen intakt. Innerhalb jeder Elastomere spielten sich jedoch die bekannten Vorgänge der Plasmaschichtung und der Zurückdrängung der Dotterplättchen in eine Zellecke ab. Je kleiner die Elastomeren, desto geringer war der Einfluß des Zentrifugierens, was sich vor allem an der Pigmentwanderung erkennen ließ. Indem in den animalen Zellen des früheren Morulastadiums sehr bald die oberflächliche Pigmentschicht in die Tiefe rückte und die Eioberfläche sich in schmutziggelber oder aschgrauer Farbe verfärbte, blieb an späteren Furchungsstadien jede Spur des Eingriffs, von der Abflachung bzw. Einstülpung des Elastuladaches abgesehen, aus. Durch diesen Mißerfolg entmutigt, überließ ich die Eier des 4-Zellenstadiums und der nächsten Furchungsschritte ihrer Weiter- entwicklung, wobei etwa 30 Vierer isoliert und jedes einzeln frisch untersucht wurde, wobei eine völlige Identität des Außenbildes bei Lupenvergrößerung konstatiert wurde. Es wurden davon einige sofort fixiert, die übrigen in drei Portionen, die letzte nach 24 Stunden. Eei näherer Untersuchung des spätesten Stadiums ergaben sich recht eigentümliche Zustände, welche mir, wie gesagt, und zwar viel klarer, als es bei der beabsichtigten Versuchsanordnung sein konnte, die gewünschte Auskunft gaben. Nach 10 Minuten Zentrifugierens hob sich die animale Hälfte sehr scharf durch ihre helle schmutziggelbe Farbe von der dunklen 516 Alexander Gurwitsch tieferen Übergangszoue und der weißen vegetativen Hemisphäre ab. Die eigentümliche Verfärbung rührt von der kompletten Ver- drängung des Pigmentes von der Eioberfläche ziemlich tief in das Eiinnere her. Die Untersuchung auf Schnitten ergab die bekannte, sehr regel- mäßige Schichtung von .großblasigem Plasma an der animalen Ober- fläche, eines dichteren, dotterfreien in der Tiefe; letztere Schicht schnitt sehr scharf gegen den Dotter ab. Die Kerne waren stets innerhalb der dichten Schicht in der Kühe der Dotteroberfläche gelagert. Die nähere Prüfung der Schichtung innerhalb der einzelnen Klastomeren gibt uns interessante Aufschlüsse über die Konsistenz der Fig. 5. p G Zentrifugiertes Froschei auf dem 4-Zellenstadium, gleicli nach Herausnahme aus der Zentrifuge fixiert. K = Kern, /' = I’igmentstraße, 2 fache der be- nachbarten Zellen beträgt. Sein (gelappter) Kern ist entsprechend groß, ohne irgend Avelche Anzeichen von Degeneration. Rein deskriptiv ist somit die Kernplasmarelation streng ge- wahrt 2). Es ist auch sehr wohl denkbar, daß das ÜERTWiGsche Prinzip eine Erklärung für die Entstehung der eigentümlichen Riesenkerne abgeben kann, welche in den Syncytien verschiedener Eiarten, u. a. auch in unsern Objekten, auftreteu; es müßte dabei schon der Begriff der »Kernplasmaspannung« in Betracht kommen, indem man annimmt, daß die Kerne die ausgebliebene Zellteilung zum Teil wenigstens da- durch zu kompensieren streben, daß sie ihr Volumen vergrößern, um dasselbe nach Möglichkeit dem großen zugehörigen Plasmaterritorium auzupassen. Die weit verbreitete Annahme, daß die syncytialeu Rieseukerne sich stets in voller Degeneration befinden, bedarf, meiner Annahme h Experimentelle Zellstudien. Archiv f. Zellforschung. I. Band. Heft 2/3. -] Auf die Frage des Zustandekommens dieser Zellen kommen wir im weiteren zurück. über Prämissen und anstoßgebeude Faktoren der Furchung usw. 537 nach, einer bedeutenden Korrektur. Daß dieselben fast ausnahmslos ihren Lebenszyklus mit vollständiger Degeneration abschließen, scheint auch mir unbestreitbar zu sein. Es folgt aber daraus noch nicht, daß die aufsteigenden Glieder ihres Evolutionszyklus, d. h. die Volum- zunahme schon an und für sich mit Degeneration synonym ist. Ab- gesehen davon, daß für diese Behauptung jeder tatsächliche Beleg fehlt, möchte ich auf die Fälle der riesigen syncytialen Kerne der Dotter- syncytien hinweisen, denen mit guten Gründen eine Rolle bei Ver- flüssigung und Resorption des Dotters, somit eine rege funktionelle Tätig- keit zugeschrieben wird. Ich konnte mieh an meinen Objekten vielfach überzeugen (Fig. 12, 15, 16), daß Riesenkerne stets in entsprechend großen abgegrenzten Plasmaterritorien liegen, und icb glaube daher, daß wir allen Grund haben, in der bedeutenden Größenzunahme der im syncytialen Felde verbleibenden Kerne einen Kompensationsvorgang im Sinne der HERTWiGschen Kernplasmarelation zu erblicken i). Gerade diese Tatsaehenkategorie ist es jedoch, welche uns die Augen über die Einseitigkeit der Auffassung der »Kernplasmaspannung« öffnen muß und zugleich die letzte Konsequenz aus der HERTWiG- schen Lehre, die Auffassung der Spannung als anstoßgebendes Mo- ment der Zellteilung, zu verwerfen zwingt. Das HERTWiGsche Prinzip ist nämlich nur einem Spezial- fall der Zell Vermehrung angepaßt und kann bei vielen andern Kategorien gar nicht in Betracht kommen. Ich hatte schon eingangs vorgeschlagen, den Begriff »Zellab- grenzung« als den allgemeinsten Ausdruck für die Entstehung eines neuen Zellindividuums anzuwenden. Dasselbe scheint mir unent- behrlich zu sein, da auch die »Abknospung« der Zellen, welche ja für viele Fälle ausreicht, wo die »Zellverteiluug« versagt, auch ihrer- seits bei einer Reihe von Fällen nicht zutreffend ist. Ich habe dabei folgende Entstehungsmöglichkeiten von Zellen im Sinne. 1. Die sogenannte freie Zellbildung, wie dieselbe namentlich in pflanzlichen Objekten ein häufiges Vorkommnis ist. Ich möchte aus ■) In der soeben erschienenen, oben bereits angeführten Abhandlung von GoDLEWSKi handelt es sich u. a. ebenfalls um Bildung von Riesenkernen in ungefurchten Partien des Echinideneies. Verf. führt jedoch die Entstehung der- selben auf Zusammenfließen mehrerer normaler Kerne zurück. Ich beschränke mich hier auf die Angabe, daß ein analoger A^organg in meinen Objekten aus vielen Gründen unannehmbar erscheint. Ich komme bei andrer Gelegenheit darauf zurück. ö38 Alexander Gurwitsch dieser Kategorie die Bildung der Sporen in den Asci der Schlauch- spitze (Ascomycetes) und die Keimbildung einiger Gymnospermeu au- fllhren. Es sind namentlich die ersten, von Harper an Enjsiphe beschriebenen Prozesse von besonderem Interesse: in dem großen, kontinuierlichen Plasmaschlauch des Ascus verteilen sich in bestimm- ten Abständen voneinander acht Kerne. Aus einem Kernpol, der spitz ausläuft, bildet sich ein ellipsoider Kernplasmamantel, welcher eine bestimmte Plasmaportion allseitig abgrenzt, und dadurch ist die Bildung von acht freien, einander nicht berührenden und im restieren- den, noch vorhandenen Plasma des Ascus verteilten Zellen vollzogen. 2. Analoge, nicht weniger instruktive Sporenbildung wurde bei verschiedensten Protisten von Schaudinn, Goldschjiidt u. m. A. geschildert. 3. Abknospung von kleinen Zellindividuen an der Oberfläche eines größeren (ev. syncytialen) Plasmaterritoriums. Es gehören z. B. hierher die Mikrogametenbildung der Coccidien (vgl. Clossia octojjinna nach Siedlecki) und die ganz analoge Indi- vidualisation junger Eizellen an der Oberfläche des ovariellen Syn- cytiums bei Appeudicularien (nach Salenskv, Taf. XVII, Fig. 8)i). Sollte der strikte Nachweis von echter Abfurchung der Mero- cyten aus dem Dottersyncytium gelingen, so gehört selbstverständlich letzterer Vorgang auch in diese Kategorie. 4. Das Wichtigste für uns ist aber, daß auch der Furchungsvor- gang vielfach unter den Begritf der »Zellabgrenzuug« fällt und sich sehr verschieden von echter Zellteilung im Sinne einer »Zell- halbierung« gestaltet. Abgesehen von der superfiziellen Furchung der Arthropodeneier, deren Verhältnisse mir nicht ganz klar in cytologischer Hinsicht zu sein scheinen, möchte ich mich vor allem auf die verschiedenen, experimentell erzeugten Fälle von simultaner Mehrfachteilung von Eiern, in denen bereits wiederholte Kernteilung stattfand, berufen. Es ist dabei kein seltenes Vorkommnis, daß um die Kerne herum sich bestimmte Plasmaterritorien abgrenzen, wobei daneben größere, ev. vielkernige Eibezirke auch des weiteren uugefurcht verbleiben. Außerordentlich instruktiv sind in dieser Hinsicht die Bilder der par- thenogenetischen Entwicklung von Macfra, die wir in der soeben er- schienenen Arbeit v. Küstaneckis finden 2). P Memoires de 1 Acad^mie Imperiale des Sciences de St. Petersbourg. Bd. XV. Nr. 1. 2 Archiv f. mikr. Anatomie. Bd. 72. 1908. über Prämissen und anstoiSgebende Faktoren der Furchung usw. 589 Meine Objekte liefern in dieser Hinsicht eine reiche Fundquelle, wobei man sich allerdings vor Irrtümern zu hüten hat. Es wurden nämlich in unleugbarer Weise von den Elastomeren, zumal unsrer abnormen Objekte, zuweilen recht ausgiebige Orts- verschiebungen und Wanderungen vorgenommen, wobei es sich nicht gar zu selten ereignet, daß einzelne kleinere Elastomeren in ein großes ungefurchtes Plasmafeld hingeraten und entweder an dessen Oberfläche verweilen oder sich tiefer vergraben ; mau erhält in diesen Fällen leicht den Eindruck, als ob die Elastomeren sich von der Oberfläche der syncytialen Massen abschnürten oder sogar endogen in derselben entstünden. Wir besitzen glücklicherweise ein Kriterium, welches uns in den meisten Fällen instand setzt, uns mit Sicherheit über die autochthone oder allochthone Herkunft der betreffenden Elastomere auszusprecheu : es sind nämlich die Kaliberverhältnisse der Dotterplättchen, die nicht unbedeutend in den verschiedenen Eiregionen difierenzieren. Aber auch bei der größten Skepsis wird man nicht verkennen können, daß z. E. in den in Fig. 14 dargestellten Fällen echte »freie« Elastomerenbildung vorliegt. Der zahlreichen Abknospungen wurde schon vorhin gedacht. Ich glaube, es dürfte kaum jemand bestreiten, daß »Zellteilung«, »Zellabknospung« und »freie Zellbildung« ihrem Wesen nach identische Prozesse sind, bei welchen kaum au einen prinzipiellen Gegensatz ge- dacht werden kann. Es läßt sich dieses, beinahe zum Überfluß, durch Übergangsfälle nachweisen, deren Unterbringung in eine der Kate- gorien direkt Geschmackssache ist; so ist z. E. die Ausstoßung eines Richtungskörpers doch Abknospuug und typische iuäquale Zellteilung zugleich usw. In all den Fällen der Abkuospung und freien Zellbildung ist die Eerufung auf eine Keruplasmaspannung als anstoßgebendes Moment bei der Zellteilung nicht durchführbar. In der Tat, nehmen wir zu- nächst die Fälle der »freien Zellbildung« vor; es erweist sich hier a posteriori, daß die verfügbare Plasmamenge des Ascus für die be- treffenden Kerne viel zu groß war, da letztere sich nur kleinere ellipsoide Eezirke aus dem reichlichen umgebenden Material um- grenzten. Es konnte somit hier keine Kernplasmaspannung bestanden haben, wenn man dieselbe nur in dem Sinne faßt, daß der Kern zeitweilig zu klein für das zugehörige Plasma wird; will man dagegen das Prinzip erweitern und auch dann eine Kernplasmaspannung an- nehmen, wenn der Kern zu groß für das betreffende Plasniafeld ist, 540 Alexander Gurwitsch SO ist erst recht nicht einzusehen, wie die Spannung hier das zeit- lich bestimmte Moment für den Eintritt der freien Zellbildung ah- geben konnte, da es ja dem Kern in jedem Augenblicke frei stand, sich ein Plasmastück »nach seinem Maß« abzugrenzen. Fig. 14. Drei Schnitte aus einem Ei. Partielle Abfurchung eines rein plasmatischen Quadranten, r = IJngefurchte Abschnitte. Dieselben Erwägungen können uns auch bei Betrachtung der Abknospungen leiten, wie solche z. B. hei Entstehung der Richtungs- körper, der Zellulisation der Merocyten, der Bildung der Sporozoiten und in vielen andern Fällen Vorkommen. Das Mißverhältnis zwischen dem Kernvolum und dem großen Plasmafeld ist in all diesen Fällen gleich bedeutend, ungeachtet über Prämisseu uud anstoßgebende Faktoren der Furcluing usw. 541 dessen, ob der Kern noch etwas an Größe zugenonunen hat oder nicht. Es muß somit außer den natürlich nicht auszuschließenden Kernplasmaspannungen noch ein Faktor, und zwar der entschei- dende hinzukommen, um in diesen Fällen das Zirstandekommen des Zellabgrenzungsvorganges zu veranlassen. Dann ist aber eben die Kernplasmaspannung nicht das ausschlaggebende Moment bei der Zellabgrenztxng. Um so mehr scheint aber dies konstante Verhältnis zwischen Kern- und Plasmavolum von Belang zu sein bei der Bestimmung des Volumens der sich abgrenzenden oder abknospenden Plasmamengen. Es hängt sozusagen das »wie«, nicht das »wann« oder »daß über- haupt« der Zellabgrenzung von der Kernplasmaspannung ab. Man möchte beinahe sagen, die Kernplasmaspannung im Sinne E. Hertwigs sei ein »regulatives«, aber kein »konstitutives« Prinzip der Zellvermehrung. b) über das Wesen der »Zustandskoinzidenz« von Kern und Plasma als anstoßgebendes Moment der Zellteilung. Ich habe am Schlüsse des zweiten Kapitels ganz kurz angedeutet, daß das eigentümliche Verhalten unsrer Objekte nicht als »Schä- digung« einzelner Eibezirke aufgefaßt werden darf, sondern uns auf eine Störung des Abhängigkeitsverhältnisses zwischen Kern uud Plasma hinweist, welches bei normalem Geschehen wohl in der Eegel unmerkbar bleibt. Ich hielt die Schlußfolgerung für unabweisbar, daß, falls dieses Verhältnis, welches ich »Zustandskoinzideuz« nennen will, gestört wird, die Zellabgrenzung in unsern Objekten ausbleibt. Es wäre nun zu prüfen, ob nicht auch der umgekehrte Schluß berechtigt erscheint, indem man den Zeitpunkt des Eintretens dieser »Zustandskoinzidenz« für das anstoßgebende Moment des Aktes der »Zellabgrenzung« erklärt. Um den verschiedenen, anscheinend so heterogenen Tatsachen, die ich oben geschildert habe, in einer kurzen Formel gerecht zu werden, läßt sich nun folgendes aussagen; Bei den ersten, dem experimentellen, auf dem 4-Zellenstadium erfolgten EingrilSfe, nachfolgenden Furchungsschritteu tritt in ver- schiedenen Eiregionen ein eigentümliches Mißverhältnis zwischen Kern und Plasma auf, welches die Furchung vereitelt. Dieses Mißverhält- nis muß in topographisehen Störungen des Eigefüges beruhen, wobei 542 Alexander Gurwitsch es sich vielfach ereignen muß, daß ein Teil der Kerne in ein für ihn ' nicht passendes Plasmafeld hingerät. ! Dieses Mißverhältnis ist jedoch korrektionsfähig, was daraus her- | vorgeht, daß eine nachträgliche partielle Abfurchung noch unter Um- ständen erfolgt. Letzteres zeigt uns, daß es sich nicht um imma- nente spezifische Verschiedenheiten der beiden Komponenten handeln kann. Es tritt somit die richtige »Kernplasmakoinzidenz« da auf, wo sie vorher nicht bestanden hat; sie enthält somit einen zeitlichen Faktor, welcher vor allem notwendig ist, um als anstoßgebendes (mit andern Worten: zeitbestimmendes) Moment der Zellvermehrung zu sein. Wir müssen dabei bedenken (und das ist vor allem wichtig), daß wir es hier ja mit Zellen d. h. Eiteilen zu tun haben, die an sich betrachtet teilungsreif und teilungs- lustig sind, da sie ja in lebhafter Furchung begriffen sein sollten. Die »Nichtkoinzidenz« ist somit hier der wirklich abhaltende Faktor und umgekehrt, das Eintreffen der »Zu- standskoinzidenz« gibt einen unmittelbaren Anstoß zum Zellbildungsakt. Man kann sich auch so ausdrücken, daß eine Hemmung zur Teilung aufgehoben wird und darauf die Zellabgrenzung durch die schon reif gewesenen Komponenten erfolgt. Es ist nun vor allein von Wichtigkeit, beantworten zu können, ob wir es hier mit einer primären oder sekundären Eegulation im Sinne Drieschs zu tun haben. Nur im ersteren Fall ließen die Er- gebnisse eine Verallgemeinerung zu. Die Antwort darauf kann vorläufig nur hypothetisch sein. Ich will zunächst den Versuch machen, über die Natur der an- fänglichen »Nichtkoinzidenz« von Kern und Plasma und der nach- träglichen Korrektion bzw. Regulation dieses Verhältnisses etwas nähere Vorstellungen zu gewinnen. Ich glaube, daß uns hier vor allem die Zusammenstellung meiner Ergebnisse mit den älteren Versuchen 0. Schultzes von Nutzen sein wird. Froscheier wurden in Zwangslage befestigt und an einem Klino- staten so langsam rotiert, daß eine volle Umdrehung innerhalb 4 Stun- den vollzogen wurde. Es trat keine Furchung ein, die Eier starben sehr frühzeitig ab, wobei sie sich grau verfärbten. »Dieses Resultat«, schreibt R. Hert- Uber Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 543 wiG, »ist nicht wunderbar. Denn indem die Schwerkraft auf die Gruppierung der im Ei verteilten ungleich schweren Massen in be- ständig wechselnder Eichtung wirkte, mußte ein völliges Durch- einanderrühren der Teile bewirkt und somit jede Entwicklung un- möglich gemacht werden.« Ich glaube, dieses Urteil muß angesichts der Ergebnisse des Zentrifugierens modifiziert werden. — Bei der äußerst langsamen Rotation und bei der Zähigkeit des Eiplasmas konnten im Ei keine derartig lebhaften und ständig neuen Störungen erzeugt werden, daß sie dem Furchungsmechanismus an und für sich hinderlich sein könnten. Es muß somit nur das Schlußergebnis des Eingriffes als deletär angesehen werden’). Wenn man nun bedenkt, daß durch das ScHULXZEsche Experi- ment zum erstenmal eine weitgehende Desorganisation des Eigefüges erzielt wurde und sich gleich als deletär erwies, so mag es begreif- lich sein, daß die Ergebnisse derselben »nicht wunderbar«, sogar selbstverständlich erscheinen dürften. Erfahren wir aber nun nachträglich, daß das Eiplasma des Amphibieneies in sehr hochgradiger, freilich von der ScHULTZEschen abweichenden Weise ungestraft desorganisiert werden darf, so wird die Sachlage eine wesentlich andre, und es muß nach dem Grund geforscht werden, welcher die so divergenten Ergebnisse erzeugt. Das Erzeugnis meiner Experimente ist nun ein direktes Gegen- stück zu den ScHULXzEschen Resultaten. Indem letzterer alle polaren Gegensätze in der Eisubstanz ver- nichtete, die ganze Eikugel zum homogenen Substanzgemenge machte, treibt die Zentrifuge meiner Versuche die normale Schichtung des Froscheies sozusagen auf die Spitze, bis zum Extrem. Es erweist sich aber gleich, bei Gegenüberstellung der verschiedenen im ersten Kapitel geschilderten Typen, daß in dieser Richtung ein »zuviel« gar nicht ge- schehen kann. Erfolgt eine nachträgliche Vermengung der künstlich gesonderten Zonen (Froscheier meiner ersten Versuchsserie) oder unter- bleibt dieselbe (Fig. 3i, der Furchung geschieht dadurch kein Eintrag. 1) Es läßt sich letzterer Schluß auch durch die Ergebnisse der bekannten Versuche Borns bekräftigen; wurden Eier in Zwangslage um 180® gedreht, so geschah eine allmähliche ümlagerung der Eisubstanzen entsprechend der Schwer- kraft, wobei in der Mehrzahl der Fälle die schwerere Dottersubstanz vom oberen zum unteren Pole der Eioberfläche entlang wandert. Sinkt dagegen letztere direkt nach unten durch die Eimitte, d. h. erfolgt eine wirkliche Durchmengung der Eisubstanzen, so bleibt die Weiterentwicklung aus. Archiv f. Zellforschung. II. 36 544 Alexander Gnrwitscli Wir sind somit zum Schlüsse berechtigt, daß die unendliche Toleranz des Eiplasmas gegen Störungen ihres Gefüges immerhin das eine Postulat zur Voraussetzung hat: es müssen die vorhandenen polaren Gegensätze im selben bis zu einem gewissen Grade gewahrt bleiben. Der ScHULTZESche Versuch stellt gewissermaßen ein ideell strenges äquipotentielles System künstlich dar, und das Ergebnis, daß ein solches gar nicht entwicklungsfähig ist, dürfte darauf hinweisen, daß das von Driesch gestellte Problem, wie es an einem »prospektiv gleichartigen Material zum Eintritt einer Verschiedenheit gerade an diesem oder gerade an jenem Ort komme«, vielleicht doch gegen- standslos ist. Für unser spezielles Problem ist es vor allem von Wichtigkeit, daß für den elementaren Vorgang der Zellteilung (Furchung) unter allen erdenklichen mechanischen Störungen des Eigefüges i) nur diejenige sich als hinderlich erweist, welche alle topographischen Gegensätze im betreffenden Plasmaterritorium verwischt. Es wird daher gewiß berechtigt erscheinen, die Sachlage auch so aufzufassen, daß unter den Prämissen für das Zustandekommen einer Teilung auch das Vorhandensein einer bestimmten Polarität^) derselben gehört. Es bliebe aber dabei eine offene Frage, ob es sich um eine immanente Polarität handeln muß, oder ob dieselbe vielmehr aus inneren Momenten periodisch anftritt bzw. von außen induziert wer- den kann. b Umdrehung in Zwangslage, Zentrifuge, Zusamiuenpressen usw. Ich bin mir bewußt, daß der Ausdruck »Polarität« vielleicht nicht ganz glücklich für die vorliegende Sachlage gewählt ist, da, wie Driesch ganz richtig hervorhebt, das, »was man ganz allgemein . . . unter Polarität (nach Driesch ,Intimpolarität‘) versteht, mit Baudifferenzen in Richtung einer Achse nicht ver- wechselt werden darf« (Ergebnisse 1905, S. 635). Ich will jedoch trotzdem diese Bezeichnung bis auf weiteres beibehalten, und zwar aus folgenden Gründen: 1. Obzwar die normale Schichtung des Froscheies, wie sie in der Dotter- verteilung usw. sich kundgibt, mit der »Polarität« im Sinne der Entwicklung nichts zu tun hat, kann sehr wohl ein so vollständiges Durcheinanderrühreu sämtlicher Eisubstanzen , wie dasselbe im ScHULTZEschen Versuch geschieht, auch die »Polarität« des Eies in ihrer allgemeinsten Fassung (als ein Orientiert- sein der prospektiven Potenzen der Eiteile nach bestimmten Eiachsen) zerstören bzw. aufheben. 2. Wird uns die Bezeichnung »Polarität« unentbehrlich im weiteren für die hypothetisch angenommene Anomogenität des Kernes. über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 545 Wir können nun einen Schritt weiter tun, um, sei es auch in hyjjothetischer Weise, dem Wesen unsrer »Zustandskoinzidenz zwischen Kern imd Plasma« etwas näher zu treten. Es handelt sich um eine, allerdings hypothetische Annahme, daß in ähnlicher Weise wie jeder Eizelle (wohl überhaupt jeder Zelle) auch dem Zellkern als solchem eine bestimmte Polarität zukomme, die selbstverständlich mit der von Rabl u. m. A. beschriebenen morphologischen Polarität durchaus nicht verwechselt werden darf. Dieses zugestanden, wird es ein leichtes sein, die merkwürdigen, bei unsern Versuchen sich ergebenden Erscheinungen zu erklären. Vorausgesetzt, daß zum Zustandekommen einer Zellteilung (Zellabgrenzung) ein Zusammentreffen der »Plasmapolari- tät« mit der »Kernpolarität« notwendig ist, werden die perturbatorischen Momente wie die Meniskusbildung u. a. (vgl. oben S. 528] genügen, um die nötige Koinzidenz zeit- weilig aufzuheben. Die Zellteilung unterbleibt sodann, in sekundärer Weise zum Teil auch die Kernteilung. Die nachträgliche Abfurchung bzw. Abknospung kleiner Elasto- meren von den großen ungefurchten, vielkernigen Massiven, die partielle »Korrektion« des Mißverhältnisses, könnte sodann der Er- klärung keine Schwierigkeiten mehr bieten, da es ja sehr wahr- scheinlich erscheint, daß der eine oder der andre Kern sich richtig einstellt. Dasselbe Erklärungsprinzip ließe sich natürlich auf die Mero- cytenabfurchung und die andern Beispiele der »Zellabgrenzung«, die ich oben anführte, ausdehnen. Den Hauptwert meiner hypothetischen Erklärungsweise erblicke ich jedoch in der Möglichkeit, einem der schwierigsten biologischen Probleme mit einer neuen heuristischen Waffe näher treten zu können. Es dürfte wohl kaum eine zweite Tatsache der Ontogenese unserm Verständnis so viel Schwierigkeit bereiten als die Verteilung der sporadischen Teilungen in homogenen, zumal langsam wachsen- den Geweben. Wenn wir in einer Epithelschicht oder einem ähn- lichen homogenen Gewebe eine unter vielen Hunderten von gleich- artigen Zellen in Karyokinese erblicken, so liegt die Schwierigkeit für die Erklärung, warum »gerade diese Zelle und gerade zu dieser Zeit« sich teilt und die benachbarten nicht, vor allem darin, daß die sonstigen, als veranlassende Momente heranzuziehenden Fak- toren, wie Ernährungsverhältnisse, äußere Einwirkung, prospektive 36* 546 Alexander Gurwitsch Bedeutung, Qualitäten, Genealogie der betreffenden Zellen, soweit er- ' sichtlich, sich als völlig gleichartig erweisen. Um für das scheinbar »Zufällige« an der topographi- schen und zeitlichen Lokalisation des sporadischen Ge- schehens eine Erklärung zu finden, muß man an ein Zu- sammentreffen zweier oder mehrerer Momente denken, die voneinander unabhängige Variablen sind. Das Zusammen- treffen solcher Faktoren wird stets im gleichen Sinne »zufällig« sein wie der Ausfall einer Nummer in der Roulette usw. Ich möchte an dieser Stelle hervorheben, daß letztere These nicht so als Ausfluß rein spekulativer Erwägungen als zum Teil we- 1 » nigstens eine fast unabweisbare Folgerung aus den faktischen Ergeb- nissen der vorliegenden Arbeit anzusehen ist. Denn das eigenartige I Verhalten unsrer Objekte hat uns in der Tat die Anwesenheit zweier j Partner aufgedeckt, die, an sich genommen, die nötigen Prämissen zur Zellbelebung wohl zu besitzen scheinen, der Teilungsakt aber trotzdem infolge fehlerhafter Koinzidenz derselben vereitelt wird. i Es liegt somit hier mit größter Wahrscheinlichkeit ein Beleg für den i oben aufgestellten Satz von den zwei unabhängigen Variablen vor. ■ Es darf mir hier nicht eingewendet werden, daß Kern und ! Plasma keine »unabhängigen« Variablen sind, da ja das intimste I Wechselverhältnis zwischen beiden eine längst bewiesene Tatsache ' | ist. Es handelt sich ja nur um die Eigenschaften der beiden Kom- j ( ponenten in bezug auf den Teilungsakt, und es soll nur gesagt h werden, daß weder K=f (P), (Ä'=Kern, P= Plasma) und um- gekehrt, noch daß [K, P) = f (X) {N ein seiner Natur nach offen- i< bleibender Faktor). [ Als durchaus hypothetisch möchte ich meine weiteren Schluß- i folgerungen bezeichen: 1. Die Verallgemeinerung des Unabhängigkeitsverhältnisses, die 1 ich provisorisch für den Teilungsakt jeder Zelle im allgemeinen , i wage. i 2. Die Identifizierung der postulierten »unabhängigen !i Variablen« mit der nachweisbaren Polarität der Eizelle und der (hypothetischen) Polarität des Kernes. Ich habe allerdings einen weiteren, sehr schwerwiegenden Ein- wand zu erwarten. i Stellt sich nach meiner Hypothese eine Zellteilung gewisser- ] maßen als Sache des Zufalls ein, so wären ja die streng geregelten i wiederholten Teilungen bei der Furchung direkt unbegreiflich. über Prämissen und anstoßgebende Faktoren der Furchung usw. 547 Ich habe allerdings schon früher zu erwägen gegeben, daß die »Polarität«, zumal des Kernes, keinesfalls als eine konstante, nicht einmal als eine ständig bestehende Größe aufgefaßt zu werden braucht: es liegt keine Schwierigkeit in der Annahme, daß dieselbe z. B. induziert bzw. überwunden werden kann. Es kann somit unserm Verständnis keine Schwierigkeit bereiten, für den gesetzmäßigen Ablauf der Furchung folgende Annahme zu machen: die eigene Polarität des Kernes wird durch diejenige des Eiplasmas überwunden bzw. subordiniert. Einen experimentellen Beleg für diese Annahme liefern u. a. die Erfahrungen Boveris über die Einstellung der Tetrasterfiguren ganz vorwiegend in einer bestimmten »karvokinetischen« Ebene. Diese Annahme wird um so plausibler, wenn man das Mißver- hältnis zwischen Plasma- und Kernvolumina während der Furchung erwägt, ein Mißverhältnis, welches ja nach R. Hertwig direkt als ausschlaggebender Faktor der Furchung anzusehen ist: die Furchung schreitet eben so lange fort, bis der Zelleib nicht mehr zu groß für den betreffenden Kern ist; es ist somit sehr wohl denkbar, daß der relativ zu große Zelleib unter Umständen auf die Polarität des Kernes umstimmend wirken kann, obwohl dies hauptsächlich nur für die Zustände eines besonders grellen Mißverhältnisses, d. h. für die ersten Furchungsetappen gelten wird, wodurch auch die größere Gesetz- mäßigkeit speziell der ersteren erklärt werden könnte. Ich möchte keinesfalls speziell auf diese Erklärung der Gesetz- mäßigkeit des Furch ungs Verlaufes einen besonderen Wert legen: diese Frage hat auch meines Erachtens eine nur untergeordnete Bedeutung, da ja die Erklärung eines gesetzmäßigen Ablaufes irgend einer Erscheinung uns nie theoretische Schwierigkeiten bieten kann; ein adäquater Mechanismus wird sich für das Gesetzmäßige stets aufstellen lassen. Die Schwierigkeit pflegt vielmehr darin zu liegen, das scheinbar Regellose, Zufällige einer Gesetzlichkeit zu subordinieren. Denken wir an die Sachlage unmittelbar nach der Furchung, da beginnen erst die Schwierigkeiten der zweiten Kategorie: Die intensive Zellvermehrung hört auf, wird vielmehr zu einer sporadischen und anscheinend regellosen , zufälligen Erscheinung. Und hier stehen wir vor dem eigenartigen Problem, welches, wie ich S. 545 erörtert habe, nur durch unsre Betrachtungsweise plausibel gemacht werden kann. 548 Alexander Gunvitsch, Über Prämissen u. anstoßgebende Faktoren usw. Ich möchte mich vorläufig auf diesen ganz allgemein gehaltenen Hinweis beschränken, in welcher Richtung der anstoßgebende Faktor der Zellvermehrung vielleicht zu suchen wäre. Die Postulate, die dabei in Betracht kommen und vielleicht bis- her nicht genügend berücksichtigt wurden, sind folgende: 1. Der gesuchte Faktor muß zeitliche Momente in sich ein- schließen, was, wie wir oben gesehen haben, für das HEUTW^iGsche Prinzip nicht immer zutriflft. 2. Derselbe muß der wichtigen Tatsache gerecht werden können, daß Teilungen in einem größeren Zellverband, soweit wir beurteilen können, »regellos«, »zufallsmäßig« verteilt werden. Um den angedeuteten Weg weiter auszubauen, muß vor allem in strenger, einwandfreier Weise eine Entscheidung darüber gefällt werden, ob die Teilungen tatsächlich »regellos« nach den Gesetzen des Zufalls erfolgen, wie es für eine flüchtige Betrachtung den An- schein hat. Näheres darüber hoffe ich in nächster Zeit mitteilen zu können. Die Hypothese, es möchte bei der Zellteilung ein Zusammen- treffen zweier unabhängiger Variabein notwendig sein, berührt das kardinale biologische Grundproblem über die Art und Charakter or- ganischer Zusammenhänge und Determination, auf welches ich bei andrer Gelegenheit zurückzukommen gedenke. Anm. Nach Abschluß des Manuskriptes kam mir durch die Güte der Ver- fasserin die Arbeit von B. Konopacka: »Die Gestaltnngsvorgänge der in ver- schiedenen Entwicklungsstadien zentrifugierten Froschkeime« (Bulletin der Kra- kauer Akademie. 1908) zu, welche im Text leider nicht mehr berücksichtigt werden konnte. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus microtubercuiaius. Von Dr. F. Baltzer. (Aus dem Zoologischen Institut Würzburg.) Hierzu Tafel XXXVII und XXXVIII nebst 25 Textfiguren und 8 Tabellen. Inhalt. Seite Einleitung 549 I. Über die Größenverschiedenheiten der Chromosomen von Echinus und Strongylocentrotus 551 II. Über die Form der Chromosomen. Hakenchromosomen. Hufeisen- chromosomen 566 III. Über die Entstehungsweise der Haken- und Hufeisenform 578 IV. Über die Beziehung der Hakenchromosomen zu den Vorkernen . . 583 V. Über nur in einem Teil der Eier vorkommende Chromosomen von besonderer Form. 586 VI. Die Chromosomen der Bastarde Strongylocentrotus ^ X Echinus C . 593 VII. Die Stellung der Hakenelemente in der Chromosomenplatte .... 600 VHI. Die mehrpoligen Mitosen 608 Einleitung. Auf Anregung von Herrn Professor Boveri beschäftigte ich mich eingehender mit der Größe und Form der Chromosomen von Echinus microtiiherculatus und Strongylocentrotus lividus. Das Ergebnis ist vorliegende Arbeit, deren Resultate zum Teil schon auf der Zoologen- versammlung zu Stuttgart (Baltzer 1908 b) mitgeteilt wurden. Es ist mir eine Freude, Herrn Prof. Boveri für den mannigfaltigen Rat und die vielen Anregungen im einzelnen und im wissenschaftlichen Arbeiten überhaupt zu danken. Ferner erhielt ich durch seine Güte den größten 550 F. Baltzer Teil des Materials. Außerdem hatte Herr Prof. M. M. Metcalf aus Oberlin U. S. A. die Freundlichkeit, während eines Aufenthaltes an der Zoologischen Station zu Neapel eine Zucht von £'c/^^«^ Dicke aber war es allen andern überlegen. Hier wird demnach eine Kontraktion stattgefuuden haben. Eine auffallende Dehnung konnte ich in zwei Fällen beobachten. Bekanntlich setzt bei der Spaltung der Seeigelchromosomen der Badienzug am einen Ende des sich spaltenden Mutterchromosomas an, und es entsteht dadurch, daß die beiden Tochterelemente zuerst auf dieser Seite auseinauderweicheu, eine Y-förmige Figur. Allmählich schreitet die Trennung weiter vor, so daß die Chromosomen zuletzt nur noch mit dem äußersten Ende zusamenhängen, bis sie sich schließ- lich ganz voneinander lösen. Zuweilen aber kommt es vor, daß dieser Zusammenhang der beiden Elemente anormal lang audauert. Wir sehen in Fig. 5a und in Fig. 21 ein solches noch zusammen- hängendes Chromosomenpaar, obschon die Tochterplatten im ganzen bereits einen beträchtlichen Abstand gewonnen haben; das Stadium der Metaphase geht dem Ende zu. Die beiden noch zusammen- hängenden Chromosomen haben, mit großer Wahrscbeinlichkeit infolge des Kadienzuges, dem sie nicht folgen konnten, eine außerordentliche Länge erreicht, in Fig. 5a, einer Spindel des 4-Zellenstadiums, 16 und 18 mm. Dem stehen Maße von 11 mm bei den nächstkürzeren Elementen gegenüber, welche, wie wir sehen werden (vgl. Tabelle III b S. 562), als normal gelten können. Bei den beiden in Rede stehenden Chromosomenpaaren ist somit eine starke Dehnung eingetreten, und damit stimmt überein, daß die Dicke hinter derjenigen der andern merklich zurückbleibt. Wie daraus folgt, sind Verschiedenheiten in der Dicke der Chro- mosomen als Ausnahmen zu betrachten, welche wir auf anormale Ver- hältnisse zurückführen können. Dagegen bestehen, wie ein kurzer Blick auf die Abbildungen lehrt, beträchtliche Unterschiede in der Länge, und diese müssen als etwas Typisches angesehen werden. Diese Annahme erhält ihre Sicherheit dadurch, daß — wie ich glaube im folgenden zeigen zu können — in jeder Furchungs- Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 555 Spindel und ebenso in den Spindeln späterer Stadien die gleichen Längenverhältnisse auftreten. Es ist klar, daß für die Längenmessung nur solche Spindeln benutzt wurden, deren Chromosomen ihrer ganzen Länge nach in der optischen Ebene liegen, eine perspektivische Verkürzung daher ausgeschlossen ist. Nur wenn bei genauer Einstellung das Chromo- soma mit einem Male in seiner ganzen Länge sichtbar wird, darf behauptet werden, daß seine Lage unsrer Forderung genügt. Während der Metaphase liegen alle Chromosomen typischerweise parallel zur Spindelachse. Nur solche Spindeln mit parallel zur Schnittrichtung orientierter Achse wurden zu den Messungen verwendet. Murray sagt in seiner Arbeit über Lepidosiren (1906): >Die perspektivische Verkürzung der Chromosomen in den Zeichnungen und ihre Krüm- mungen machen mit dieser Absicht (d. i. Feststellung der Größen- unterschiede) vorgenommene direkte Messungen umsonst« S. 205). Demgegenüber hat unser Objekt erhebliche Vorzüge: Fast alle Chro- mosomen der Echiniden sind stäbchenförmig und gerade gestreckt. Die Lagerung der Elemente ist, wie ein Vergleich der Figuren Tabelle 11. Echinus microtuherculatus. Abstand der Tochter- bis 3,75 4,0—4,75 5,0— 6,0 6,25-7,0 7,25-8,0 8,25—9,25 9,5—10,5 10,75—11,5 Total platten 1 Erste Fiirchungsspindel. 1 8 2 9 15 4 3 — 3 1 21) 10 — 6 14 6 6 — 3 1 3 15 2 7 17 3 2 — 4 — 4 20 5 12 14 2 — 2 2 — 5 20 2 12 15 3 — — 4 — 6 25 2 7 20 3 — 3 1 — 71) 25 — 9 17 4 2 — 4 — Spindel des 2-Zellenstadium8. 8’ 35 2 7 18 31— 2 2| — | 37 36 35 37 36 36 36 34 Bastarde: Strongylocmtrolus d X Echimis Q. Furchungsspindel. 9 30 1 10 13 6 ^ 1 ! 3 1 — 35 10 40 2 6 14 6 1 4 4 — 2 38 1 Fall mit drei Hufeisenchromosomen (vgl. Abschnitt \ S. 585 ff.'. 1 556 t • Baltzer Murrays mit dea meinigen ohne weiteres zeigt, bei Lepidosiren während der Metaphase viel unregelmäßiger als bei den Echiniden. Fick (1907, S. 86) hat Bedenken gegen die Genauigkeit der Messungen an Schnittpräparaten geäußert. Es wird sich jedoch für unser Objekt viel weniger darum handeln, ob wir es mit Schnitt- oder Total- präparaten zu tun haben, als darum, ob die Spindel günstig liegt und alle Chromosomen in ihrer ganzen Länge parallel zur optischen Ebene orientiert sind. In Tabelle II sind in Nr. 1 — 7 die Längenmaße der Chromosomen für sieben Furchungsspindeln aus EcÄmws- Eiern zusaiumengestellt, wobei fast immer beide Tochterplatten berücksichtigt wurden, wo- durch etwaige Fehler so ziemlich kompensiert werden dürften. Die Maße (in mm' beziehen sich auf Zeichnungen in 3480facher Ver- größerung. Für jede Spindel ist der Abstand der Tochterplatten, von Mitte zu Mitte gerechnet, in der Tabelle eingetragen. Daraus läßt sich entnehmen, ob wir es mit einer Mitose zu Beginn oder gegen Ende der Metaphase zu tun haben. Die Fälle sind nach ihrem Alter an- geordnet. Nr. 1 hat eben erst die Spaltung vollendet, Nr. 7 ist un- gefähr in Mitte der Metaphase. Die kleinsten Chromosomen messen 2—3 mm, die längsten 11 — 12 mm. Die Längenmaße wurden auf acht Kolonnen verteilt, so daß auf jede durchschnittlich der Bereich eines Millimeters trifft. In jeder Kolonne ist die Zahl der Elemente eingetragen, deren Länge zwischen die am Kopf der Kolonne stehenden Maße fällt. In der Spindel Nr. 1 sind z. B. neun Chromosomen von 4,0 — 4,75 mm, 15 von 5,0 — 6,0 mm Länge vorhanden usw. In der letzten Kolonne ist für jedes Ei die Gesamtzahl der Chromosomen eingetragen, durchschnitt- lich 36. Wir müssen bei Abweichungen von dieser Zahl in der vor- liegenden Tabelle mit Beobachtuugsfehlern rechnen. Auch ist zu berücksichtigen, daß durch den Schnitt nicht selten Chromosomen entzweigeschnitten werden. Bevor ich die Ergebnisse dieser Zusammenstellung bespreche, will ich noch auf die Resultate bei Strongylocentrotus eingehen. Es standen mir zwei Zuchten, A und B, zur Verfügung, die zu den Tabellen lila und Illb das Material geliefert haben. Die Anordnung ist im wesentlichen dieselbe wie bei Tabelle II. Nur für die längeren Maße wurde die Abgrenzung der Kolonnen etwas verändert, was deshalb notwendig war, weil die Längeninaxima von Strongulocentrotus hoher liegen als diejenigen von Echiniis. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 557 In Tabelle lila beziehen sieb Nr. 1 — 7 auf erste Furchungs- spindeln. Nr. 1 mit 15 mm Abstand der Cbromosomenplatten (Fig. 11, Tafel XXXVII) stellt eine Spindel kurz nach der Spaltung der Chromo- somen, Nr. 7 mit 45 mm Abstand eine sehr späte, dicht vor der Kern- reduktion stehende Metaphase dar. Auch hier ist die Chromosomeu- zahl 36 ‘). Die Tabelle von Zucht B wird später besprochen werden. Tabelle lila. Strongißocentrotus lividus. Zucht A. Abstand \ri iTi kA ko kO cs^ kft der cc" GO ffS 1 Nr. Tochter- 2 o 1 kA CS 1 tfi CS 1 1 kft t kO 1 tc: kO o platten fS «r S' Erste Furchungsspindel. 12) 15 2 5 12 9 3 — 2 — 1 1 35 2 18 3 8 13 5 4 — 2 — — — 35 32) 25 4 6 15 3 4 — 1 1 — — 34 4 40 8 7 13 2 2 — 2 — — — 34 52j 40 1 8 16 6 3 — 1 1 — — 36 6 40 2 6 12 9 4 — — 1 1 — 35 7 45 2 10 14 6 2 — 2 — — — 36 Spindel des 2-Zellenstadiums. 82) 1 36 1 2 1 9 13 1 7 3 — 12 1-1 — 1 9 45 1 1 1 3 12 10 9 — 2 1 - — 10 45 1 6 13 9 ^ i — — 1 2 — — 1 - I - I 3 Durchschnitt. 7' 13! 4|— I 1(11 — 36 In erster Linie lehren die Zahlen, daß es nicht möglich sein dürfte, eine exakte Gleichmäßigkeit aufzufinden, wonach für eine be- stimmte Länge in jeder Furchungsspindel die nämliche Zahl von Chromosomen vorhanden ist. Die Längenmaße unterliegen gewissen Schwankungen. Wir haben zuweilen Fälle, wo die durchschnittliche Länge bedeutend geringer ist, wie in Nr. 4, Tabelle II und Nr. 4, Tabelle lila. Immerhin, eine gewisse Regelmäßigkeit läßt sich nicht verkennen. Wir sehen, daß die Kolonne 5,0 — 6,0 mm die große Mehrzahl der Elemente enthält, obgleich die Zahl der in ihr ent- haltenen Längenstufen nur wenig größer ist als in den übrigen Kolonnen, daß dagegen diejenigen Elemente, welche eine Länge von weniger als 5,0 oder mehr als 6,0 mm besitzen, umsoweniger zahl- 9 Über ganz genaue Zählungen vgl. S. 590. 2) Fall mit unpaarem, kleinem Hakenchromosom (vgl. Abschnitt V, S. 586 . 558 F. Baltzer reich sind, je weiter sie sich von jenem Mittelwert entfernen. Stron- gylocenfrotus nnd Echinns verhalten sich hierin gleich. Wir kommen aber bei genauerem Stadium der beiden Tabellen zu einem typischen Unterschied zwischen beiden Species. Bei beiden haben wir eine Anzahl besonders langer Chromosomen, welche — und dies ist von Bedeutung — sich den nächstkürzeren nicht direkt anschließen. Be- trachten wir zuerst Echinits, z. B. Nr. 3 in Tabelle II, so sehen wir i von der Länge 3,75 bis 8,0 eine kontinuierliche Zahlenreihe, alle Längendimensionen bis 8,0 mm sind durch Chromosomen repräsentiert, i Dagegen fehlen Chromosomen von 8,25 — 9,25 mm Länge völlig. Dann aber sind vier Chromosomen vorhanden , welche die Länge 9,25 mm | übersteigen, gegenüber allen andern also eine gesonderte Gruppe bilden. Wie in Nr. 3 ist diese Erscheinung durchgängig in Tabelle II zu beobachten, auch dort, wo sich die vier in Rede stehenden Elemente auf zwei Kolonnen verteilen : bei Echinus bilden stets vier Chromosomen von besonderer Länge gegenüber den andern Chromo- somen eine isolierte Gruppe. Anders liegen die Dinge bei Strongijlocentrotus (Tabelle lila). ' 34 Elemente lassen sich zu einer kontinuierlichen Reihe anordnen, deren Längenmaße von 3,75 bis zu 8,5 mm ansteigen. Für 8,75 bis 9,5 mm sind keine Chromosomen vorhanden. Dagegen finden sich stets zwei Chromosomen, deren Länge 9,5 mm übersteigt. Wir haben also hier auch eine isolierte Gruppe, welche aber nur aus zwei Chromosomen besteht. Die Fälle Nr. 2 — 7 stimmen überein. Nur Nr. 1 macht eine gewisse Ausnahme; hier sind zwei isolierte Gruppen vorhanden, deren eine bei zirka 12,5 mm Länge derjenigen der übrigen Fälle entspricht. Auch da können wir somit von einer Sonderstellung der beiden in Rede stehenden Chromosomen sprechen. Aber nicht nur durch die Länge sind diese beiden Elemente charakterisiert, sondern auch, wie im folgenden Abschnitt dargelegt werden soll, durch die Form. Jetzt sei nur soviel bemerkt, daß sie sich vor den andern — stäbchenförmigen — Elementen dadurch aus- zeichnen, daß das dem Pol zugekehrte Ende hakenförmig umgebogen ist. Bei Echinus finden sich unter den vier Chromosomen der Sonder- gruppe zwei derart gestaltete, während die beiden andern Stäbchen- form besitzen. Zusammenfassend können wir somit sagen: Bei Strongylocentrotus und Echinus finden wir außer den stäbchenförmigen Chromosomen von mittlerer Länge zwei hervorragend lange, haken- förmige Elemente. Bei Echinus finden wir neben diesen genannten noch zwei ungefähr ebenso lange stäbchenförmige Chromosomen. In Die Chroiiiosoiiieii von Strongylocentrotus livichis und Ecliiniis luicr. 559 Fig. law.b sind die Chrouiosouientochterplutteii einer ersten Fnrchungs- spindel von Strongiiloccntroius dargestellt. Jedes der einem Schnitt entsprechenden Teilbilder enthält ein Paar von mit Hot eingezeichneten Haken, welche, wie leicht zu sehen ist, in ihrer Gesamtlänge (großer und kleiner Schenkel) alle andern Chromosomen beträchtlich an Länge iibertreffen. In Fig. 3a u. h sind die Chromosomen einer Furchungs- spindel von Echiniis abgebildet. Die beiden rot markierten Haken liegen in Fig. 3a, wo sich auch eines von den beiden langen, stäbchen- förmigen Elementen befindet, während das zweite in Fig. 3b zu er- kennen ist. Der Größenunterschied zwischen diesen und den andern stäbchenförmigen Chromosomen tritt deutlich hervor. Wenden wir uns nun zu der Frage zurück, ob die Läugen- difierenzen der Seeigelchromosomen nur als zufällige Koutraktions- erscheinungen anzusehen sind, so glaul)e ich, mit Sicherheit darauf eine verneinende Antwort geben zu können. Es kehren, abgesehen von einigen durch besondere Umstände erklärten Abweichungen, die gleichen Maße in ungefähr gleichem Prozentsatz so regelmäßig in allen Eiern wieder, daß man an Zufälle nicht denken kann; vielmehr hat jedes Chromosoma sein typisches Längenmaß. Ein weiterer Umstand, wodurch eine verschieden starke Kon- traktion der Chromosomen höchst unwahrscheinlich gemacht wird, liegt darin, daß die Länge eines jeden Chromosomas während der ganzen Metaphase allem Anschein nach ziemlich unverändert bleibt. Tabelle II und besonders Tabelle lila bietet dafür die nötigen Be- lege. Die beiden durch ihre Hakenform ausgezeichneten Elemente erscheinen in den Spindeln, welche im Anfang und denjenigen, die am Ende der Metaphase stehen, ungefähr gleichlang. Wir können höchstens am allerletzten Ende der Metaphase manchmal eine Ver- kürzung der Chromosomen feststellen. In Tabelle IV (S. 568) sind für die Hakenchromosomen der schon in Tabelle lila verwerteten Furchungsspindeln noch genauere Angaben gemacht. Beschränken wir uns auf die Zahlen der Gesamtlänge. Für Nr. 7 — Ende der Metaphase (vgl. Tabelle lila, Nr. 7) — beträgt sie 1U,Ü mm, für Nr. 2 — Anfang der Metaphase — 10,5 mm. Ein Unterschied ist kaum vorhanden. Auch wenn wir die Keihe Nr. 1 — 7 durchgehen, können wir weder eine gesetzmäßige Abnahme noch eine Zunahme kon- statieren. Genau dasselbe Resultat ergibt auch ein Vergleich der Längen sämtlicher Elemente an Hand der Tabelle lila. Nur darauf sei noch aufmerksam gemacht, daß während der Spaltung bei einzelnen Chromosomen zuweilen eine gewisse Dehnung eintritt. Dies Arclüv f. Zellforschung. !I. 87 560 F. Baltzer scheint aber weder für alle Chromosomen noch durchgreifend für alle Spindeln zu gelten. Ob damit auch die verhältnismäßig beträcht- lichen Längeudimeusionen von Kr. 1 (Tab. lila) erklärt werden können, möchte ich dahingestellt sein lassen. Jedenfalls aber dürfen wir anuehmeu, daß jedes Chromosoma während der ganzen Metaphase eine konstante Länge besitzt. Ich betone diesen Punkt deshalb, weil K. Fick (1905, S. 198) in bezug auf die Chromosomenforra, als deren Charakteristikum wir wohl bei stäbchenförmigen, gleich dicken Elementen die Länge anzusehen haben, starke Zweifel geäußert hat; »Überhaupt sind die Unterschiede in der Chromosomenform, die au Schnitt- und Quetschbildern ge- funden wurden, natürlich immer nur gewissermaßen Momentbilder; in der nächsten Viertelstunde wäre das Bild desselben Chromosoms gewiß ein ganz anderes gewesen und würde vielleicht nicht mehr zu der beliebten Deutung passen.« Ich werde weiter unten auf die hakenförmigen Chromosomen und andre Elemente von besonderer Gestalt näher eingehen, und es wird sich zeigen, daß auch da Formveränderungen während der Metaphase nicht eintreten. Aber schon das hier Mitgeteilte scheint mir für unser Objekt der Fick- schen Auffassung entgegenzustehen. Außer au ersten Furchungsspiudeln konnte ich auch au Spindeln der nächsten Furchungsstadien bis zum lözelligen Keim Unter- suchungen vornehmen. Es ist klar, daß, vom Standpunkt der Indi- vidualitätstheorie aus, in späteren Stadien entsprechende Längenver- hältnisse und Chromosomenformen wie in der ersten Furchuugspindel zu erwarten sind. Die Tatsachen erfüllen das Postulat vollauf. Betrachten wir zunächst das 2-Zellenstadium. In Tab. II, Nr. 8 sind die Längenmaße der Chromosomen aus der einen Spindel eines solchen Keimes von Echinus eingetragen. Auch hier begegnen uns wieder jene zwei hakenförmig umgebogenen und die zwei besonders langen stäbchenförmigen Chromosomen, und auch hier fällt die Haupt- zahl der stäbchenförmigen Elemente zwischen die Längenmaße 5,0 und 6,0 mm. In Fig. 8 (Taf. XXXVII) ist eine Spindel aus einem 2-Zellenstadiuui abgebildet: die beiden Haken rot; von den beiden langen Stäbchen konnte nur das eine nachgewieseu werden. In andern Spindeln fanden sich jedoch beide. Das Material, in welchem die 2-Zellen8tadieu enthalten waren — es ist eine andre, in Triest gezogene Zucht als die den Furchungsspiudeln zugrunde liegende — , war wenig günstig. Immerhin halte ich es für bewiesen, daß im 2-Zellenstadium von Die Cliromosoinen von Strongylocontrotus lividus und Kcliinns inicr. äfil Kchinus dieselben Lilngenverliältuisse wiederkehren, wie wir sie in den Furcbungsspindeln feststellen konnten. Vielleicht ließe sich noch der Einwand erheben, daß wir, da es sich um zwei verschiedene Zuchten handelt, die beiderseitigen Er- gebnisse nicht vergleichen dürfen. Bei Strang jjloccntrotus , dessen Material mir reichlicher vorlag, können wir diesen Einwand aus- schließen. In Nr. 8 — 10 (Tabelle III a) sind die Messungen für Spin- deln von drei zweizeiligen Keimen gegeben, welche der gleichen Zucht (A) wie Nr. 1—7 angehören. Das 2-Zellenstadium wurde 120 Minuten, das Stadium der ersten Eurchungsspindeln 70 Minuten nach der Befruchtung abgetötet. Die Übereinstin)mung beider Stadien ist klar. Die charakteristische Sonderstellung der beiden langen haken- förmigen Chromosomen ist ebenso nachweisbar wie im ungeteilten Ei. Die Mehrzahl der stäbchenförmigen Elemente fällt auch hier auf die 5,0 — 6,0 mm umfassende Kolonne. Wenn ein geringer Unter- schied namhaft zu machen ist, so ist es der, daß die Zahl der längeren Elemente (Kolonne von 6 — 7 mnii etwas zugenoramen hat. Die Resultate für die weiteren Furchuugsstadien von Sfrongglo- centrotus sind in Tabelle III b (folg. S.) dargestellt, welcher eine andre Zucht (B) als Tabelle III a zugrunde liegt. Dies muß deshalb bemerkt werden, weil die Längenmaße der Chromosomen hier etwas andre sind als in Zucht A. Vergleichen wir die ersten Fnrchungsspindeln beider Zuchten miteinander, so ist zu betonen: In B sind nur selten Cbromosonien unter 4,0 mm zu finden, während A durchschnittlich deren zwei oder drei aufvveist. Ferner ist die Zahl der Chromosomen zwischen 6 und 7 mm bei B größer. Die längsten Chromosomen der Zucht B reichen bis zu 12,5 mm, ein Maß, welches von A nur in einem Ausnahmefallc erlangt wird. Durchgehend sind die Chromosomen bei B etwas länger als bei A. Die Fixierung ist dieselbe. Wir haben es hier wohl mit Varia- tionen zwischen den einzelnen Individuen der Species zu tun. Die Verhältnisse des 2-Zellenstadiums schließen sich auch in Zucht B denjenigen des ungeteilten Eies an. Die 4-, 8- und 16-Zellenstadien bieten ein ähnliches, aber nicht gleiches Bild. Merkwürdigerweise hat gegenüber den beiden ersten Stadien die Länge der Chromosomen zugenommen. Die Ilaken- chromosomen gehen fast durchweg über 12,75 mm, das Maximum in der Furchungsspindel, hinaus. Ja, die Unterschiede sind sogar noch beträchtlicher, als Tabelle III b zu erkennen gibt. Wie wir aus Tabelle IV entnehmen können, sind Längen von 18 — 14 mm nichts 562 F. Baltzer Tabelle lllb. Stronyyloceittrotiis Urülus. Zuebt B. Nr. Abstand der Tochter- platte ^ 1 - = , 1 "v 1- -- I- y' : r: ^ 7 1 1 ' 1 1 ' ® W“ »ft ^ 1 — _ 1 O •'V -r" j »ft" ^ 1 1 l’-i T »ft r- o' 5*»’icht immer ist die Orieutierung der Hakeu so gUustig, daß die beiden Schenkel von der Seite gesehen werden. Häutig decken sie sich für den Blick des Untersuchers, wie in Fig. 2 b. Man kann je- doch bei genauer Einstellung auch hier an den verdickten Enden des Elements die beiden Schenkel unterscheiden, und wenn auch eine Verwechslung eines solchen Elements mit zwei dicht aufeinander- liegenden, sich genau deckenden und ungleich langen, stäbchenför- migen Chromosomen möglich wäre, so bietet doch die genau sym- metrische Anordnung der Haken in beiden Chromosomenplatten eine genügende Gewähr dafür, daß wir es hier tatsächlich mit haken- förmigen Elementen zu tun haben. So konnte ich wohl gelegentlich beobachten, daß in einer Tochterplatte zwei Chromosomen so dicht Übereinanderlagen, daß dadurch ein Haken vorgetäuscht wurde; nie- mals aber wurde dann in der gegenüberliegenden Tochterplatte eine entsprechende Lagerung wahrgenommen. Die Proportionen der beiden Schenkel sind ähnlich wie bei Strongyloeeiitrotus. Tabelle Va gibt die Belege, und zwar entsprechen die Xr. 1 — 7 den gleichbezeichneten Fällen in Tabelle II. Die Gesamtlängen der beiden Haken erreichen hier durchschnittlich nur 9,5 und 10,7 mm, bleiben also hinter denjenigen von Strongyloceutrotns um ungefähr 1 mm zurück. Das Verhältnis der beiden Schenkel zueinander ist durchschnittlich 2,1 : 1 bei dem einen und 2,2 : 1 bei dem andern Haken, d. h. ungefähr Cs • Vs- Auch hierin gibt sich demnach eine geringe Differenz gegenüber Strongylocentrotus kund. Ich komme nun auf einen wichtigen Punkt, die Anzahl der in Bede stehenden Haken, zu sprechen. Es ist klar, daß, wenn die Anzahl nicht einer bestimmten Gesetzmäßigkeit unterworfen wäre, wir auch in der Form nichts weiter als ein Spiel des Zufalls zu sehen hätten. Aber in der großen Zahl von Spindeln, die untersucht wurden, ergab sich als stets gleiches Besultat. die langen, haken- förmigen Chromosomen treten injederTochterplattederin Metaphase befindlichen Furchungsspindeln in der Zweizahl auf. Niemals wurden mehr gefunden. Zuweilen kommt es aller- dings vor, wie in Xr. 1, 4 und 7 der Tabelle Va, daß eins der Ele- mente vom Mikrotommesser durchschnitten wird. In solchen Fällen ist aber immer noch an der Schnittfläche das hakenförmig gekrümmte oder verdickte Ende sichtbar. Ferner werden diese Fälle dadurch sichergestellt, daß bis auf die seltensten Ausnahmen der Haken der einen Tochterplatte unversehrt bleibt und daraus auf die Anwesen^ 570 F. Haltzer Tabelle Va. Echiniis microtuberculatus. Maße der beiden langen Haken Kr. Tochter- platte Gesamt- länge langer kurzer Schenkel Gesamt- länge langer kurzer Schenkel 1 A Erste 10.25 F u r c h u n g s s 7,25 -f- 3,0 pindel. - 2) B 10,5 7,0 -H 3.5 11,5 8,0 + 3,5 2 A 10,5 7,5 -F 3,0 11,25 8,25 3,0 B 10,0 6,5 -f- 3,5 12,0 8,5 -F 3,5 3 A S,0 5,5 2.5 8,75 6,25 -F 2,5 B 9,0 6,5 -j- 3,0 9,5 6,5 -F 3,0 41) 9,75 6,75 + 3,0 — - A 9,75 6.25 -F 3,5 9,75 6,0 + 3,75 B 9,25 6,25 -F 3,0 11,0 8,0 + 3.0 6 A 8,75 ö,() 11,0 7,25 -F 3,75 B 8,75 5,25 -F 3,5 11,75 8,0 -F 3,75 7 A 9,25 6.75 -F 2,5 — - 2) B 9,75 6,75 -F 3,0 10,5 7,5 -F 3,0 Durchschnitt. 9,5 6,4 + 3,1 1 10,7 7,4 + 3,3 S [lindel des 2- Zellen Stadiums. 8 A 10,0 i),ö 3)ö 9,75 6,75 -F 3,0 B 9,75 6,75 -F 3,0 10,5 7,5 -F 3,0 Bastarde: Strong. ^ y, Echüi.Q. Erste Furchungsspindeln. A 8,5 6.0 -F 2,0 10,0 7,25 -F 2,75 B 8,75 6,0 + 2,75 10,75 7,75 -F 3,0 A 10,75 7,5 -F 3,25 10,75 7,0 -F 3,75 B i 11.0 7,5 -F 3.5 11,25 /,5 -F 3,7o heit des verletzten Antagonisten geschlossen werden darf. Ich habe mit Berücksichtigung des Gesagten unter mehreren hundert auf die Haken untersuchten Mitosen keine Ausnahme gefunden. Auch gelten die Beobachtungen für verschiedene Zuchten. Mir standen deren vier von Echimts microtuhcrctdatus und vier von Strmiynlocentrotus zur Verfügung. Überall hatte die Untersuchung das gleiche Ergeb- nis, so daß das oben mitgeteilte Resultat für die beiden Species als 1) Hier wurde nur die eine Chioinosomenplatte gemessen. 2) Vgl. Seite 569. Die CliroiTiosomen von Stvongylocentrotus lividns und Ecliinus inicr. 571 sicher betrachtet werden darf und die Hakenform der beiden Elemente als typisch und durchaus konstant anzusehen ist. Es gibt — bis auf eine weiter unten zu besprechende Ausnahme bei Strongylocentrotvs-EiiQxn — in der Furchungsspindel keine andern Chromosomen, welche mit den in Rede stehenden Haken verwechselt werden könnten. Wir finden öfters, besonders bei den langen stäb- chenförmigen Elementen von Echmus, von denen im vorigen Ab- schnitt die Rede war, gewisse Biegungen an dem nach dem Pol zu liegenden Ende, wie sie z. B. in Fig. 2 a, 3 b vorhanden sind. Stets ist aber nur das äußerste Ende abgekrümmt, niemals kommt es da- bei zu einer parallelen Lagerung beider Teile des Chromosomas, wie es bei den Haken der Fall ist. Eine Verwechslung dieser stäbchen- förmigen Elemente mit Haken ist ganz ausgeschlossen, sofern die Spindel günstig orientiert ist und die Chromosomen regelmäßig liegen. B. Spindeln der weiteren Furchungsstadien. Von den weiteren Furchungssehritten konnte ich bei StrongyJo- centrotus sämtliche Stadien bis zum Übergang vom 16- zum 32-Zelleu- stadium untersuchen, während ich bei Eehinus auf die Beobachtung einiger 2-Zellenstadien beschränkt war. Das Ergebnis möge vorweggenommen werden: In den Spindeln aller dieser Stadien sind im typischen Falle während der Metaphase zwei Hakenpaare vorhanden, welche den in der ersten Furchungs- spindel auftretenden Elementen durchaus entsprechen. Ich beginne mit einem 2-ZeHeustadium von Strongylocentrotus. In Fig. 4 ist die Spindel der einen Blastomere dargestellt. Die Chro- mosomen verteilen sich auf drei Schnitte, welche in den Fig. 4 a— c wiedergegeben werden. Die Haken befinden sich zugleich mit der Mehrzahl der Chromosomen in dem mittleren Schnitt, und zwar ist das Hakenpaar links von der Breitseite mit beiden Schenkeln gut sichtbar, während die Schenkel der Haken rechts sich für den Be- schauer decken und daher nur bei verschiedener Einstellung erkannt werden können. Die Spindel der andern Blastomere ist nicht abge- bildet, zeigt jedoch in genau gleicher Weise die beiden Haken in jeder Tochterplatte (vgl. Fig. 12: Ein 2-Zellenstadium, dessen beide Spindeln in Fig. 12 a — b und c — d wiedergegeben sind. In jeder Spindel sind zwei lange Hakenpaare). In 29 2-Zellenstadien, deren Orientierung zur Schnittebene so günstig war, daß beide Spindeln untersucht werden konnten, war durchweg zu beobachten, daß die 572 r. Baltzer Haken in jeder Blastomere in der Zweizahl, genau wie in der Fur- chungsspindel, erscheinen. Auch in den zahlreichen Keimen, in denen nur die Spindel der einen Blastomere geprüft werden konnte, waren immer zwei Ilakenpaare vorhanden. Die Längenmaße für drei Fälle aus der Zucht A sind in Ta- belle IV verzeichnet unter Nr. 8 — 10. Die Übereinstimmung mit deu Ergebnissen der ungeteilten Eier tritt sofort hervor. Sowohl die Ge- samtlänge als auch das Verhältnis der Schenkellängen hat kaum eine Änderung erfahren. Nr. 8 gibt die Maße für die Hakenelemente bei- der Spindeln und zeigt, daß die beiden Blastomeren in unsrer Frage das gleiche Ergebnis liefern. Das 4-Zelleustadium ist in Fig. 5 a und b abgebildet. Beide Hakenpaare fallen auf den Fig. 5 a entsprechenden Schnitt, während in Fig. 5 b nur stäbchenförmige Elemente enthalten sind. Das 8-Zellenstadium repräsentiert Fig. 6a und b. In jedem der beiden Schnitte liegt ein Hakenpaar. Das 16- Zellenstadium endlich zeigt in Fig. 7 a und bjeweileu ein Hakenpaar. In diesem Stadium sind die Chromosomen, welche in den früheren Stadien relativ locker lagen, schon sehr eng zu- saminengedrängt. Daher wurde, um doch alle Elemente (es wurden 88 und 87 gezählt, einzeichnen zu können, nur die Länge der Chro- mosomen genau wiedergegehen, die Dicke aber verringert. Dadurch wurde erreicht, daß sich die Chromosomen nicht allzu stark zudecken. Ferner mußten, um alle Chromosomen und besonders auch die Haken zur Anschauung zu bringen, zuweilen einzelne Elemente nach der Seite verschoben w’erden. Immerhin sei bemerkt, daß das Hakenpaar in Fig. 7 a auch in Wirklichkeit so weit von den übrigen Chromo- somen entfernt liegt. Die gegenseitige Lage der Haken wurde voll- ständig naturgetreu gezeichnet. Der Nachweis beider Haken ist in Anbetracht der engen Lage- rung der Chromosomen im 16-Zellenstadium schon ziemlich schwierig, oft überhaupt nicht mehr möglich. Immerhin gelang es in einigen Fällen des 16-Zellenstadiums und mit größerer Häufigkeit und Leichtig- keit in solchen des 8-Zellenstadiums , die beiden Haken in meh- reren Zellen desselben Keimes aufzufinden. Freilich war es infolge der verschiedenen Orientierung der Spindeln in deu einzelnen Zellen der genannten Stadien niemals möglich, die in Bede stehenden Elemente in allen Spindeln eines Keimes nachzuweiseu. Doch kann das Vorkommen derselben in allen Zellen der untersuchten Stadien kaum bezweifelt werden. Eine Untersuchung mit besonderer Bück- Die Cliromosomeu von Strongylocentrotus lividus und P^chinns micr. 573 sicht auf den Chrouiosomenbestaud der ^likroraercn wurde nicht aus- gefiihrt. Weitere Stadien standen mir niclit zur Verfügung. Überdies ist zu vermuten, daß die gedrängte Lagerung der Chromosomen der ge- nauen Untersuchung in den späteren Stadien große Scliwierigkeiten entgegenstellen wird. Was die Längenmaße der Haken anbetrifft, so ist vor allem zu betonen, daß wir es bei dem 4-, 8- und 16-Zellenstadium mit Keimen einer andern Zucht (B) zu tun haben, daß also die sich hier ergeben- I den Resultate mit denjenigen der ungeteilten Eier und des 2-Zellen- stadiums (Zucht Ai nicht direkt vergleichbar sind. Da diese Frage schon im ersten Abschnitt behandelt wurde, kann ich mich hier kurz fassen. Es wurde dort auf den eigentümlichen Längenzuwachs hinge- wiesen, welcher vom 2- zum 4-Zelleii Stadium eiutritt, und welcher allem Anschein nach alle Chromosomen betrifft. Hier sei nun noeh auf die speziellen Verhältnisse der Haken eingegangen. Die Ge- samtlänge der Haken in der Furchungsspindel ist im Mittel 11,4 {= 7,9 3,5] und 11,9 (= 8,4 -j- 3,5) mm, im 2-Zellenstadium 11,4 (= 8,1 + 3,3] und 12,2 (= 8,8 + 3,4] mm. Die Mittelwerte aus bei- den Stadien sind also: 11,4 und 12,1. Vergleichen wir damit die mittleren Maße, welche sich an Hand der Tabelle IV für das 4-, 8- und 16-Zellenstadium berechnen lassen, so stehen sich gegenüber Bis zum 2-Zellenstadium : 11,4 12,1 Nach dem 2-Zellenstadium: 13,3 (=: 9,9 -U 3,4) 14,9 (= 11,2 -f 3,7). Daraus ist ersichtlich, daß, ganz entsprechend dem Verhalten der übrigen Chromosomen, eine beträchtliche Läugenzunahme der Haken stattfindet. Diese kommt jedoeh, wie die Tabelle zeigt, fast vollständig auf Rechnung des laugen Schenkels. Wir können alle Beobachtungen dahin zusammenfassen, daß sich während der Entwicklung des Eies von Strongylocentrotus während der Metaphase jedes Furchungsstadiums bis zum 32zelligen Keim stets zwei in ihrer Form und Größe konstante hakenförmige Chro- mosomen uachweisen lassen. Kehren wir nun noch zu den Verhältnissen, welche bei den Chro- mosomen von Echinus bestehen, zurück. Wir konnten in der Fur- chungsspindel dieser Species wie bei Strongijlocentrotns zwei lange. 1 574 I'- Kaltzer hakeuturmige, außerdem aber noch zwei lange, stäbchenförmige Ele- mente nachweisen. Als eine weitere, für Echinus charakteristische Chromosomenform kommen nun noch zwei kurze, hufeisenförmig ge- krümmte Elemente hinzu. Wir sehen sie in Fig. 3 a und b, und zwar in jeder Teiltigur ein Paar. Stets ist die Öffnung des Hufeisens dem Äquator, der Bügel dagegen dem Pol der Spindel zugewendet. Eiu Vergleich mit Strongylocentrotus (Fig. 1) ergibt sogleich, daß diese Form nur Echinus zukommt. Nicht immer sind die Präparate so klar avie dasjenige, welches Fig. 3 zugrunde liegt. In vielen Fällen sind infolge geringerer Differenzierung des Eisenlackes die beiden Schenkel nicht gesondert zu erkennen. Das ganze Chromosoma stellt dann im günstigeren Falle einen rundlichen Körper dar, in welchem sich die beiden Schenkel nur unklar durch dunklere Färbung abheben, oder in weniger günstigen Verhältnissen einen einheitlich schwarzen Körper, bei dem höchstens an der dem Äquator zugewandten Seite eine Einbuchtung noch audeutet, daß wir es mit zwei getrennten Schenkeln zu tun haben. Wenn uns das Chromosoma seine Breit- seite zuwendet, so ist es an der Breite, welche ungefähr das Dop- pelte der gewöhnlichen Chromosomendicke beträgt, sofort kenntlich. Aber auch, wenn wir cs von der Schmalseite sehen (Fig. 2b), über- triff't es an Dicke noch die gewöhnlichen Chromosomenstäbchen, wahrscheinlich lediglich deshalb, weil niemals die Deckung der beiden Schenkel eine vollkommene ist. Daß solche kugelige Körper wirk- lich in dieser Weise gedeutet werden müssen, geht daraus hervor, daß zuweilen der eine Partner eines Paares die typische Hufeisen- form mit gut erkennbaren Schenkeln sehen läßt, der Antagonist aber einen kugeligen, nicht differenzierten Körper darstellt. Es kann vielleicht daran gedacht werden, daß diese hufeisen- ffirmigen Elemente nur Abschnitte — es handelt sich ja stets um Schnittserien — von langen Haken oder von den oben besprochenen langen stäbchenförmigen Chromosomen, welche an ihrem Ende öfter gekrümmt oder verdickt sind, darstellen. Demgegenüber ist zu be- tonen, daß sich neben den in Kede stehenden kurzen Elementen in allen Spindeln die oben behandelten hakenförmigen und langen stäbchenförmigen Chromosomen nachweisen ließen. Ferner wurde sorgfältig festgestellt, daß die Hufeisen typischer Ausbildung sehr oft im Innern und nicht an der Fläche des Schnittes liegen, wo also von Abschnitten andrer Chromosomen nicht die Rede sein kann. Endlich zeigt uns auch hier wieder die symmetrische Lagerung der Hufeisen- Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 575 Chromosomen in beiden Platten, daß es sich nm typische und nicht um zufällige Vorkommnisse handelt. Über die Längenmaße der hier behandelten Elemente gibt uns Tabelle Yb Aufschluß, und zwar stehen auch hier, wie bei de'n Haken, links jeweilen die Gesamtlängen, rechts, durch ein Pluszeichen verbunden, die Längen der einzelnen Schenkel. Auf große Genauigkeit dürfen allerdings diese Angaben keinen An- spruch machen, da die Dimensionen sehr gering sind und überdies in Fällen, wo das Chromosoma von der Schmalseite gesehen wird, eine genaue Messung beider Schenkel fast unmöglich ist. Die Gesamt- länge schwankt zwischen 4,0 und 5,5 mm; sie beträgt im Durch- schnitt 4,6 bis 4,9 mm. Die Schenkel sind annähernd gleich und durchschnittlich 2,5 mm lang. Zuweilen kommt es aber auch vor, daß die Schenkel ungleich sind, wodurch das Chromosoma die Gestalt eines ganz kleinen Hakens erhält. Die Feststellung der Zahl, in der die Hufeisenelemente auf- treten, wird leider dadurch etwas schwierig gestaltet, daß allem An- schein nach zu den regulären zwei Chromosomen jeder Tochterplatte, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, in einem Teil der Eier ein drittes, ganz ähnlich oder gleich gestaltetes hinzukommt. In zirka 30 Fällen, deren einen die genannte Figur repräsentiert, waren nur zwei Huf- eisenchromosomen aufzutinden. Nr. 1, 3 bis 6 in Tabelle Vb ge- hören diesem Typus an. In andern Fällen aber, wie in Fig. 2 (Tafel XXXVH) und Nr. 2 und 7 der Tabelle, sind in jeder Tochter-* platte drei der in Rede stehenden Elemente vorhanden. Mehr als drei oder weniger als zwei wurden niemals gefunden. In Fig. 2 befinden sich alle drei Paare in der Teilfigur 26. Zwei Paare, in der Mitte der Platte, sind von der Schmalseite gesehen; das dritte liegt an der linken Peripherie der Platte und zeigt Schenkel von ungleicher Länge. In andern Fällen waren alle drei Chromosomen von typischer Hufeisengestalt mit fast gleichlangeu Schenkeln und ohne Schwierigkeit erkennbar. Es ist nicht wahrscheinlich, daß das nur in einem Teil der Eier vorkommende hufeisenförmige Chromosoma dieselbe Bedeutung besitzt wie die beiden andern, die in allen Eiern vorhanden sind und offen- bar zusammen gehören. Diese beiden paarigen Elemente müssen viel- mehr von dem unpaaren Chromosoma streng unterschieden werden. Ich komme, da diese Verhältnisse für die Theorie von der quali- tativen Verschiedenheit der Chromosomen von besonderem Interesse sind, an andrer Stelle noch darauf zurück. Hier sei nur dies hervor- gehoben, daß wir, wenigstens in einem Teil der Eier von Echmus Archiv f. Zellforschung. II. 38 576 F. Baltzer Tabelle Vb *). Echimis ^nicrotaberculaius. Maße der hufeisenförmigen Elemente unpaares hufeisenförmiges Element Tochter- Gesamt- Gesamt- Nr. platte länpe ächenkellangen länge Schenkellängen länge Schenkellängen Erste Furehungsspindel. 1 A 4,0 2,5 + 1,5 4,75 2,75 + 2,0 B 4.0 2,5 + 1.5 5,0 2,5 + 2,5 2 A 5.0 2,5 + 2,5 5,0 3,5 -p 1,5 5,5 3,0 + 2.5 B 5,0 2.5 + 2,5 5.5 3,5 + 2,0 6,0 3,0 + 3,0 3 A 4,5 2.5 + 2,0 5,0 2,5 + 2.5 B 4,5 2,5 + 2,0 5,0 2,5 + 2,5 4 4.5 2,5 + 2,0 4,5 2,5 + 2,0 A 4.5 2,5 + 2,0 5.0 2,5 + 2,5 4,5 2,5 + 2,0 5,0 2,5 + 2,5 A 5,0 2.5 + 2,5 5,0 2,5 -p 2.5 B 5,0 2,5 + 2,5 — — A 4,0 2.5 + 1,5 4.5 2.5 + 2,0 5,0 2,5 + 2,5 B 5,0 2,5 + 2,5 4,5 2,5 -F 2,0 5,0 2,5 + 2,5 Durchschnitt. 4.6 2,5 + 2,1 4,9 2,7 + 2.2 • Spindel des 2-Zellenstadiuius Q A 1 5,0 2,5 + 2,5 5,25 2,75 -+- 2.5 ß ! 4,0 2,0 + 2,0 5,0 2,5 -h 2,5 Bastarde: Strong. (3 X Echüi. Q. Erste Furchungsspindeln. A 5,0 2.5 ■f 2,5 ' B 5,0 2,5 2,5 A 4,5 3,0 + 1,5 5,0 B 5,25 2,75 + 2,5 5,0 microtubercKkitus, in gleicher Weise wie für die langen Haken und die langen stäbchenförmigen Elemente auch für die hufeisenförmigen Chromosomen ein doppeltes Vorkommen beobachten konnten, und ferner, daß wir auch bei Strongylocentrotus Verhältnisse finden werden, welche dem Vorkommen des unpaaren dritten Hufeisenchromosoms allem Anschein nach an die Seite zu stellen sind. Wir sind auch, nachdem wir das paarige Vorkommen einer Anzahl von Chromosomen *) Die Maße beziehen sich auf die gleichen Eier wie diejenigen von Tabelle Va. Die Chromosomen von Strongyloceutrotus lividus und Echinus micr. 577 direkt feststellen konnten, wohl berechtigt, das gleiche bei allen stäbchenförmigen Chromosomen anzunehmen, wenn auch unsre Ta- bellen II, lila und III b dafür nur geringe Anhaltspunkte bieten. Ich halte es für kaum zweifelhaft, daß jedem Stäbchenchromosoma ein zweites von ungefähr gleicher Länge entspricht, und wenn diese Paarigkeit in den Tabellen nicht zum x\.usdruck kommt, ausgenommen etwa in der Kolonne der kürzesten Chromosomen, wo die Zahlen vorwiegend gerade sind, so liegt dies daran, daß die Längendifferenzen von Paar zu Paar äußerst gering sind und eine Scheidung der einzelnen Paare deshalb unmöglich ist (vgl. dagegen Erdmann, 1908). Von älteren Furchungsstadien von Echmus konnte ich nur das 2-Zellenstadium untersuchen. Wie vorauszusehen, finden wir hier wieder in jeder Tochterplatte zwei hufeisenförmige Elemente, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Da die Chromosomen hier außer- ordentlich stark gedrängt sind, mußten sie, um die llbersicht über die Figur nicht unmöglich zu machen, etwas dünner gezeichnet werden, als sie im Präparate erscheinen. Die Zählung der Chromo- somen führte zu keinem sicheren Resultat. In der oberen Platte ließen sich nur 33 , in der unteren 34 Elemente uachweisen. Sehr wahrscheinlich aber müssen wir auch hier 36 als richtigen Wert an- nehmeu. Außerdem finden sich die beiden laugen Haken genau wie in der Furchungsspindel; ich konnte sie wiederholt in den Spindeln beider Elastomeren nach weisen. In Tabelle Va und b, Nr. 8 sind die Maße der Haken- und Hufeisenchromosomen für eine Spindel des 2-Zellenstadiums eingetragen. Sie entsprechen, obgleich wir es mit einer andern Zucht ‘) zu tun haben, durchaus denjenigen der Furchungsspindel, wie wir es für die Gesamtlänge aller Chro- mosomen dieses Eies, Tabelle II (Nr. 8), schon im ersten Abschnitt festgestellt haben. Überblicken wir die Gesamtheit dieser Beobachtungen, so haben wir damit, wie wohl zuzugeben ist, und entsprechend dem schon von Boveri (1904, S. 57 ; 1907) Hervorgehobenen, für die Theorie von der Verschiedenheit der Chromosomen eine gute Stütze. Die morpholo- gischen Verschiedenheiten der Chromosomen des Seeigels leiten zu ganz gleichen Schlüssen wie die Verschiedenheiten bei zahlreichen Insekten, bei Mollusken und Annellideu. Besonders den Befunden au Insekten — ich nenne nur Montgomery (1901), Sl’tton (1902), Wilson 1) Dieselbe stammt aus Triest, während das übrige Material in Neapel ge- züchtet wurde. 38* 578 F. Baltzer (1906 u. a. 0.) — gegenüber ist aber bervorziibeben, daß wir es hier nicht nur mit rein quantitativen, sondern auch mit charakteristischen Unterschieden in der Form zu tun haben. Wenn also von Driesch (1905, S. 627) die morphologischen Tatsachen, welche zugunsten der ßovERischen Theorie sprechen, noch für recht dürftig gehalten werden, so wird immerhin zuzugeben sein, daß in dieser Hinsicht eine Lücke ausgefüllt ist, da gerade für das Seeigelei, au dem Boveris Ex- perimente ausgeführt wurden, die Forderung sichtbarer, morphologischer Unterschiede, welche Driesch vermißt, befriedigt wird. III. Über die Entstehungsweise der Haken- und Hufeisenform. Wir finden in Aquatorialplatteu sowohl von Furchimgsspindelu als auch von Spindeln des 2-Zellenstadiums vor der Spaltung der Chromosomen nur stäbchenförmige, gerade oder leicht gebogene, niemals aber charakteristisch hakenförmig gekrümmte Elemente, wie sie der Metaphase der Spindel das besondere Gepräge geben. Es unterliegt keinem Zweifel, daß in der Aquatorialplatte der Furchungs- spindel vor der Spaltung der Chromosomen die Hakenform unsrer zwei Elemente noch nicht ausgebildet ist. Wie bekannt, setzen die Kadien der Sphären im Seeigelei am einen Ende der Chromo- somen au. Wenn zu Beginn der Metaphase die Sphären auseinauder- gezogen werden, so entsteht zuerst eine ms- Furchungsspindeln der Tabelle V die Differenz im Mittel 1,2 mm, bei den Strongylocentrotus-Fmchxm^^- spindeln (Zucht A) 0,6, bei Zucht B in den späteren Stadien 1,7 mm. Da die Längenverhältnisse der Chromosomen, wie wir früher gesehen haben, bei den verschiedenen Zuchten variieren, so ist, da stets der eine Haken vom Vater, der andre von der Mutter stammt, wohl an- zunehmen, daß die genannten Unterschiede der Hakenlängen auf Differenzen zwischen den zur Befruchtung verwendeten Geschlechts- produkten zurückzuführen sind. Wir hätten also das längere Element innerhalb einer Zucht, vorausgesetzt, daß dazu nur ein Männchen und ein Weibchen verwendet wurde, stets dem nämlichen der beiden Eltertiere zuzuweisen, das kürzere aber dem andern. In bezug auf die nicht besonders unterscheidbaren stäbchenförmigen Elemente kehren hier wie dort ungefähr dieselben Längenmaße wieder. Wenn also Fick (1907, S. 21) sagt, es hätten bei »vielen Geschöpfen Ei- und Samenkern bzw. Ei- und Samenchromatin durchaus nicht gleich 1) Vgl. Abschnitt V. 586 F. Baltzer große Masse« und »sehr oft« seien »die Chromosomen ungleich groß«, ! so trifft das für den Seeigel jedenfalls nicht zu. Die Chromosomen zeigen in ihrer Gestaltung in beiden Vorkernen, soviel man sehen kann, dasselbe Bild, wobei wir allerdings in die feinere Struktur keine Einsicht haben, sondern bei den groben Formverschiedenheiten stehenbleiben müssen. Immerhin harmonieren unsre Ergebnisse aufs || beste mit der Erfahrung, daß zur Entwicklung des Keimes das väter- liche oder das mütterliche Chromatin allein genügt. Kehren wir von dem Standpunkt, den wir damit erlangt haben, noch einmal zu den Beobachtungen am 2-Zellenstadium von Echimis * und an den späteren Stadien bis zum 16 zelligen Keim von Strongy- locentrotiLs zurück. Boveui hat 1888 b und 1891 den Satz ausge- sprochen, »daß in allen Zellen, welche sich im regulären Teilungs- verlauf aus dem befruchteten Ei ableiten, die eine Hälfte der Chro- mosomen rein väterlicher, die andre rein mütterlicher Abkunft ist« (1891, S. 410). An Strongylocentrotm hat sich herausgestellt, daß die zwei Haken, deren einer dem Sperma-, der andre dem Eikern entstammt, bis zum 16-Zelleustadium, also während fünf Zellgenera- rationen, in der Metaphase wieder erscheinen, mit annähernd gleichen Größenverhältnissen und in gleicher Form. Für Echimis konnte ein solcher Nachweis aus Mangel an Material nur bis ins 2-Zelleustadium getiibrt werden, bis hierher aber auch auf eine zweite Chromosomen- form die beiden hufeisenförmigen Elemente - ausgedehnt werden. Da sich überdies in Hinsicht auf die stäbchenförmigen Chromosomen während der fünf Zellgenerationen von Strongylocentrotus eine Gleich- artigkeit im Erscheinen nachweisen ließ, so kann mau wohl behaupten, daß die Übereinstimmung unsrer Tatsachen mit dem von Boveri auf- gestellten Satz eine vollständige ist. V. Über nur in einem Teil der Eier vorkommende Chromosomen von besonderer Form. A. Strongylocentrotus lividus. Wenn wir eine größere Zahl von Eiern durchmustern, so er- kennen wir, daß sich dieselben in zwei Typen eiuordnen lassen: 1. Eier, deren Spindeln außer den typischen zwei langen Hakeu- chromosomen uur stäbchenförmige Elemente enthalten; 2. Eier, deren Spindeln unter den 36 Chromosomen außerdem noch einen kleineren Haken besitzen. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echiuus micr. 587 Ich habe mich in den bisherigen Ausführungen ausschließlich au den ersten Typus (Fig. 1) gehalten. Der zweite Typus ist in Fig. 11 dargestellt. Der Längenunterschied zwisehen den beiden langen und dem kurzen Haken tritt klar hervor'). Die Messungen, wofür Ta- belle IV (S. 568), Nr. 1, 3 und 5 einzusehen ist, haben eine Differenz der Gesamtlänge von mindestens 2 mm ergeben, welche jedoeh zur Hauptsache auf Kosten des längeren Schenkels kommt. Als durch- schnittliche Gesamtlänge ist etwa 8,3 mm anzusetzen, während als Verhältnis der beiden Schenkel 5,2 ; 3,1 berechnet wurde. Erinnern wir uns, daß bei den langen Haken das Verhältnis mindestens 7,6 : 3,1 war, so ist der Unterschied in die Augen springend. Dem- entsprechend kann auch, wenn man einen Haken beobachtet, bei einiger Übung fast stets ohne vorherige Vergleichung mit den andern Elementen gesagt werden, ob es sich um einen kurzen oder einen laugen Haken handelt. Zuweilen ist der Unterschied noch beträchtlicher (vgl. Fig. 18, Taf. XXXVIII; und nur in seltenen Fällen weniger ausgeprägt, indem das kleine Element den großen in seinen Dimensionen näher kommt. Die Frage, welche nun in erster Linie entschieden werden muß, geht dahin: stellt dieses Element dort, wo es vorkommt, ein in seiner Gestalt typisches Chromosom dar, oder ist die Form nur eine zu- fällige Bildung. Gegen die letztere Deutung sprechen, wie mir scheint, folgende Punkte: 1. Die beiden sich entsprechenden Antagonisten der Tochter- platten haben stets eine symmetrische Stellung inne, wie das auch für die langen Haken beobachtet wurde. Wir haben es also auf alle Fälle nicht mit einer auf die eine oder andre Tochterplatte be- schränkten Zufallskrüramung zu tun. 2. Die Läugenverhältnisse, in denen das Chromosoma erscheint, sind im wesentlichen immer dieselben. 3. Verschiedene Serien liefern das nämliche Ergebnis. Es kann sich danach nicht um eine besondere, nur einer Zucht eigentümliche Bildung handeln. 4. Den Hauptbeweis scheinen mir die späteren Furchungsstadien zu liefern. Sie zeigen, daß wir es nicht mit einer vorübergehenden Formenbildung, sondern mit einem dauernden, spezifischen Charak- teristikum zu tun haben. In Fig. 12 a, b und c, d sind die Chromo- ') In allen Abbildungen ist der kleine Haken durch einfache ümrißzeich- nung in Kot von den langen Haken unterschieden. 588 F. Baltzer somen der beiden Spindeln eines 2-ZelIenstadiums abgebildet. Jede Spindel erstreckt sich auf zwei Schnitte. In beiden Blastomeren tritt in jeder Tochterplatte ein kleiner Haken auf iFig. 12 a und c). Daß nicht etwa einer der langen Haken für das gesuchte Element gehalten wurde, geht daraus hervor, daß außer dem kurzen noch zwei lange Haken vorhanden sind. Wie in diesem Stadium die Längenunterschiede sind, ergibt sich aus Tabelle IV, Nr. 8, wo die Maße für die beiden Spindeln angegeben sind. Diese Messungen bestätigen uns auch für dieses Element, daß im 2-Zellenstadium für beide Spindeln die Verhältnisse ganz ebenso liegen wie im un- geteilten Ei. Es muß also wohl als sicher betrachtet werden, daß die kleinen Haken des 2-Zellenstadiums denjenigen des ungeteilten Eies entsprechen. In Tabelle lila (S. 557) sind die Fälle iNr. 1, 3, 5 und 8) mit kleinen Haken von denjenigen ohne einen solchen unterschieden. Eine Vergleichung der Längenangaben beider Typen macht wahrscheinlich, daß, abgesehen von der erörterten Hakenform, ein Unterschied in den Chromosomenlängen nicht besteht. Für das 4-Zellenstadium konnte ich das Vorhandensein des in Rede stehenden Elements nicht nachweisen, da mir eine genügende Anzahl guter Spindeln nicht zur Verfügung stand. Dagegen gelang mir der Nachweis desselben wiederum beim 8-Zellenstadium. Fig. 15a und b stellt eine Spindel aus einem solchen Keime dar. In der oberen Tochterplatte unsrer Fig. 15 a sind 24, in der unteren 30 Chromosomen, jedoch nur in der Länge genau eingezeichnet. Die Dicke ist im Präparat beträchtlicher. Das kleine hakenförmige Element ist leicht zu sehen. Die Längenmaße sind in Tabelle IV (S. 568), Nr. 12 angegeben. Der Größenunterschied gegenüber den langen paarigen Haken fällt sofort auf Gegenüber den Elementen des 2-Zellenstadiums und des ungeteilten Kernes bemerkt man, daß hier die Dimensionen größer sind. Wir haben es mit einem Keim der schon früher besprochenen Zucht B zu tun. Da dieselbe überhaupt, und speziell noch vom 4-Zellenstadium an, höhere Längenwerte aufweist, wie wir es besonders für die langen Haken nachgewiesen haben, liegt in der beträchtlicheren Länge des kleinen Hakens kein Widerspruch, sondern eine Bestätigung der früheren Angaben. Beim 16-Zellenstadium war wegen der eng gedrängten Lage- rung der Chromosomen der Nachweis des in Frage stehenden Ele- ments nicht mehr möglich. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 589 Ich glaube aber, daß unsre Befunde genügen, um es durchaus wahrscheinlich zu machen, daß der kleine Haken dort, wo er über- haupt vorkommt, während der ersten Furchungsstadien regelmäßig wieder erscheint. Es sei noch hinzugefügt, daß die Bildung der Hakenform in ganz gleieher Weise vor sieh geht, wie es für die langen Haken beschrieben wurde. Spaltungsfiguren aus 2-Zellen- stadien, welche ihrer Phase nach zwischen die in Fig. 9 b und c dar- gestellten Stadien der langen Haken fallen, lassen darüber keinen Zweifel. Da sie sich aber auf beträchtlich kürzere Chromosomen beziehen, als es den langen Haken entsprechen würde*), können sie nur als Spaltungsformen des kleinen Hakens aufgefaßt werden. Ich habe es aus dem regelmäßigen Wiedererscheinen in späteren Furchungsstadien wahrscheinlich zu machen gesucht, daß es sich bei dem in Rede stehenden unpaaren Element nicht um eine Zufalls- bildung handeln kann. Überdies spricht das zahlenmäßige Vor- kommen der Eier mit und derjenigen ohne kleinen Haken sehr für dessen typische Natur, indem sich herausgestellt hat, daß die beiden Eitypen — soweit meine nicht sehr ausgedehnten Untersuchungen eine Entscheidung zulassen — in nicht allzu verschiedenen Prozentsätzen vertreten sind. Es wurden drei Serien untersucht. Die erste Zucht, oben mit A bezeichnet, lieferte; mit kleinem Haken 22 Eier, ohne » » 38 » mit » »12 2-Zellenstadien, ohne » »9 » Die zweite Zucht enthielt nur ungeteilte Eier, den sich: mit kl. Haken 10 Eier, ohne » » 10 « Darunter fan- Aus der dritten Zucht stammen die späteren Furchungsstadien, welche eine Spindel mit und vier Spindeln ohne kleinen Haken er- gab. Danach ist das Gesamtresultat: mit kl. Haken 45 Eier, ohne » » 61 » Total 106 Eier. *) Ungefähr 3 .5 der Länge der großen Haken. 590 F. Baltzer Es liegt augesichts dieser Zahleu die Vermutung nahe, daß bei großen Zahlen die eine Hälfte der Eier das unpaare hakenförmige Element besitzen würde, die andre Hälfte aber nicht. Jedenfalls ge- nügen sie zu dem Schluß, daß die Eier mit kleinem Haken und ohne kleinen Haken als typische Formen nebeneinander bestehen. Da daran gedacht werden kann, daß die Zahl der Chromosomen in den beiden Eitypen verschieden sein könnte, wurde auf eine ge- naue Zählung besondere Sorgfalt verwendet. Leider konnten dafür Polansichten nicht verwendet werden, weil sich in diesen die haken- förmigen Elemente nicht mit Sicherheit erkennen ließen. Bei Spindeln in Seitenansicht aber bildet trotz der Schärfe der Eisenhämatoxylin- präparate eine genaue Zählung viele Schwierigkeiten. Abgesehen davon, daß sieh nicht selten zwei Chromosomen decken und daher leicht als eines registriert werden, macht sich vor allem störend be- merkbar, daß bei einer Schnittdicke von 5 oder 7,5 a die Chromo- somen auf mindestens zwei Schnitte verteilt werden. Es ist fast un- möglich, in solchen Fällen sicher zu sagen, ob nicht ein Chromo- soma entzweigeschnitteu wurde. Dadurch würde aber die Zahl der Elemente um eins erhöht und das Resultat irreführend, denn gerade die Differenz um eins wäre für die beiden Typen • — wenn über- haupt — zu erwarten. Der Durchmesser der Chromosomenplatteu beträgt im Stadium der Metaphase etwas über 10 u. Die Zählungen müssen daher, um die genannte Fehlerquelle zu vermeiden, au 10 — 15// dicken Schnitten, bei denen die Eisenhämatoxylinfärbung noch recht gute Resultate liefert, gemacht werden. Ich habe acht Spindeln untersucht, von denen vier den kleinen Haken enthielten, die andern vier aber nicht. Jeweilen wurden beide Tochterplatten gezählt. In allen acht Zählungen konnte die Zahl auf 36 Chromosomen bestimmt werden. Ich halte es somit für fast gauz sicher, daß die Chromo- somenzahl in beiden Eitypen dieselbe — 36 — ist, gleichgültig, ob sich ein kleiner Haken vorfiudet oder nicht. Daher muß dem kleinen, hakenförmigen Element in den Spindeln, wo sich ein solches nicht auffinden läßt, ein stäbchenförmiges Chromosoma entsprechen, welches aber von den andern Genossen gleicher Länge nicht unterschiedeu werden kann. B. Echinus microtuherculatus. Die Beobachtungen an Echinus lassen sich denjenigen au Strongy- locentrotus allem Anschein nach an die Seite stellen. Immerhin ist dieses Objekt weniger günstig, denn wir haben kein von allen übrigen Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 591 Chroraosomeii iiutersclieidbares uupaares Element. Man vergleiche Fig. 2 und Fig. 3. Der Unterschied zwischen beiden liegt in der Zahl der hufeiseufürmigen Chromosomen. Fig. 3 zeigt uns deren zwei, Fig. 2 aber drei, zwei in der Mitte, das dritte am linken Rande des iu Fig. 2 b dargestellten Teils der Chromosomenplatten. Meistens ist, was die Gestalt anlangt, kein Unterschied zwischen den drei Elementen zu erkennen. Nur in einzelnen Fällen, wozu auch der hier abgebildete gehört, nähert sich eins derselben etwas mehr der Häkchen- als der Huteisenform dadurch, daß die beiden Schenkel etwas ungleiche Länge besitzen. Doch sind diese Variationen so ge- ring, daß sie nicht ins Gewicht fallen. Zudem wäre es kaum mög- lich, eine Unterscheidung durchzuflihren, da nur bei solchen Ele- menten, welche uns, wie in Fig. 3 a und b, beide Schenkel zukehren, und die außerdem scharf differenziert sind, eine genaue Betrachtung und Vergleichung der beiden Schenkel möglich ist. In den meisten Fällen müssen wir uns begnügen, die Hufeisenform gegenüber der Stäbchenform andrer kurzer Chromosomen festzustellen. In Tabelle Vb (S. 576) finden sich in Nr. 2 u. 7 für zwei Furchungs- spindeln die Maße der drei hufeisenförmigen Elemente angegeben. Die Gesamtlänge liegt für alle durchschnittlich zwischen 4,5 und 5,5 mm und verteilt sich zu etwa gleichen Teilen auf beide Schenkel. Vergleichen wir die Längenmaße der übrigen Chromosomen dieser zwei Spindeln mit denjenigen der Spindeln mit nur zwei Hufeisen- elementen, so ist auffallend, daß gerade bei den in Rede stehenden Fällen stäbchenförmige Chromosomen unter 4,0 mm fehlen. Ob wir es hier mit einer Gesetzmäßigkeit oder nur mit einer Zufälligkeit zu tun haben, lasse ich unentschieden, da ich die Sache nicht weiter verfolgen konnte. Denn es muß hervorgehoben werden, daß die zahlenmäßige Feststellung der kurzen stäbchenförmigen Chromosomen sehr unsicher ist, sowie sich die Elemente über mehr als einen Schnitt des Präparates verteilen. Leicht können Abschnitte von längeren Chromosomen für ganz kurze Elemente gehalten werden. Beim 2-Zellenstadium konnte ich iu zwei Fällen jeweilen bei einer Spindel ein dreifaches Vorkommen des Hufeisenelements wahr- scheinlich machen. Leider stand mir mehr Material nicht zur Ver- fügung. Eine schon früher besprochene Spindel des 2-Zellenstadiums mit zwei Hufeiseuelementen ist in Fig. 8 abgebildet. Nach allem Mitgeteilten und insbesondere auch in Anlehnung an die sicheren Feststellungen über das unpaare Element bei Strongy- locenirotus gibt es auch bei Echinus microtubercidatus zwei Typen Archiv f. Zellforschung. II. 39 592 F. Baltzer befruchteter Eier: solche, bei denen während der Metaphase in jeder Tochterplatte zwei und solche, bei denen drei hufeisenförmige Chro- mosomen auftreten. Über das numerische Vorkommen der Eier bei- der Typen konnte ich unter Benutzung von Material aus verschie- denen Zuchten folgendes ermitteln: Die erste Zucht hatte nur Furchungsspindeln; es wurden ge- funden: Spindeln mit zwei Hufeisenchromosomen: 28 » » drei > : 20. Die zweite Zucht enthielt ebenfalls nur Furchungsspindeln, worunter: mit zwei Hufeisenchromosomen: 6 » drei » : 0. Die dritte Zucht ergab: Furchungsspindeln mit zwei Hufeisenehromosomen : 2 Spindeln des 2-Zellenstadiums mit zwei Hufeisenchromosomen: 2 » » » » drei » : 2. Die vierte Zucht endlich ergab: Furchungsspindeln mit zwei Hufeisenchromosomen: 2 » » drei » : 1. Im ganzen wurden somit gefunden: Keime mit zwei Hufeisenchromosomen: 40 » » drei » : 23 Total 63. Genaue Zählungen der Chromosomen wurden nicht gemacht, und so legen es nur die Befunde von Strongylocentrotus nahe, daß die Chromosomenzahl in den befruchteten Eiern beider Typen von Echi- nm 36 beträgt. Wie bei Strongylocentrotus werden wir dann auch hier annehmen müssen, daß in den Eiern, wo ein drittes hufeisen- förmiges Element nicht vorkommt, seine Stelle durch ein stäbchen- förmiges Chromosoma vertreten wird. Bevor ich auf die Bedeutung dieses Chromosomas eingehe, möchte ich zunächst die Beobachtungen an Bastarden mitteilen, da sich daraus, wie der folgende Abschnitt lehren wird, Hinweise auf die Herkunft des in Rede stehenden Elements ergeben werden. Die Cliromosomeu von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 593 VI. Die Chromosomen der Bastarde Strongylocentrotus cf X Echinus Q. Wie wir gesehen haben, enthält sowohl die Spermakernspindel von Strongylocentrotus als auch die Eikernspindel von je einen langen Haken in jeder Tochterplatte. Wir haben also in den Bastard- spindeln Strongylocentrotus cf X Echinus Q — ihre Untersuchung wurde mir durch die Güte von Herrn Professor Boveei ermöglicht — zwei dieser Elemente zu erwarten. Daß dies so ist, beweisen die Fig. 16 und 17, welche beide die Chromosomenplatten in Fur- chungsspindeln darstellen. In Fig. 16 a und b befinden sich beide Haken nahe heieinanderliegend in der Teilfigur 16 a. In Fig. 17 a — c, einer weiteren Furchungsspindel, enthalten Fig. 17 a und b je ein langes Hakenchromosom in jeder Tochterplatte, während in Fig. 17 c nur stäbchenförmige Elemente zu sehen sind. In Tabelle II (S. 555) sind die Längenmaße der beiden abgebildeten Fälle angegeben. Sie weichen von den bei Echinus festgestellten nicht ab, und auch unter denjenigen von Strongijlocentrotus findet sich mancher Fall, welcher mit den hier vorliegenden in Einklang steht. Bezüglich der besonders langen, stäbchenförmigen, bei Echinus uachgewiesenen Chromosomen konnte bei den Bastarden nichts Sicheres und Gesetzmäßiges aufgefunden werden. Auf Grund der folgenden Betrachtung ist dies auch nicht zu erwarten. Die längsten Stäbchen von Strongylocentrotus erreichen 8,5 mm. Die untere Grenze für die besonders langen Stäbchen von Echinus (vgl. Tabelle II, Hr. 4 und 6) liegt tiefer als 8,5 mm. Es wird also die bei Echinus als charakte- ristisch beschriebene Sonderstellung der beiden längsten Chromosomen- stäbchen hier für das von Echinus herstammende lange Chromosoma mehr oder weniger aufgehoben. Danach ist der Nachweis eines be- sonders langen Elements kaum möglich. Die Messungen lieferten daher, wie aus Tabelle II, Nr. 9 und 10, zu ersehen ist, nur das eine positive Kesultat: daß ungefähr die gleichen Größenabstufungen und für die verschiedenen Längenintervalle etwa dieselben Chromosomen- zahlen wie bei den elterlichen Species konstatiert werden können. Im 2-Zellenstadium konnten in mehreren Fällen in beiden Spindeln entsprechende Verhältnisse wie in den Furchungsspindeln festgestellt werden. Für uns sind die Bastarde in erster Linie in Hinsicht auf das unpaare Element von Wichtigkeit. Wir mußten, als wir das Vorkommen des kleinen Einzelhakens bei Strongylocentrotus und 39* 594 F. Baltzer des dritten Hufeiseueliromosoms bei Echinus besprachen, die Frage nach der Herkunft dieser Elemente offenlassen. Eine Antwort hätte durch das Studium zahlreicher Sperma- und Eikernspiudeln gewonnen werden können. Von beiden stand mir jedoch nur eine geringe Zahl zur Verfügung. Eine Antwort muß sich aber auch aus der Untersuchung unsrer Bastarde ergeben, in welchen ja der Chro- mosomenbestand eines Strongylocentrotus - Spermakernes und eines Eikernes kombiniert ist. Ich habe im Ganzen 35 Bastard- spindeln untersuchen können, welche zum Teil ungeteilten Eiern, zum andern 2 -Zellenstadien angehören. Dabei ließen sich, wie bei den elterlichen Species, zwei Typen von Keimen feststellen. Der eine ist in Fig. 16, der andre in Fig. 17 repräsentiert. Das Cha- rakteristikum bildet die Anzahl der hufeisenförmigen Ele- mente; Fig. 16 enthält (Teilfigur b) deren eines, Fig. 17 aber zwei, das eine in Fig. 17 a, das andre in 17 b. "Weitere Chromosomen dieser Form sind nicht aufzufinden. Ein kurzer Haken konnte niemals nachgewiesen werden. Bei den 2-Zellenstadien konnten in fünf Fällen beide Spindeln geprüft werden, wobei die Ergebnisse stets für beide Spindeln identisch waren: dreimal in beiden Blastomereu je ein und zweimal je zwei Hufeisenchromosomen. Solche Über- einstimmungen scheinen mir zur Sicherung des Resultates wesentlich beizutragen. Im allgemeinen waren allerdings die Präparate, welche mit Eisenhämatoxylin gefärbt waren, nicht besonders klar. Fast in allen zeigten sich im Bereich der Spindel eigentümliche, dunkel gefärbte Kugelbildungen. Wenn diese Körper, ungefähr von der Größe der hufeisenförmigen Chromosomen, in den Tochterplatten lagen, so konnten sie möglicherweise mit den genannten Elementen verwechselt werden. Deshalb wurde, um Irrtümer zu vermeiden, auf die symmetrische Stellung der hufeisenförmigen Chromosomen, welche ja, wie wir weiter oben sahen, eine gewisse Garantie für die Richtigkeit der Beobachtung abgibt, genau geachtet. Ich glaube danach fast sicher behaupten zu können, daß in einem Teil der Bastardspindeln ein, in dem andern Teil zwei Huf- eisenelemente verkommen. Leider war mir eine Xachprüfung an einer weiteren Zucht von Bastarden aus Mangel au Material nicht möglich. Die zahlenmäßige Verteilung der Keime auf die durch diesen Unterschied charakterisierten zwei Typen ist für unsre 35 Fälle folgende: Die Chromosomen von Strongylocentrotns lividus und Echinus micr. 595 Ungeteilte Eier mit einem » » » zwei 2-Zellenstadien » einem » » zwei Hufeisenchromosoma 7 11 8 9 Total 18 17. Vergegenwärtigen wir uns, daß in vielen Furcbungsspindelu Amn Echinus zwei hufeisenförmige Chromosomen gefunden wurden, ferner, daß wir in Spermakernspindeln und Eikernspindeln je ein solches Element getroffen haben, so ergibt sich, daß in den Furchungsspindeln das eine Hufeisenchromosom vom Eikern, das andre vom Spermakern abstammen muß. Damit stimmt vollkommen überein, daß in den Bastarden, in denen der Eikern von Echinus herkommt, in vielen Fällen nur ein Hufeisenelement gefunden wurde. Wir haben aber bei zahlreichen reinen jEc/imw«- Spindeln drei der in Rede stehenden Elemente ge- funden, und es fragt sich, kommt dieses dritte aus dem Eikern oder aus dem Spermakern? Diese Frage wird dadurch gelöst, daß in einem Teil der Bastardspindeln zwei hufeisenförmige Chromosomen vorhanden sind. Diese können, da bei Strongylocontrotus , von welchem sich die Spermachromosomen des Bastards herleiteu, huf- eisenförmige Elemente überhaupt nicht Vorkommen, nur aus dem Ei- kern stammen. Wir sind somit — wenigstens für die uns vorliegende Bastardzucht — zu dem Schlüsse berechtigt, daß das unpaare, in einem Teil der Echinus-W\Qx auftretende dritte hufeisen- förmige Chromosoma aus dem Eikern stammt. Damit har- moniert, daß wir in den 35 Bastardspindeln, welche uns zur Unter- suchung Vorgelegen, niemals den kleinen für Strongylocentrotns cha- rakteristischen, unpaaren Haken gefunden haben, denn es ist wohl in Analogie zu den eben besprochenen Verhältnissen bei Echinus das Wahrscheinlichste, daß auch bei Strongylocentrotns das unpaare Element dem Eikern angehört, somit in Bastarden zwischen Stronyy- - Männchen und -Weibchen nicht auftreten kann. Zusammengefaßt lautet unser Resultat; Wir haben bei Echinus zweierlei Typen von Eikernen zu unterscheiden, die einen da- durch charakterisiert, daß neben einem in beiden Typen vorkommen- den hufeisenförmigen Element noch ein zweites gleiches vorkommt, während die Eikerne des andern Typus dasselbe nicht enthalten. Die Chromosomenzahl ist in beiden Fällen mit Wahrscbeinlichkeit 18. 596 F. Baltzer Es ist daher anzuuehmen, daß in den Eiern, welche nur ein solches Element aufweisen, das andre durch ein stäbchenförmiges Chromo- soma vertreten wird. Der Spermakern enthält stets, nur ein huf- eisenförmiges Element. Auch in ihm wird, paariges Auftreten der Chromosomen im befruchteten Ei angenommen, ein stäbchenförmiges Chromosoma vorhanden sein, das dem in Rede stehenden Hufeisen- element des Eikernes entspricht. Bei Strongylocentrotus sind sehr wahrscheinlich ebenfalls zwei Eikerntypen zu unterscheiden, charakterisiert durch die Anwesenheit oder das Fehlen eines kleinen, hakenförmigen Chromosomas. Die Chromosomenzahl des Eikernes ist in beiden Fällen 18. Unsre Sätze besagen, daß das Auftreten des besonders geform- ten Einzel-Elements auf die Keimzellen des weiblichen Ge- schlechts beschränkt ist. Es liegt nahe, eine Parallele mit den Verhältnissen zu suchen, welche bei Insekten aufgedeckt worden sind. Dabei muß allerdings betont werden, daß sich mein Resultat an Sicherheit mit dem an Insekten gewonnenen nicht vergleichen darf, da der einzige positive Beweis auf eine in den Chromatinver- hältnissen nicht besonders klare Bastardzucht gegründet ist. Ich halte mich im folgenden an die Darstellung, welche Wilson (1906) für die Hemiptera gegeben hat, und zwar an denjenigen der drei von ihm gefundenen Typen, wo zwei sogenannte Idiochromosomen verkommen, ein großes und ein kleines (Lygaeusj. Während sämtliche Oogonien zwei große Idiochromosomen enthalten, also jedes Ei nach der Re- duktion eins, die Eier somit alle gleich sind, enthalten die Sperma- togonien ein großes und ein kleines. Bei den Reifeteilungen be- kommt die eine Hälfte der Spermien das große, die andre Hälfte das kleine Idiochromosoma. Bei der Befruchtung entstehen zwei Arten von Zygoten, solche mit zwei großen Idiochromosomen, welche Weibchen liefern, und solche mit einem großen und einem kleinen, die zu Männchen werden. Die Entscheidung des Geschlechts fällt darnach den Spermien zu. In Analogie zu diesen Verhältnissen sind bei Strongylocentrotus der kleine Haken, bei Echinus das dritte Hufeisenchromosom und die ihnen entsprechenden Stäbchenelemente im andern Eitypus und im Spermakern als Idiochromosomen zu be- zeichnen. Als fundamentaler Unterschied zwischen den Insekten und Echiniden ist jedoch hervorzuheben, daß die Chromosomenverschieden- heiten, welche den von Wilson u. A. beschriebenen entsprechen, bei den Echiniden sich nicht beim Männchen, sondern beim Weibchen finden. Es besteht nur eine Art von Spermien, dagegen zwei Arten Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 597 von Eiern. Daher muß, wenn wir diesen Chromosomen überhaupt die Rolle der Geschlechtsbestimmung zuerkennen wollen, die Ent- scheidung beim Weibchen liegen. Mit Rücksicht auf diesen Punkt ist die Eireifung und Befruch- tung von Strongylocentrotus in beistehendem Schema dargestellt, wobei ich mich an die schematische Fig. 6 in Wilsons Arbeit (1906) an- gelehnt habe. Es ist damit, da ich die Reifeteilungen selbst nicht studiert habe, lediglich der ungefähre Verlauf wiedergegeben, wie er nach meinen Resultaten und den zahlreichen Erfahrungen an Insekten zu erwarten ist. Die für unsre Frage allein wichtigen Idiochromo- Schema. Oogonie Ei Spermium Eireifung von Strongylocentrotus lividus. Zygote somen sind ganz schwarz gezeichnet; von den übrigen vorkommen- den Elementen sind nur sechs angegeben, das Paar langer Haken und vier Stäbchenchromosomen. Wir gehen aus von der links dar- gestellten Oogonie, welche beide im weiblichen Geschlecht vorkommen- den Idioehromosomen enthält: den unpaaren Haken und das ent- sprechende stäbchenförmige Element. Bei einer der beiden Reifungs- teilungen gelaugt eins der Idioehromosomen in den Richtungskörper (R.K.). Das Ei enthält demnach entweder das hakenförmige oder das stäbchenförmige Element. Die Spermien besitzen jedes ein stäb- chenförmiges Idiochromosom ; bei der Befruchtung entstehen demnach die zwei Arten von Zygoten, welche rechts im Schema gezeichnet sind: die eine mit dem hakenförmigen und einem stäbchenförmigen, 598 F. Baltzer die andre mit zwei stäbchenförmigen Idiocliromosomen. Erstere ent- wickelt sich zum Weibchen, letztere zum Männchen. Bevor ich die Besprechung der Bastardeier verlasse, möchte ich noch auf einige Literaturangahen eingehen. Aus der Untersuchung Herlas (1895) und Zojas (1895) geht hervor, daß sich die Chromo- somen in den Bastarden zwischen Ascaris hivalens und Ascaris uni- ralens in ihren Charakteristika erhalten. »Les chromosomes des differentes plaques equatoriales restent les uns paternels et les autres maternels, puisque dans les ccufs a trois anses nous voyons reparaitre chaque fois trois chromosomes dont l’un d’origine male represente souvent des characteres speciaux.« (Herla 1895, S. 503). Das männliche Element {uniralens) ist kleiner als die beiden weiblichen, hivalens zugehörigen. Dieselben Beobachtungen hat Zoja (1895) ge- macht: »La cromatina paterna e la materna restano independeuti nel uucleo delle cellule embrionali« (S. 293). Das gleiche Ergebnis hat — bis zum 2-Zellenstadium — auch unser Objekt geliefert. (Moenkhaus (1904) hat die Fische Fundulus heteroclitus und Menidia notata bastardiert, deren Chromosomen typische Unterschiede aufweisen. »The chromosomes of Fundulus heteroclitus are loug, slender and usually straight. They measure 2,18 micra in leugth« »The chromosomes of Menidia notata are short and usually more or less curved.« »They measure 1,00 micron in lenght« (S. 40). Es ist nun die Frage: Wie verhalten sich bei den Bastardformen die Chromosomen des Spermakernes in dem ihnen fremden Protoplasma? AVie verhalten sich die Chromosomen des Eikernes gegenüber den nicht ihrer Species ungehörigen Centrosomen? Werden sie von dem fremden Zellbestandteil beeinflußt? Im Gegensatz zu den Ecbiniden sind nach Moenkhaus die Chromosomen bei jeder der beiden Fisch- species alle gleichgestaltet. Wir haben somit bei unsern Bastarden für die Frage nach dem A^erhalten der Chromosomen mannigfaltigere Kriterien. Sowohl die Kreuzung von Moexkhaus als die hier mit- geteilte verneint einen solchen Einfluß. Beide Haken erscheinen in der typischen Form. Die Längenabstufungen der stäbchenförmigen Chromosomen sind dieselben wie in den Eltertieren. Aber auch die hufeisenförmigen Elemente, welche bei Strongylocentrotus kein Ana- logon haben, erscheinen in der typischen Form. Daraus dürfen wir den Schluß ziehen, daß die Centrosomen für die Bildung besonderer Chromosomenformen, d. h. für den spezifischen, mittelständigen Kadien- ansatz nicht die Ursache sind; sie muß vielmehr in der Natur der Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Ecliinus micr. 599 Chromosomen selbst begründet sein. Über den Einfluß des Proto- plasmas sagt unser Bastard nichts aus, da die Elemente des Stron- ^^focm/rof2<5-Spermakernes bei Ecliinus alle ein Analogon haben. Moenkhaus hat für die genannten Fischbastarde gezeigt, daß in der Furchungsspindel , welche in den elterlichen Arten eine einheit- liche Chromosomenplatte ausbildet, die Eikern- und Spermakern- elemente getrennte Gruppen bilden, obgleich eine Verschmelzung des Eikernes und Spermakernes stattfindet (S. 43 loc. cit.), daß aber diese Sonderung vom 2-Zellenstadium an allmählich verschwindet (S. 44 ff.) i). Ob ein derartiges Gesondertbleiben in der ersten Furchungsspindel im Echinidenbastard auch vorhanden ist, kann ich nicht entscheiden; wahrscheinlich scheint es mir nicht. In den Bastarden von Moexkhaus offenbaren die Chromosomen der beiden Arten außer ihren morphologischen auch einen physiolo- gischen Unterschied. »The two kinds of chromosomes are not in the same stage of migratiou« (S. 44). Die kurzen Chromosomen von Menidia gehen bei der Bewegung nach den Polen voraus. Die Stäb- chen von Fundulus sind die Nachzügler: »This somewhat tardy migration of the longer chromosomes may be caused by their not being in their native Cytoplasma, for in the reciprocal cross where the conditions are reversed this differeuce in the rate of migiation does not obtain« (S. 50). 2) Eine solche physiologische Differenz fehlt bei vorliegendem Echinidenbastard. Die Tochterplatten sind durch- aus einheitlich. Es hat, wenn wir alle diese Punkte überblicken, den Anschein, daß der geringeren Verwandtschaft der bastardierten Fischarten ein gesondertes Verhalten der chromatischen Elemente entspricht, während bei dem in Rede stehenden Echinidenbastard in Einklang mit der nahen Verwandtschaft der beiden Elterspecies der mitotische Vorgang einheitlicher verläuft. Zugunsten dieses Satzes möchte ich noch die Bastarde von Rosexberg (1904) anführen. Dieser Autor hat die öfter vorkommenden Kreuzungen zwischen Drosera longifolia mit 40 kleineren und Drosera rotundifolia mit 20 größeren Chromosomen untersucht. Er fand in allen somatischen Zellen 30 Elemente. »Eine besondere Anordnung der beiden Chromosomenhaufen (10 und 20) in 1) In späteren Stadien konnte M. allerdings den Größengegensatz der väterlichen und mütterlichen Chromosomen nicht mehr nachweisen (S. 51). 2) Ich werde in einer späteren Arbeit über verschiedenes Verhalten der Chromosomen bei Bastardierungen zwischen verschiedenen Echinidenspecies be- richten. 600 F. Baltzer der Äquatorialplatte habe ich nicht beobachtet, sondern die Chromo- somen lagen alle gleichmäßig in derselben verteilt« (S. 47). Von großem Interesse sind für uns die Bastardierungen zwischen Echiniden und Antedon, welche von Goulewski (1906) ausgefUhrt worden sind. Dieser Autor konnte, obgleich die gekreuzten Species sogar verschiedenen Klassen angehören, eine Verschmelzung der Kerne beobachten (S. 603 loc. eit). Leider sind Godlewskis Angaben über die Chromosomen sehr beschränkt. Er erwähnt, »daß die ge- samten Chromosomen vollkommen gleich schleifenförmig sind, so daß von der Entscheidung der Herkunft einzelner Chromosomen vom väterlichen oder mütterlichen Vorkern keine Rede sein kann« (S. 605). »Auch im Diasterstadium ist kein Unterschied in der Gestalt und Anordnung der Chromosomen wahrnehmbar« (ibid.). Als Erklärung dieser Gleichartigkeit gibt Godlewski an, »daß die Antedoti-Qihxomo- somen unter dem Einfluß des sie umgebenden Protoplasmas des EcÄWMis-Eies sich derart verändern, daß sie die morphologische Ge- stalt und Beschaffenheit der Chromosomen von Echinus annehmen (S. 606)« (vgl. auch Moenkhaus 1904, S. 51). Es wäre wohl zu berücksichtigen, daß die offenbar ungünstigen Entwicklungsverhältuisse eine typische Ausbildung der Chromosomen erschweren konnten; mir erscheint deshalb die Frage noch nicht erledigt VII. Die Stellung der Hakenelemenfe in der Chromosomenplatte. Die Stellung der Haken in den Chromosomenplatten der Furchungs- spindel unterliegt allem Anschein nach keiner Gesetzmäßigkeit. Wir finden sie bald beide an der Peripherie, bald den einen im Innern und den andern am Rande oder auch beide im Innern der Chromo- somenplafte. Zuweilen liegen sie dicht nebeneinander (Fig. 16). Auch ihr gegenseitiger Abstand unterliegt keiner Gesetzmäßigkeit Für die hufeisenförmigen Elemente und die langen Stäbchenchromosomen von Echinus läßt sich dasselbe sagen. Murray (1906) hat für die Chro- mosomen von Lepidosiren eine bestimmte Stellung nachgewiesen. »In der Mitte liegen die kleinsten Chromosomen.« »Die größten Elemente liegen ganz peripher und zeigen besonders schön jedes einen langen und einen kurzen Schenkel. Die mittelgroßen Chromosomen nehmen eine Zwischenstellung ein« (S. 207). Dergleichen Gesetz- mäßigkeit findet sich bei den Echiniden keinesfalls. Ich erinnere auch an die Beobachtungen bei Insekten, wo öfters eine centrale Die Chromosomen von Strongylocentrotns lividus und Echinus micr. 601 Stellung des kleinsten Chromosoms die Regel ist. Auch dafür existieren bei unserm Objekt keine Anhaltspunkte. Anders aber verhalten sich die Spindeln des 2-Zellenstadiums. In diesen ist, wie durch die folgenden Beobachtungen wahrscheinlich gemacht werden kann, für die Anordnung der Haken die Stellung, welche dieselben in den Furchungsspindeln einnahmen, bis zu einem gewissen Grade maßgebend. Es zeigt sich, wenn wir die Tochterplatten beider Spindeln miteinander vergleichen, daß die Stellung der Haken unter sich und in Rücksicht auf die ganze Chromosomenplatte bei beiden Spindeln nicht genau, aber ungefähr die gleiche ist. Leider konnte ich nur Strongylocentrotns untersuchen, welcher, da er nur ein paariges und in dem einen Eitypus noch ein unpaares sicher erkenn- bares Element besitzt, weniger geeignet ist als Echinus. Ich habe 17 Keime untersucht. Leider sind Polansichten der Chromosomen- platten, die zur Feststellung der Lagebeziehungen am günstigsten wären, nicht verwendbar, weil wir in ihnen die Haken nicht sicher er- kennen können. Man kann jedoch bei Spindeln in Seitenansicht durch scharfe Einstellung den Vertikalabstand an der Teilung der Mikro- meterschraube ablesen und daraus, zusammen mit dem Horizontal- abstand, die wirkliche Entfernung zwischen den Haken abschätzen. Der Durchmesser der Aquatorialplatte ist annähernd immer der- selbe. Bei 5 u dicken Schnitten wird die Chromosomenplatte je nach ihrer Lage in zwei oder drei Stücke zerlegt, woraus sich dann unter Abzählung der in jedem Schnitt enthaltenen Chromosomen und unter Berücksichtigung der Lage des Hakens im Schnitt selbst die Lagebeziehung desselben in der ganzen Platte verhältnismäßig leicht und sicher feststellen läßt. Zudem bietet das Abzählen der Chromo- somen eine Möglichkeit, die Schnitte auf ihre gleichmäßige Dicke zu kontrollieren. Das Stadium der 17 zur Untersuchung verwendeten Spindelpaare ist überall das gleiche: mittlere Metaphase. Um die Lage der fraglichen Elemente darzustellen, wurde aus den von der Seite gesehenen Schnitten eine Polansicht rekonstruiert. Die bei- stehenden Textfiguren 1 — 7 geben Beispiele verschiedener Stellung. Der Kreis bezeichnet die Peripherie der Chromosomenplatte. Eigent- lich wären nun die Haken als rundliche Querschnitte einzutragen. Um sie aber in ihrer Stellung mit Berücksichtigung der Orien- tierung beider Schenkel kenntlich zu machen, ferner, um die kleinen Haken von den großen unterscheiden zu können, wurden die- selben so eingetragen, als ob sie von der Seite zu sehen wären. Es entspricht also die Stellung der Haken im Kreis der Polansicht, die 602 F. Baltzer Stellung jedes Hakens für sieb genoininen aber der Seitenansicht, wie sie wirklicb der Untersuebung vorlag. Die beiden zu einer Figur gehörigen Bilder a und h geben je- Textfig. 1. Texlfig. 2. a h weilen die eine Polplatte der Spindeln beider Blastoineren wieder. Die Figuren 1 — 3 beziehen sieb auf den des kleinen Hakens entbehrenden Typus. ' Frappant ist besonders Fig. \o und h mit den zwei dicht nebeneinanderliegenden Haken. In Fig. 2 liegen die Haken in mäßiger Distanz voneinander, beide an der Peripherie der Chromosomenplatte. In Fig. 3 liegen sie sich diametral gegenüber. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 603 lustmktiver noch sind die Fig. 4—7. Sie gehören dem Typus mit kleinem Haken an, wodurch, da wir drei besonders charakterisierte Elemente zur Untersuchung heranziehen können, größere Mannig- faltigkeit möglich ist. Textfig. 3. Textfig. 4. Fig. 4 zeigt die drei Haken in gleichmäßigem Abstand von- einander; in Fig. 5 liegen die beiden laugen Haken näher beieinander, der kurze entfernter. In Fig. 6 dagegen liegt der kurze neben einem langen und von beiden in weiterer Entfernung an der Peripherie der 604 F. Baltzer Platte der zweite lange Haken; ebenso in Fig. 7, die sich von 6 nur durch die stärker periphere Lage der drei Chromosomen unter- scheidet. Überblicken wir die ganze Reihe der Figuren, so ist zunächst zu konstatieren, daß die Lage der drei Chromosomen in beiden Spindeln ungefähr dieselbe ist, daß die Teilfiguren jeweilen ungefähr zur Deckung gebracht werden können, aber erst dann, wenn sie gegen- einander gedreht werden, was einer Drehung des Kernes als Ganzes entspricht. Erwähnt sei, daß auch bei Ascaris (Nussbaum 1902, Fig. 13; ZUR Strassen 1906, S. 74) und bei den Bastarden von Fundulus Textfig. 5. und Menidia (Moexkhaus 1904; S. 47) Drehungen der Kerne während der Kernruhe des 2-Zellenstadiums festgestellt worden sind. Wir müssen unterscheiden zwischen Drehungen um die alte Teilungsachse, also senkrecht zum späteren Äquator der Spindel und solchen, die in der Äquatorialebene der Spindel selbst stattfinden. Die letzteren können nur Drehungen der Chromosomenplatte als Ganzes (z. B. Fig. 2 a und h] verursachen, ohne daß die Stellung der Chromosomen unter sich beeinflußt würde. Drehungen senkrecht zum Spindel- äquator aber verändern die Stellung der Chromosomen unter sich. Zwei Chromosomen können, auch wenn sie voneinander beträchtlichen Abstand haben, dennoch in der Äquatorialplatte einander benachbart werden, wenn sie nur beide zur Zeit der Kernauflösung nahe der Spindelachse liegen. Eine solche Lagerung aber kann dadurch Die Chromosomen von Strongylocentrotus liviclus und Echinus micr. 605 herbeigeführt werden, daß sich der Kern senkrecht zur Ebene des Spindeläquators dreht. Die Abstände zwischen den einzelnen Chro- Textfig. 6. Textfig. 7. a b mosomen bei der Kernauflösung kommen eben nur in dem Maß in der Äquatorialplatte zur Geltung, als sie in der Projektion auf die Ebene des Äquators vorhanden sind. Distanzen in der Richtung der Spindelachse müssen, da im Stadium der Äquatorialplatte alle Chro- mosomen in einer Ebene liegen, verschwinden. Auf diese Verhält- 60Ü F. Baltzer uisse köuiieu wir wohl manche Ungenauigkeiteu, wie sie in Fig. 5 und 6 vorhanden sind, zurückführen. Aus der Literatur sind vor allem die Beobachtungen von Büveri an Ascaris (1888b) zu erwähnen, mit denen meine Mitteilungen gut Zusammengehen. Eine so genaue Übereinstimmung wie bei Ascaris^ diesem ganz einzigartigen Fall, ist natürlich bei den Echiniden aus- geschlossen. Dort handelt es sich um die Mutterchromosomen kurz vor der Auflösung der beiden aus der ersten Spindel hervorgegangenen Kerne, bei unserm Objekt aber um die Chromosomen der Tochter- platten in den Spindeln der beiden Blastomeren. Immerhin läßt sich doch aus der korrespondierenden Stellung der besonders geformten Chromosomen in beiden Blastomeren auf eine entsprechende Ausgangs- stellung schließen, was nur dadurch zu erklären ist, daß sich die Chromosomen, welche zu Ende der Furchungsspindel in gleicher Stellung in die Tochterkerne eingegangen sind, während der Kern- ruhe als dauernde Bezirke erhalten. Ein zweites Moment, welches uns erklärt, weshalb die Genauigkeit bei unserm Objekt nicht dieselbe ist wie bei Ascaris^ liegt in der Art und Weise, wie die Chromosomen in den ruhenden Kern ein- gehen. Wir sehen, wie jedes kompakt stäbchenförmige Element zu einem erst wurstförmigen , zuweilen in mehrere Abschnitte ’) ein- geschnürten und dann rundlichen Bläschen wird. Aus diesem ent- stehen, durch sukzessive Verschmelzung größere Bläschen und daraus endlich der Kern. Moxtgomery hat für Peripahis Ähnliches beschrieben (1900, S. 350). »In the anaphases of many ova and spermatids, after the last maturation division, each chromosome passes through a stage where it assumes the form of a small vesicle distinct from the vesicles formes by the other chromosomes, so that the nucleus appears to be made up of as many such vesicles as there are chromosomes«. h Möglicherweise stehen diese Abschnitte in Beziehung zu den Chromo- meren. Genaue Zählungen vermochte ich allerdings nicht durchzuführen. Als das Wahrscheinlichste kann aber wohl gelten, daß jeder Abschnitt einem Chro- momer entspricht. Daß die Zahl derselben nicht für alle Elemente dieselbe ist, dürfte angesichts der großen Längendiiferenzen der Chromosomen kaum be- zweifelt werden. Es sei an dieser Stelle auch auf die schon oben genannten, gedehnten Chromosomen der Fig. 5 a (Tafel XXXVll) aufmerksam gemacht. An jedem von ihnen sind sechs bis sieben knotige Verdickungen zu erkennen. Es ist wohl denkbar, daß die Dehnung hauptsächlich auf Rechnung der achroma- tischen Bindung zwischen den einzelnen Chromomeren kommt, wodurch diese als knotige Verdickungen hervortreten. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Jichinus micr. 607 Anders ist der Vorgang bei xiscaris und ebenso bei Salamandra (Rabl, 1885, S. 323 ff.). Die Chromosomen sind noch nach der Bildung einer alle Elemente umschließenden Kernmembran sichtbar. Erst allmählich tritt an ihre Stelle ein gleichmäßigeres Netzwerk. Auch für Braehystola treffen nach den Mitteilungen von Sutton (1900, S. 155) diese Verhältnisse zu. Dadurch, daß die Chromosomen der Echiniden erst im Zustande von Bläschen zu einem einheitlichen Kern verschmelzen, ist eine Lageveränderung der Bläschen gegen- einander, vornehmlich durch das Bestreben, sich zu einem runden Körper zusammenzuschließen, nicht nur ermöglicht, sondern sogar wahrscheinlich. Ich halte nach Berücksichtigung aller dieser Momente den folgenden Schluß für gerechtfertigt: Wir dürfen es als wahr- scheinlich annehmen, daß aus dem Bezirk, welcher jedem Chromo- soma zu Anfang der Kernruhe entspricht, wieder ein bestimmtes Chromosoma hervorgeht, das wir mit jenem identifizieren dürfen. Es ist hier der Ort, noch einige Erörterungen anzuknüpfen, welche in früheren Kapiteln nur gestreift wurden. Ich habe schon hervorgehoben, daß die Hakenchromosomen nach der Kernruhe nicht als Haken, sondern als stäbchenförmige Elemente erscheinen, jedoch dadurch spezifisch sind, daß der Kadienansatz an einem mittleren Bereich stattfindet. Die Hakenform selbst bleibt während der Kern- ruhe demnach nicht erhalten, vielmehr nur eine Eigenschaft, welche jedesmal wieder die Hakenform der Tochterchromosomen bedingt. Unser Objekt steht hier im Gegensatz zu SalamaMra, wo, nach Rabl, angenommen werden muß, daß auch im Ruhestadium die winkeligen Biegungen erhalten bleiben. Eines der auffallendsten Merkmale der paarigen Hakenchromo- somen ist die außerordentliche Länge. Es wird dadurch eine An- nahme nahegelegt, welche ich jedoch nur als Möglichkeit, als reine Vermutung aussprechen möchte, ohne vorläufig weiteren Wert darauf zu legen, daß nämlich die Hakenchromosomen gar keine einheit- lichen Elemente darstellen, sondern aus zwei verschieden langen, aber stets miteinander verbnndenen Individuen bestehen. An beide Chromosomen würden sich die Radien am Ende ansetzen, und dadurch, daß die beiden Individuen mit diesen Enden verbunden wären, käme die mittelständige Faseranheftung zustande. Mc. Clung (1905) hat Verhältnisse beschrieben, welche für uns, besonders in Hinsicht auf das unpaare Element, von Interesse sind. ArcMv f. Zellforschnng. II. 40 608 1'. Baltzer Dieser Autor fand bei mebrereu Orthoptereuspecies komplexe, in den einfacheren Fällen [Hesperotettix] bivalente Chromosomen, dadurch entstanden, daß sich das accesorische Chromosom mit einem andern Element verbindet, was Mc. Clüng als »a previous synapsis of chromosomes in the Spermatogonia« (S. 308] ansieht. Bei der Spaltung >this multiple chromosome separates at the point where the two chromosomes were uuited in the spermatogonia, so that to each end of the spindle there goes one of the spermatogonial elements, but j the accessory chromosome, on the contrary, hecomes a member of only one of the daughter nuclei« (S. 309). Es wäre nicht unmöglich, ' daß sich beim unpaaren Element der beiden Echinidenspecies zu diesem Verhalten eine Parallele fände. Ich habe schon weiter oben kurz darauf hingewiesen, daß in den Eiern mit drei hufeisenförmigen Elementen das eine derselben sieh in seiner Bedeutung wesentlich von den andern unterscheiden muß. ; Es ist nur in der Einzahl vorhanden und nicht in allen Eiern, während die beiden andern, deren paariges Vorkommen in der Her- kunft von den beiden Vorkernen begründet liegt, in allen Eiern Vorkommen. Wir müssen also annehmen, daß die Chromo- somenform mit der Funktion des Chromosomas in den von uns untersuchten Stadien in keiner Beziehung steht, und ] daraus ziehen wir den wichtigen Schluß: der qualitativen Ver- | schiedenheit entspricht nicht notwendigerweise eine mor- j phol Ogis che. Was wir an den Chromosomen sehen, sind offenbar ! nur die allergröbsten Verhältnisse. In die innere Struktur, welche mit der Funktion in Beziehung steht, haben wir keinen Einblick gewonnen. Ohne Zweifel müssen wir die Haken- und die Hufeisenchromosomen als solche von spezifischer Art ansehen, und es scheint mir lehrreich zu sein, daß wir in den Hufeisenchromosomen einen Fall vor uns haben, wo wir sogar trotz gleicher Größe und Form auf verschiedene Funktion schließen müssen i). Um so mehr dürfte es gerechtfertigt sein, in den ver schiedeueu Größentypen der Stäbchenchro- mosomen einen äußeren Ausdruck innerer Verschiedenheit zu sehen. VIII. Die mehrpoligen Mitosen. Als Material standen mir hier nur Eier von Strongylocentrotus lividus zur Verfügung. Ohne Zweifel wäre Echinus microtuberculatus q Eine gleiche Annahme haben wir auch für die im männlichen Geschlecht vorkommenden gleichgroßen Idiochromosomen der Ilemipterengattung Ncxara (Wilson ; 1906 S. 21) zu machen. Die Chrom osomeu von Strongylocentrotus lividns und Echinus micr. 609 ein günstigeres Objekt, da unter dessen Chromosomen unter Um- ständen drei, zum mindesten aber zwei, bei Strongylocentrotus aber nur ein Paar von besonders geformten Chromosomen auftritt. Von den Ergebnissen der bisherigen Abschnitte sind folgende für den vorliegenden Gegenstand von Wichtigkeit: 1. Unter den 18 Chromosomen jedes Vorkernes ist bei Strongy- locentrotus ein spezifisches Chromosoma vorhanden, welches wir in den Tochterplatteu als sogenannten > langen Haken« wiederfinden. 2. Es gibt zwei Typen von Eikeruen: solche, die außer dem laugen Haken nur stäbchenförmige Elemente enthalten ; solche, bei denen unter den 18 Elementen außer dem laugen Haken noch ein kürzeres hakenförmiges Element vorkommt. Es ist klar, daß die Untersuchung der dispermen Eier für die Richtigkeit dieser Sätze die Probe liefert. Bekanntlich werden mehr- polige Mitosen dadurch erzielt, daß man Eier mit viel Sperma be- frachtet. Dadurch wird erreicht, daß zuweilen statt eines Sperma- tozoons zwei eindringeu, und indem sich jedes Spermacentrum in zwei Tochtercentren teilt, im Ei vier Strahlungen auftreten, welche sich meistens zu einer regelmäßigen vierpoligen Figur, einem Tetraster, verbinden. Diese Eier teilen sich dadurch, daß zwischen den vier Polen Furchen einschneideu, simultan in vier Tochterzelleu (Fol. 1879, S. 287 ff.; 0. und R. Hebtwig 1887, S. 13 ff.; Driesch 1892, S. 29 ff.; Boveri 1907 u. a. 0.). Dieser Verlauf läßt sich, wenn auch nur in einem gewissen Prozentsatz von Eiern, abändern. Werden nämlich die Eier nach der Befruchtung geschüttelt, so werden die Spermacentren in manchen Fällen von der typischerweise eintreteudeu Teilung in zwei Tochter- centren abgehalten. Dadurch, daß diese Beeinfiussuug bei einem der zwei eingedrungenen Spermien eines doppelbefruchteten Eies ge- lingt, entwickeln sich, wie Boveri (1903, S. 70; 1907, S. 21) dar- gelegt hat, nur drei anstatt vier Sphären, und durch Verbindung dieser drei entsteht ein dispermer Tr ia st er, wie ihn bereits Morgax (1895) an geschüttelten Eiern beobachtet hatte. In dem mir von Herrn Professor Boveri zur Verfügung gestellten Material von Strongylocentrotus liridus, auf welches sich meine Untersuchung der mehrpoligen Mitosen stützt, tritt ferner, wie ich (1908, S. 296 ff.) mit- geteilt habe, eine Neigung der Centrosomen zu Frühteiluugen auf Das Centrosoma der einen Sphäre einer normalen zweipoligen Spindel bildet — öfters vor Ausbildung der Äquatorialplatte — zwei Tochter- 40* 61Ü F. Baltzer centrosomeu. Dadurch wird aus der zweipoligen Spindel eine drei- 1 polige, und wenn dies während der Prophase geschieht, kann eiiu> j Verteilung der Chromosomen auf alle drei Pole stattfinden. Wir ; können eine auf diese Weise entstandene Figur als monospermen Triaster bezeichnen. Weiter können mehrpolige Figuren in dis- 1 permen Eiern dadurch entstehen, daß sich der eine Spermakeru, nachdem er zuerst isoliert geblieben ist, mit der einen seiner Sphären i mit denjenigen der Furchungsspindel zu einem Triaster verbindet, j ohne daß aber sein Chromatin zwischen die drei Sphären aufgenommen j wird (vgl. 0. und R. Hertwig 1887; Taf. I, Fig. 18). Der Entwicklungs- zustand des gesonderten Spermachromatins ist in diesen Fällen ver- j schieden: Bald hält seine Entwicklung mit derjenigen des Triasters Schritt, bald ist sie stehengeblieben. Ich werde von beiden Modi- fikationen Beispiele geben. ! Es ist leicht ersichtlich, daß sich diese verschiedenen Figuren nach dem Chromosomenbestand, welcher in die mehrpolige Figur aufgenommen wurde, in zwei Gruppen scheiden lassen: Solche, bei welchen die Chromosomen zweier Vorkerne und solche, hei denen die Elemente dreier Vorkerne in die Figur aufgenommen wurden. Von diesen werden die zuerst genannten, da jeder Vorkern 18 Chro- mosomen liefert, im Aquatorialplattenstadium 36, im Stadium der Metaphase — nach Spaltung der Elemente — 72 Chromosomen be- ' sitzen. Die Figuren mit drei Vorkernen aber enthalten 54 und im j Stadium der Metaphase, welches für uns hauptsächlich in Betracht ' kommt, 108 Chromosomen. ' Wie wir gesehen haben, befindet sich unter den 18 Chromosomen jedes Vorkernes ein Element, von dem sich der während der Meta- phase in jeder Tochterplatte erscheinende lange Haken ableitet. Nach der Spaltung trifl’t somit auf die 2 x 18 = 36 einem Vorkern ent- sprechenden Chromosomen ein Paar langer Haken. Wir müssen also, wenn anders unsre in den früheren Kapiteln mitgeteilten Beobach- tungen und Schlüsse richtig sind, in den mehrpoligen Mitosen stets soviel lange Hakenpaare vorfinden, als Vorkerne in die Figur auf- genommen worden sind, d. h. bei 72 Chromosomen müssen zwei Haken- paare, bei 108 Chromosomen aber drei Hakenpaare auftreten. Neben den langen Haken kommt, wie wir festgestellt haben, ein kürzerer vor, jedoch nur in den Eiern des einen Typus. Bezüg- lich seiner Herkunft ergab sich als wahrscheinlich, daß er aus dem Eikern hervorgeht. Darnach ist vorauszusagen, daß er in den einen mehrpoligen Mitosen Vorkommen, in andern aber fehlen wird, je- Die Chromosomen von Strongylocentrotns lividus und Pjcliiuus micr. 611 nachdem ein Eikern des einen oder des andern Typus vorliegt, daß er aber stets nur in einem Paar vertreten sein kann. Ich habe von den mehrpoligen Mitosen einige in jeder Hinsicht möglichst genaue Abbildungen und außerdem eine größere Zahl von Schemata gegeben, in welche nur die Hakenelemente eingetragen sind, außerdem aber an jedem Pol durch eine Ziffer angegeben ist, wie viele Chromosomen ihm im ganzen zufallen. In einigen Fällen konnten die Chroniosomenzahlen der einzelnen Spindeln festgestellt werden. Die Ziffern befinden sich dann in der Mitte zwischen den Polen. Fig. 18 (Tafel XXXVIH) stellt eine dreipolige Figur dar, zwischen deren drei Sphären nur die Chromosomen zweier Vorkerne — des Ei- kernes und eines Spermakernes — enthalten sind. In das Ei sind zwei Spermien eingedrungen, von denen aber nur der Kern des einen sich zusammen mit dem Eikern weiterentwickelte, während der andre {Sp2) unaufgelöst blieb. Es sind in typischer Weise vier Sphären vorhanden, deren Lage durch punktierte Kreise angegeben ist. Die eine der beiden zu dem unentwiekelten Spermakern gehörenden Sphären ist an der mehrpoligen Figur beteiligt. Sie bildet zusammen mit den zwei von dem andern Spermium stammenden Polen einen Triaster, welcher gemäß dieser Entwicklung nur 2 x 36 = 72 Chro- mosomen enthält. In der Tat konnten 73 Elemente gezählt werden, was mit der postulierten Zahl genügend übereinstimmt. (Die Chro- mosomenzahlen sind auch hier für jeden Pol in den die Sphäre dar- stellenden Kreis eingetragen.) Unter diesen 72 Chromosomen müssen 1 sich zwei Paare langer Haken vorfinden. Auch dies bestätigt sich: , es sind vier Haken vorhanden, so angeordnet, daß der Pol mit I 24 Elementen zwei, die beiden andern je einen erhalten. Ferner finden wir zwischen den Sphären mit 24 und 27 Chromosomen ein Paar kleiner Haken: entsprechend dem unpaaren hakenförmigen : Element, welches für den einen Eitypus charakteristisch ist. Weitere hakenförmige Chromosomen sind nicht nachweisbar. In Fig. 19 (Taf. XXXVIII) haben wir ebenfalls eine dreipolige Figur, welche aber im Gegensatz zu der eben besprochenen als dispermer Triaster zu bezeichnen ist, da sie neben den Elementen des Eikernes diejenigen von zwei Spermakernen enthält. Die An- zahl der Chromosomen beträgt also nach der Spaltung 2 x 54 = 108 Elemente. Die drei Pole erhalten 42, 31 und 35 Chromosomen. Die Zahl der Haken entspricht der Zahl der Vorkerne. Wir finden drei Hakenpaare, gleichmäßig auf die drei Spindeln verteilt, so daß 612 F. Baltzer jede Sphäre zwei Haken enthält. Kleine Haken sind nicht vor- handen. In Fig. 20 ^Taf. XXXVHI) ist ein Tetraster dargestellt. Die Zahl der Vorkerne, die in denselben eiugegangen sind, beträgt drei, wie beim dispermen Triaster; ein Eikern und zwei Spermakerne. Dement- sprechend konnten 108 Chromosomen gezählt werden, welche, da außer den vier Seitenspindeln noch eine starke Diagoualspindel vorhanden ist, ziemlich ungleich verteilt werden. Die Pole der diagonalen Spindel erhalten 36 und 32, die beiden andern 26 und 14 Chromosomen. Die langen Haken sind in drei Paaren vorhanden, und zwar so, daß zwei Pole je einen und zwei Pole je zwei Haken erhalten. Kleine Haken sind nicht da. Wir sehen hier deutlich ausgeprägt, daß die Haken- verteilung mit der Verteilung der übrigen Chromosomen durchaus nicht in Übereinstimmung zu stehen braucht. Auf die Sphäre, der nur 14 Elemente zukommen, d. h. etwa Vs der Gesamtchromosomen- zahl, treffen zwei Haken = Vs der Gesamtzahl dieser Elemente. Ein weiterer Tetraster, aber ohne Diagonalspindel, ist in Fig. 21 (Taf. XXiXVIII) abgebildet. Ich zählte 109 Chromosomen, worunter drei Paar langer und ein Paar kurzer Haken. Die Verteilung dieser besonderen Elemente ist unregelmäßiger als in Fig. 20, indem ein Pol (mit 26 Chromosomen) drei, der zweite (32) zwei, der dritte (22) einen und der vierte (29) keinen langen Haken erhält. Das kleine Haken- paar liegt zwischen Pol (32) und (29). Wir haben hier den einzigen Fall vor uns, wo die Zahl der Haken nicht ganz zweifellos feststellbar ist. Zwischen b und c befindet sich nämlich ein Paar von langen, im Äquator noch zusammenhängenden Chromosomen, deren den Sphären zngewandte Enden auffallend verdickt sind und in zweierlei Weise gedeutet werden können. Es kann ein Hakenpaar sein und die Ver- dickung darin ihre Ursache haben, daß sich der kurze Schenkel mit dem langen deckt. Es ist aber auch die Annahme zulässig, daß wir es hier mit einem Paar besonders langer und überdies gedehnter, stäbchenförmiger Chromosomen zu tun haben. Dafür spricht die Schmächtigkeit des ganzen Chromosomas sowie besonders der Um- stand, daß das verdickte Ende nicht dicker ist als ein gewöhnliches stäbchenförmiges Element, während ein hakenförmig umgeschlagenes Ende, auch wenn sich beide Schenkel decken, eine beträchtlichere Dicke besitzt. Ferner kam bei andern, gedehnten Chromosomen, bei denen die Stäbchennatur nicht fraglich erscheinen konnte, zu- weilen vor, daß das Ende, au dem der Radius der Sphäre ansetzt, gegenüber dem übrigen Teil des Elements etwas abgesetzt erschien. Die Cbromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinns inicr. 613 wie es auch in uuserm Fall zum Ausdruck kommt. Berücksichtigen wir auch noch, daß die längsten stäbchenförmigen Chromosomen häu- tig an ihrem Ende etwas abgebogen sind, so glaube ich, daß wir das in Eede stehende Chromosomenpaar von Fig. 21 zu den stäbchen- förmigen Elementen zu zählen haben. Wir. können danach auch für diesen unter 25 mehrpoligen Figuren einzigen unsicheren Fall drei Paare langer Haken annehmen, wie es für alle übrigen mit Sicher- heit konstatiert werden konnte. Fig. 22 (Taf. XXXVIII) stellt einen dispermen Tetraster andrer Art dar. Die Sphären liegen nicht, wie bei den bisher erwähnten, alle in Textfig. 8. Textfig. 9. einer Ebene, sondern in den Ecken eines Tetraeders, dessen Kanten von den Spindeln gebildet werden. Figuren dieser Art sind von Driesch (1892, S. 32j erwähnt und von Boveri (1907, S. 12 ff.) eingehender beschrieben worden (gekreuzte oder tetraedrisehe Tetraster). In unsrer Figur ist die Orientierung derart, daß drei Pole mit drei Spindeln parallel zur Schnittfläche liegen, während der vierte Pol tiefer liegt und mit seinen Chromosomen in heller Tönung eingezeichnet ist. Alle drei langen Hakenpaare liegen in einer Spindel, während eine andre Spindel ein kurzes Hakenpaar enthält. Die Verteilung der Haken ist hier somit höchst ungleich. Der Pol mit 30 Chromosomen be- kommt drei lange, hakenförmige Elemente, derjenige mit 26 drei lange und ein kurzes, der mit 27 Elementen ein kurzes. Der vierte Pol aber bekommt nur 24 stäbchenförmige Chromosomen. Im ganzen konnten 107 Elemente nachgewiesen werden. 614 F. Baltzer Zur Illustration der Verteilungsweise der Hakenchromosomen dienen die Textfiguren 8 — 24, welche die mehrpoligen Mitosen in schematischer Weise wiedergeben. Die ihnen zugrunde liegenden Eier wurden alle genau untersucht, die zahlenmäßige Verteilung aller Chromosomen sowie die Verteilung der Haken auf die Pole fest- gestellt und in die beistehenden Schemata eingetragen. Ich beginne mit den monospermen dreipoligen Figuren. In Fig. 8 ist der in Fig. 18 (Taf. II) genau abgebildete Fall schematisch dargestellt. Eine gleiche Figur, jedoch mit andrer Chromosomen- und speziell auch Hakenverteilung ist in Fig. 9 wiedergegeben. Textfig. 10. Textfig. 11. Monosperme Triaster im eigentlichen Sinne sind die Textfig. 10 und 11. Besonders Fig. 10 fällt dadurch auf, daß gerade die Spindel mit der geringsten Chromosomenzahl (9) beide Haken enthält, wäh- rend die beiden andern Spindeln in dieser Hinsicht leer ausgehen. Kleine Haken sind nicht vorhanden. In Fig. 11 ist bei noch un- gleichmäßigerer Chromosomenverteilung die Hakenverteilung regel- mäßiger, indem jeder Pol wenigstens eins der fraglichen Elemente erhält. Außer den langen besitzt diese Figur auch ein kurzes Haken- paar. Berücksichtigen wir nur die langen Haken, so sind mit diesen beiden besprochenen Figuren die Verteilungsmöglichkeiten erschöpft. Ein Folgestadium zu Typus Fig. 11 gibt Textfig. 12. Das Ei hat sich zum Simultaudreier entwickelt, und wiederum sehen wir in den Spindeln der Blastomeren die Haken auftreten. Wir finden in allen drei Zellen zusammen 144 (= 2 X ^'2} Chromosomen. Es muß da- Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 615 nach im ungeteilten Ei ein mouospermer Triaster vorhanden gewesen sein. Für diesen haben wir in unserm Stadium acht lange und eventuell vier kurze Haken zu postulieren. Dies wird durch die Figur genau bestätigt. Eine Regulation i) der Chromosomenzahl ist Textfig. 12. Textfig. 13. nicht eingetreten. Jede Elastomere produziert wieder soviele Chro- mosomen und darunter soviele Haken, als sie erhalten hat. Von den selteneren, dispermen Triastern konnte ich zwei Ver- teilungstypen feststellen. Fig. 13 gibt eine Figur mit gleichmäßiger ‘) Vgl. Boveri 1888b, S. 175; 1905b; 1907. Stevens 1902. 616 F. Baltzer Hakenverteilung wieder. Jeder Pol erhält zwei dieser Elemente. Es sei betont, daß wir hier den einzigen Fall einer mehrpoligen Fi- gur vor uns haben, bei der — in bezug auf die Hakenchromosomen — alle drei Pole gleichgestellt sind. In Textfig. 14 ist der andre Typus dargestellt: ein Pol — mit der Mehrzahl der Chromosomen: 41 — bekommt drei, der andre zwei und der dritte nur einen langen Haken. Ein dispermer Triaster, bei dem alle drei Hakeupaare in einer Spindel liegen, wurde nicht gefunden. Hier sei eine tetracentrische Figur angeschlossen (Textfig. 15), welche dadurch den Triasteni verglichen werden kann, daß nur drei Sphären durch Spindeln, welche Chromatin enthalten, verbunden sind. Die vierte Sphäre ist isoliert. Die Verteilung der langen Haken ist der- art, daß ein Pol (mit 28 Chromosomen) drei, der andre (36) zwei und der dritte (48) einen Haken bekommt. In der Spindel (20) ist ein Paar kleiner Haken vorhanden. Bemerkenswert ist bei dieser Figur, daß die Spindel mit zwei Hakenpaaren außerdem nur noch sechs stäbchenförmige Chromosomen enthält. Der Pol mit weitaus den meisten Chromosomen (48) ist der an Haken ärmste. Also auch hier : keinerlei Beziehung zwischen der Verteilung der Gesamtheit der Chromosomen und derjenigen der Haken. Unter den dispermen Tetrastern treffen wir die reichste Mannig- faltigkeit an. Wir haben nicht nur Tetraster einfachster Form, wo vier Spindeln in den Seiten eines Quadrates liegen, sondern oft sind zwei sich gegenüberliegende Pole vermittelst einer Diagonalspindel, zuweilen sogar alle vier Pole außer durch Seitenspindeln auch durch zwei Diagonalspindeln verbunden (vgl. Baltzer, 1908a). Tabelle VI. Xr. j Pol a Pol b Pol c Pol d Total Chromos. 27 30 24 28 109 1 Haken 2 1 1 2 Chromos. 30 29 16 28 113 Haken 2 1 1 9 Chromos. 25 25 30 26 106 o Haken 2 1 1 2 Chromos. 23 28 30 26 107 4 Haken 2 1 1 2 Chromos. 27 26 29 26 108 5 Haken 2 1 1 2 Die Chromosomen von Strongylocentrolus lividns und Echinus micr. 617 Den einfachsten und häufigsten Typus vertritt Textfig. 16. Jedes Hakenpaar liegt in einer andern Spindel, so daß zwei Pole je zwei und die beiden andern je einen Haken bekommen. Außerdem ist diese Figur durch besonders regelmäßige Chromatinverteilung cha- Textfig. 16. Textfig. 17. rakterisiert. Für die einzelnen Pole konnten 28, 28, 25 und 25 Ele- mente nachgewiesen werden. Auf S. 616 sind die Chroraosomenzahlen für fünf weitere Tetraster dieses Typus zusammengestellt (Ta- Textfig. 18. belle VI). Jeweilen der erste und der vierte Pol erhält zwei Haken. Kleine Haken sind nicht vorhanden. — In Fig. 17 kehrt der gleiche Typus wieder, nur kommt noch ein kleines Haken- paar hinzu. Die Verteilung der Chromosomen ist relativ regel- mäßig. An diese Tetraster, welche nur Seitenspindeln haben, mögen nun die Formen mit einer Diago- nalspindel angeschlossen werden. Zu der relativ gleichmäßigsten Verteilung führt Fig. 18, indem hier zwei Pole je zwei und die beiden andern Pole je einen langen Haken er- halten werden. Ein kleiner Haken ist vorhanden. Als eine Gruppe bieten sich Fig. 19 und 20 dar. Hier erhält ein Pol drei, die drei 618 F. Baltzer übrigen je ein langes hakenförmiges Element. Das kleine Haken- paar fehlt in Fig. 19, wohl aber ist es in Fig. 20 vorhanden. Die nächste Gruppe wird von Fig. 21 und 22 gebildet; Ein Pol mit drei, ein zweiter mit zwei, der dritte mit einem und der vierte ohne langen Haken. Von kleinen Haken ist in beiden Fällen ein Paar vorhanden. Fig. 22 verdient noch besondere Beachtung. Hier sind alle vier Pole zu einer einheitlichen Figur verbunden; jedoch erscheint der links liegende Pol gegenüber den drei andern sehr stark benachteiligt. Er erhält nur drei Chromosomen, die übrigen drei Pole aber 38, 30 und 36. Was die Hakenverteilung anbelangt, so befinden sich zwei Haken- Textfig. 19. Textfig. 20. 1 aare in der Diagonalspindel. Der links liegende Pol erhält keinen Haken. Als auffallend extremen Typus hinsichtlich der Verteilung der Haken ist noch Fig. 23 anzufügen. Alle drei Hakenpaare — kleine Haken sind nicht da — befinden sich in einer Spindel, so daß zwei Pole überhaupt keines dieser Elemente bekommen. Die Verteilung der stäbchenförmigen Chromosomen dagegen ist ziemlich gleichmäßig. Eine besondere Modifikation einer ebenen tetracentrischen Figur ist endlich in Fig. 24 dargestellt. Die vier Sphären sind nicht allseitig zu einem Spindelviereck verbunden. Die auf der rechten Seite be- findliche Sphäre mit 18 Chromosomen bildet nur mit der oberen Strah- lung eine chromosomenhaltige Spindel. Mit der unteren hängt sie nur durch eine achrome, spindelartige Bildung zusammen. Dieser Typus ist verwandt mit dem in Fig. 8 (S. 613) dargestellten. Hier wie dort blieb das Chromatin des einen Spermakernes gesondert. Der Unterschied Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 619 zwischen beiden besteht nur darin, daß im einen Fall der selbständig gebliebene Spermakern in seiner Entwicklung stebengeblieben ist, im andern, nun hier vorliegenden aber sich weiter entwickelt hat. Dadurch ist eine Spermakernspindel zustande gekommen, welche, Textfig. 21. Textfig. 22. wie zu erwarten, ein Paar langer Haken enthält, und deren eine mit den übrigen Sphären nicht verbundene Strahlung — in unsrer Figur zu äußerst rechts — naturgemäß 18 Chromosomen bekommt. Die Reihe der ebenen tetracentrischen Figuren, welche beob- achtet werden konnten, ist damit beendet. Es sind nur noch einige tetraedrische Tetraster zu erwähnen, von deren Abbildung jedoch ab- gesehen wurde. Da wir hier in der Regel sechs Spindeln entsprechend 620 F. Baltzer den sechs Kanten des Tetraeders haben, welche alle für die Vertei- lung der Haken in Betracht kommen, so ist die Möglichkeit verschie- dener Verteilung sehr mannigfaltig. Da aber auch bei günstiger Orientierung zur Schnittfläche niemals alle Spindeln parallel getroffen sein können, so ist das Studium schwieriger als bei den ebenen Te- trastern. Ich kann deshalb außer dem in Fig. 22 (Taf. XXXVIII) dar- gestellten nur drei sichere Fälle anführen, alle drei hinsichtlich der Hakenverteilung verschieden. Nur in einem Fall erhalten, wie Tab. VII zeigt, alle vier Pole einen oder mehrere Haken. In den beiden an- dern aber fehlen dieselben einer, ja sogar zwei Sphären. Die ge- fundene Zahl der Chromosomen weicht bei allen beschriebenen Fällen ziemlich stark von der richtigen Zahl 108 ab. Die Ursache ist sehr wahrscheinlich darin zu suchen, daß bei Spindeln, welche schief zur Schnittfläche stehen, die Wahrscheinlichkeit, daß Chromomosomen Tabelle VH. Tetraedrische Tetraster. Kr. Pol a Polb Pol c Pol d Total Cbromos. 20 37 28 27 112 1 lange Haken 3 1 1 1 kleine Haken — 1 1 — Chromos. 27 31 22 24 104 2 lange Haken 2 2 2 kleine Haken — — — Chromos. 27 30 26 24 107 3 lange Haken — 3 3 — kleine Haken 1 — 1 — übersehen oder durchgeschnitten und als zwei ganze Elemente ge- zählt werden, bedeutend größer ist als bei parallel zur Schnittfläche stehenden Spindeln. In Tabelle VHI sind die Chromosom enverteilungen der 17 di- spermen, genau untersuchten Tetraster von ebenem und gekreuztem Typus zusammengestellt. Sie bestätigt in Verbindung mit den über die Hakenverteilung mitgeteilten Tatsachen durchaus den von Boveri aufgestellten Satz: »Die vier simultan entstehenden Zellen eines di- spermen Tetrastereies enthalten nicht nur im Durchschnitt um Y4 weniger Chromosomen als die Blastomeren eines normalen Keimes, sondern auch im allgemeinen verschiedene Zahlen und, selbst bei gleicher Zahl, ganz verschiedene Kombinationen« (1907, S. 34). Bei Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echiuus micr. 621 Tabelle VIII. Tetraster. Ebener Tetraster-Typus. Kr. Pol a Pol 1) Pol c Pol d Total 1 30 24 28 27 109 2 30 39 16 28 113 3 (Textfig. 16} 28 28 25 25 106 4 29 26 27 26 108 5 .30 26 23 28 107 6 30 26 25 25 106 7 (Textfig. 17} 32 24 23 31 110 8 (Textfig. 18} 30 29 26 24 109 9 (Textfig. 20} 31 29 21 25 106 10 (Textfig. 19) 34 26 20 28 108 11 (Textfig. 21) 30 30 27 21 108 12 {Textfig. 24) 48 18 19 24 109 13 Textfig. 22) 39 31 39 3 112 14 'Textfig. 23) 32 25 30 22 109 Gekreuzter Tetraster-Typus. 15 31 22 : 24 i 27 1 104 16 37 28 27 20 ! 112 17 30 26 j 24 ; 27 1 Mittel 107 108,4 , gleicher Chromosomenverteilung würde jeder Pol 27 Elemente be- kommen. Von den 68 in den 17 Tetrastern vorhandenen Polen haben I aber nur sechs diese Zahl erhalten. Alle übrigen — und damit auch ! die entsprechenden Elastomeren — bekommen teils mehr (im Maxi- , mum 48), teils weniger (Minimum 3i. Die Furchung ist in den meisten , Fällen voraussichtlich eine simultane Vierteilung. Nur für das Ei ) Nr. 13, in welchem ein Pol eine äußerst minimale Chromosomenzahl , erlangt, ist eine Durchschnürung zwischen allen vier Polen nicht I sicher vorauszusageu. Ich habe früher (1908 a, Fig. 57 und 58) Fälle I beschrieben, die wohl als ein Folgestadium zu dem hier vorliegenden i betrachtet werden können. Es trat nur eine Furchung zwischen den ! drei chromatinreichen Polen ein. Ebenso ist für den Fall Nr. 12, charakterisiert durch eine ge- ! sonderte Spermaspindel, die Vierteilung fraglich, weil hier nicht alle ; vier Pole durch chromatinhaltige Spindeln zu einem Viereck ver- I bunden sind, was bekanntlich auf die Furchenbildung von großem 1 Einfluß ist. Noch kurz sei auch das Vorkommen des kleinen Hakens gestreift. Wir haben es auf Grund der Beobachtungen 622 F. Baltzer I J an Bastardeiern wahrscheinlich bezeichnet, daß das Lch. Q unpaare bei Echinus in einem Teil der Eier als > Hufeisen« ent- wickelte Element sich aus dem Eikern ableitet. Das unpaare haken- förmige Chromosom war in den Bastarden niemals zu finden. Schon dadurch wird seine Zugehörigkeit zum Eikern fast sicher bewiesen. Damit stehen nun die Untersuchungen an den dispermen Figuren in allerbestem Einklang. Wir haben unter den 17 dispermen Eiern keinen Fall mit mehr als einem Paar kleiner Haken gefunden, wie es nicht anders möglich ist, wenn derselbe aus dem Eikern stammt. Dagegen wäre wohl anznnehmen, daß, ginge der kleine Haken aus dem Spermakem hervor, unter den 17 dispermen Figuren auch einige mit zwei solchen Paaren wären, da aller Wahrscheinlichkeit nach auch Befruchtungen mit zwei Spermatozoen stattfinden müßten, welche beide dem Typus mit kleinem Haken angehörten. Hat auch dieser Befund keine absolute Beweiskraft, da er nur negativ ist, so spricht er doch durchaus zugunsten der von uns bei Gelegenheit der Bastarde vertretenen Anschauung, und es sind demnach unter den Eiern zwei hinsichtlich des in Bede stehenden Elements verschiedene Typen zu unterscheiden. Die Gesamtzahl der Chromosomen läßt sich aus den 17 in Tabelle VIII zusammengestellten Tetrastern auf 108,4 berechnen, was der zu postulierenden Zahl 108 sehr nahekommt. In Hinsicht auf die Beziehungen, welche sich zwischen den Di- spermieversuchen Boveris und den hier mitgeteilten Beobachtungen ziehen lassen, ist folgendes hervorzuheben. Unsre Mitteilungen zeigen, daß die Theorie einer qualitativen Verschiedenheit der Chromosomen, welche von Boveri auf physio- logischem Wege, ohne Rücksicht auf die Gestalt der einzelnen Chro- mosomen geführt wurde, durch den Nachweis konstanter morpho- logischer Verschiedenheiten einzelner Chromosomen bis zu einem gewissen Grade bestätigt wird (vgl. Driesch 1905). Es war mög- lich, zwar nicht für jedes, aber immerhin für einige Chromosomen bestimmte Formen nachzuweisen. Bei Echinus wurde in jedem Vorkern unter den 18 Chromosomen als besonders charakterisiert gefunden: ein langes hakenförmiges Element, ein kurzes hufeisenförmiges Element, ein langes stäbchenförmiges Element. Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 623 Bei Strongylocentrotus wurde gefunden: ein langes hakenförmiges Element. Mir scheint danach, besonders in Hinsicht auf Echinus, unser morphologischer Befund für ein einmaliges Vorkommen jeder Chro- mosomenart zu sprechen. Bei beiden Species konnte für die nicht an ihrer Form unter- scheidbaren Chromosomen eine bestimmte Reihe von Längenstufen festgestellt werden,, welche sich in jedem Ei in ungefähr gleicher Weise wiederholt, so daß wir wohl annehmen dürfen, daß innerhalb eines geringen Spielraums jedes stäbchenförmige Chromosoma seine bestimmte Länge besitzt, wie das direkt für die der Form nach cha- rakterisierten Elemente nachweisbar war. Die Worte Süttoxs, welche den Chromosomen von Brachystola magna gelten, können ebenso treffend hier angwendet werden: «It is a priori improbable, that the constant morphological differences we have seen should exist except by virtue of more fundamental differences of which they are an expression» (1902, S. 36). Wir haben hier im vollsten Sinn des Wortes «a morphological complement to the beautiful experimental researches of Boveri« (ib. S. 37). Nach Boveri liegt die Ursache für die pathologische Entwick- lung der dispermen Eier darin, daß die Sphären der mehrpoligen Figur unrichtige Kombinationen der Chromosomen und damit unrich- tige Qualitätenkombinationen erhalten. Es erhalten nicht alle Pole sämtliche Qualitäten. »Die Durchschnittszahl einer jeden primären Elastomere ist für die dispermen Dreier 36, für die Vierer 27. Die Kernverhältnisse der dispermen Larven haben nun gelehrt, daß die tatsächliche Verteilung von diesem Mittel erheblich abweichen kann« (1907, S. 156). Unsre Tabelle VIII bestätigt diese Beobachtungen durch- aus. Die von Boveri ausgeführten (1907, S. 149 ff. ; 1905 a, S. 8) Nachahmungen der bei den Tetrastern stattfindenden Verteilungsweise der Chromosomen führten zu Ergebnissen, welche mit einzelnen unsrer Fälle nahe übereinstimmen. Durchschnittlich aber ist die Verteilung in der Nachahmung gleichmäßiger wie in der Natur, wie dies von Boveri auch hervorgehoben wurde. Die ersten vier von ihm ange- stellten Viererversuche (Nachahmung) ergaben als maximale Chromo- somenzahl eines Poles; 33, als minimale: 21 (1907, S. 156), während unsre Tabelle VIII, (Nr. 2) als Maximum 39, als Minimum 16 auf- weist, wenn die beiden Fälle, deren Furchung ungewiß ist, aus- geschaltet werden. Archiv f. Zellforschung. II. 41 624 F. Baltzer Was die Verteilung der durch die Form charakterisierten Ele- mente anbelaugt, so können wir den von ihm postulierten Yerteilungs- weisen unsre in Fig. 15 — 22 dargestellte Keihe von dispermen Te- trastern durchaus zur Seite stellen. Setzen wir für das von ihm an- genommene Chromosoma a unser langes hakenförmige Element ein, so ist in Hinsicht auf die Verteilung dieses Chromosoms auf die Blastomeren gleich zu setzen; Boveris Fig. XXXIV a2 unsrer Textfig. 16, » . XXXIV b, » » 21, » » XXXIV d, » » 23. Boveri hat bei seinen Nachahmungen nur Tetraster ohne Dia- gonalspindel angenommen, bemerkt aber (1907, S. 156), daß »in der Natur neben diesen Figuren recht häufig, vielleicht sogar häufiger, auch solche mit einer diagonalen Spindel .... verkommen«. In der Tat sind unter unsern Figuren eine große Zahl von Tetrastern mit diagonaler Spindel vorhanden, die sich jedoch prinzipiell ganz gleich verhalten wie die andern. Wir haben Tetraster, in denen jeder Pol mindestens einen Haken erhält, welche also in bezug auf dieses einzelne Chromosoma als normal zu gelten haben, und wir haben andre, hei denen einzelne Pole keinen Haken erhalten. Nach Büveri (1907) bietet eine große Chromatinmenge in einer Elastomere noch nicht sichere Gewähr für eine normale Entwicklung des aus ihr hervorgehenden Larvenbezirks. Damit harmoniert, daß öfter ein Pol mit vielen Chromosomen keinen Haken erhalten hat, also in dieser Beziehung als anormal anzusehen ist, während ein andrer Pol mit weniger Chromosomen ein oder mehrere hakenförmige Elemente besitzt (Textfig. 23). Boveri hat am Schluß seiner Arbeit darauf hingewiesen, daß, wenn sich aus gesunden, dispermen Plutei Seeigel züchten lassen, diese vielleicht zum Teil zwitterig sein könnten. Diese Vermu- tung dürfte sich auf Grund meiner Befunde als noch wahrschein- licher bezeichnen lassen. Es ist oben erörtert worden, daß es nach Analogie mit den Verhältnissen der Insekten naheliegt, an eine Be- ziehung der unpaaren, nur in manchen Eikernen enthaltenen Chro- mosomen zur Geschlechtsbestimmung zu denken. Nehmen wir an: Jedes Strongylocentrotiis-EA mit kurzem Haken werde zu einem weib- lichen Tier, jedes ohne kurzen Haken zum Männchen. Da nun in einem dispermen Keim sehr oft Blastomeren mit und solche ohne Die Chromosoineu von Strongylocentrotns lividus und Echinus micr. 625 kurzen Haken entstehen, und wenn wir annebiueu, die für die Ge- schlechtsorgane bestimmten Zellen stammen zum Teil von dieser, zum Teil von jener Blastomere ab, so müßten sie zum Teil Hoden, zum Teil Ovarien liefern. In der Tat hat Gadd (1907) bei Sfrongy^ locentrotus droebachiensis einen Fall von Hermaphroditismus beob- achtet und festgestellt, »daß eine Gonade männlich und die übrigen — weiblich waren« (S. 635). Zusammenfassend dürfen wir wohl sagen, daß keines der Postu- late, auf Grund deren Boveri die pathologische Entwicklung der di- spermen Eier aus einer qualitativen Verschiedenheit der Chromosomen erklärt, mit den mitgeteilten Beobachtungen in Widerspruch steht, daß vielmehr die morphologischen Befunde, soweit sie reichen, den Forderungen dieser Theorie aufs genaueste entsprechen. Zusammenfassung. 1. In den Furchungsspindeln von Echinus und Strongylocen.tro- tus sind 36 Chromosomen von verschiedener Länge enthalten. Sie lassen sich in eine bei beiden Species ähnliche Reihe von Läugenstufen einordnen, welche sich bei jedem Ei un- gefähr in gleicher Weise wiederholt. Jedes Element hat da- nach eine bestimmte typische Länge. Die Dicke ist bei allen ungefähr dieselbe. 2. Neben den stäbchenförmigen Elementen kommen bei den Spindeln in Metaphase in beiden Species stets zwei besonders lange, an dem nach dem Pol gewendeten Ende hakenförmig umgebogene Elemente vor: »lange Hakenchromosomen«. Sie konnten bei Strongylocentrotns in allen Furchungsschritten bis zum 16 zeitigen Keim in gleicher Form, Zahl und un- gefähr gleicher Größe nachgewiesen werden. 3. Außer diesen Übereinstimmungen bestehen zwischen beiden Species folgende Unterschiede: Echinus besitzt unter den stäbchenförmigen Chromosomen stets zwei von besonderer, etwa das Maß der Haken er- reichenden Länge. Strongylocentrotns besitzt keine solchen langen Stäbchen. Ferner enthält Echinus — wenigstens in vielen Eiern — zwei kleine hufeisenförmige Chromosomen. Alle die ge- nannten paarigen Elemente von Echinus finden sich sowohl im ersten als auch im zweiten Furchungsstadiüm in gleicher Form, Zahl und Größe. 41* 626 F. Baltzer 4. Spermakernspiudeln und Eikernspindeln besitzen 18 Chromo- somen. Unter diesen ist bei Strongylocentrotiis stets nur ein langer Haken, bei Echiniis außerdem ein langes Stäbchen- ehromosoma und — in vielen Eiern — ein Hufeisenelemeut. In Hinsicht auf diese Elemente sind die Spindeln beider Vor- kerne einander gleich. Aus diesen Befunden muß geschlossen werden, daß von den in den normalen Furchungsspindeln paarigen Chromo- somenformen immer die eine väterlich, die andre mütterlich ist. Es ist höchstwahrscheinlich, daß für die nicht unter- scheidbaren stäbchenförmigen Elemente ein Gleiches gilt. 5. Die Haken- und Hufeisenform wird dadurch bedingt, daß sich die Radien an einen mittleren Bereich und nicht wie gewöhnlich an das Ende des Matterchromosomas anhefteu. Sie entsteht erst beim Auseinanderweichen der Spalthälfteu infolge der Zugwirkung der Radien. 6. Neben den paarigen Elementen ist in jeder Species ein un- paares Chromosoma vorhanden, welches nur bei einem Teil der Eier auftritt. Dasselbe besitzt bei Strongyhcentrotus die Form eines kurzen Hakens, bei Echimis die eines kleinen Hufeisens, ln seinem Vorkommen ist es auf den Eikern beschränkt. Wir unterscheiden danach zweierlei Typen von Eiern: Solche mit und solche ohne unpaares Element. Die Chromosomenzahl ist in beiden Fällen 18. Danach müssen wir annehmen, daß das unpaare Chromosoma in dem Eitypus, wo es fehlt, durch ein stäbchenförmiges Element vertreten wird. Die Spermien — stets mit 18 Elementen — sind alle gleich. Es ist nach den Befundeu bei Insekten nicht unwahr- scheinlich, daß mit dieser Verschiedenheit der Eikerne die Bestimmung des Geschlechts zusammenhängt, welche somit beim Weibchen liegen würde. Wir können das unpaare Element und seinen Vertreter nach der für die Insekten ein- geführten Terminologie als Idiochromosomen bezeichnen. Eier mit kleinem Haken oder hufeisenförmigem Idiochromosom werden zu AVeibchen; Eier ohne dasselbe zu Männchen. 7. Bastarde Strongglocentrotns cf y, EcJtmiis Q enthalten, wie nach dem oben Gesagten zu erwarten, außer den beiden Die Chromosomen von Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 627 langen Haken und den stäbchenförmigen Pllementen ein oder zwei hufeisenförmige Chromosomen. 8. Bei Echinus ist nach dem suh 6 Gesagten das unpaare Huf- eisenchromosoma von den beiden gleichgestalteten paarigen der Funktion nach verschieden. Wir kommen damit zu dem Schluß, daß Unterschiede in der Funktion der Chromosomen morphologisch nicht notwendigerweise zum Ausdruck kommen müssen. Um so mehr sind wir berechtigt, die stäbchen- förmigen Chromosomen von verschiedener Länge als quali- tativ verschieden anzusehen. 9. Im 2-Zellenstadium ist in beiden Spindeln die Stellung der Chromosomen in den Tochterplatten häufig ungefähr dieselbe. Wir schließen daraus auf eine ungefähr gleiche Stellung der Chromosomen bei Auflösung der Tochterkerne. Dadurch wird es wahrscheinlich, daß die gegenseitige Stellung der Chro- mosomen während der Kernruhe ungefähr erhalten bleibt. 10. In den mehrpoligen Figuren ist die Zahl der Hakenpaare stets gleich der Zahl der Vorkerne, welche den Chromosomen- bestand der Figur geliefert haben. Also enthalten: Monosperme Triaster zwei Paare langer Haken, disperme » drei » » » disperme Tetraster drei > » » Von kleinen Haken wurde niemals mehr als ein Paar ge- funden, entsprechend dem snb 6 erwähnten Resultat, daß der- selbe nur dem Eikern zukoramt. Die Verteilung der Haken auf die Pole ist sehr verschie- den. Sie entspricht den von Boveri (1907) aufgestellten Postulaten. Nach der ersten Teilung erscheinen in den Tochterblastomeren stets soviel Haken und soviel Chromo- somen überhaupt, als in die Zelle eingegangen sind. Eine Regulation findet nicht statt. Würzburg, Oktober 1908. 628 F. Baltzer Literatur. Baltzer. 1908 a. Über mehrpolige Mitosen bei Seeigeleiern. Verh. d. phys.- med. Ges. zu Wiirzburg. N. F. Bd. XXXIX. 1908b. Über die Größe und Form der Chromosomen bei Seeigeleiern. Verh. d. d. Zool. Ges. 1908. Boveri, M. 1903. Über Mitosen bei einseitiger Chromosomenbindung. Jen. Zeitschr. für Nat. Wiss. Bd. XXXVII. Boveri, Th. 1888 a. Über partielle Befruchtung. Sitz.-Ber. d. 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Der nnpaare kleine Haken von Strongylocentrotus ist in roten Umrissen angegeben. Die hufeisen- förmigen Elemente von Echinus sind schwarz gezeichnet. Tafel XXXVn. Fig. la und b. Erste Furchungsspindel von Strongylocentrotus lividus, ohne kleinen Haken. a enthält in der oberen Platte 20 Chromosomen, unteren » 19 > oberen » 14 > unteren » 15 > Bei Fig. 1 a ist der zu den Chromosomen hinziehende Sektor der Sphä- ren eingezeichnet. Fig. 2 a und b. Erste Furchungsspindel von Echinus microtuheradatus, mit drei hufeisenförmigen Elementen. a. ln beiden Platten 18 Chromosomen. b. » » »18 » Fig. 3a und b. Wie Fig. 2, jedoch mit zwei hufeisenförmigen Elementen. a. Obere Platte 22 Chromosomen. Untere »23 » b. Obere »14 » Untere »13 » Fig. 4 a — c. Spindel aus einem 2-Zellen8tadinm von Strongylocentrotus, ohne kleinen Haken. a. ln beiden Platten 10 Chromosomen. b. Obere Platte 22 » Untere » 20 » c. Obere » 4 » Untere » 6 » Fig. 5 a und b. Spindel aus einem 4-Zellenstadium von Strongylocentrotus, ohne kleinen Haken. a. Obere Platte 21 Chromosomen. Untere »15 » b. Obere »15 » Untere »19 » Fig. 6a und b. Spindel aus einem 8-Zellenstadinm von Strongylocentrotus, ohne kleinen Haken. a. Obere Platte 18 Chromosomen. Untere »22 » In der unteren Platte sind die beiden links in der Mitte liegenden ganz kurzen Stäbchen als Abschnitte von längeren Chromosomen anzusehen. b. Obere Platte 19 Chromosomen. Untere »15 » Die Chromosomen vou Strongylocentrotus lividus und Echinus micr. 631 Fig. 7 a und b. Spindel aus einem 16-ZeIlenstadium von Strongylocentrotus, ohne kleinen Haken. a. Obere Platte 19 Chromosomen. Untere >17 > b. Obere >19 > Untere » 20 > Fig. 8. Spindel aus einem 2-Zellenstadium von Echinus, mit zwei hufeisen- förmigen Chromosomen. In beiden Platten 34 Elemente. Fig. 9 a. Chromosoma mit endständigem Eadienansatz, vor der Spaltung. Aus einem Tetraster von Strongylocentrotus im Stadium der Äquatorialplatte. Liefert bei der Spaltung zwei stäbchenförmige Tochterchromosomen. Fig. 9b. Chromosoma aus der nämlichen Figur wie 9a, jedoch mit mittel- ständigem Eadienansatz. Liefert bei der Spaltung zwei hakenförmige Tochter- elemente. Fig. 9c. Folgestadium zu 9b aus einer ersten Furchungsspindel von Äro»- gylocentrotus. Fig. 10. Spaltungsfigur aus der Äquatorialplatte einer Furchungsspindel von Echinus. Es entstehen zwei hufeisenförmige Tochterelemente. Fig. 11. Erste Furchungsspindel von Strongylocentrotus, mit kleinem Haken, aus drei Schnitten kombiniert; in beiden Platten 36 Chromosomen. Fig. 12a— d. Beide Spindeln eines 2-Zellenstadiums von Strongylocentrotus-, mit kleinem Haken. Fig. 12 a und b. Spindel der einen Elastomere. a. In beiden Platten 17 Chromosomen. b. > > >19 > Fig. 12 c und d. Spindel aus der andern Elastomere. c. In beiden Platten 12 Chromosomen. d. > > >24 Tafel XXXVIII. Fig. 13. Spermakernspindel aus einer Zucht von kernlosen Eifragmenten von Echinus-, in beiden Platten 18 Chromosomen. Fig. 14. Eikernspindel aus einer Zucht mit partieller Befruchtung; in beiden Platten 18 Chromosomen. Fig. 15a und b. Spindel aus dem 8-Zellenstadium von Strongylocentrotus-, mit kleinem Haken. Die Chromosomen sind dünner gezeichnet als in Wirk- lichkeit. a. Obere Platte 24 Elemente. Untere >30 > b. Obere >12 > und zwei Abschnitte (auf der rechten Seite). Untere >5 > Fig. 16a und b. Erste Furchungsspindel aus einer Bastardzucht. Stron- gylocentrotus (5 X Echinus Q; mit einem hufeisenförmigen Element. a. Obere >6 > Untere >5 > b. Obere Platte 26 Chromosomen. Untere >29 > 632 !'• Baltzer, Die Chromosomen von Strongjlocentrotus lividus usw. Fig. 17a — c. Wie Fig. 16, jedoch mit zwei hnfeisenfönnigen Elementen. a. Obere Platte 12 Chromosomen. Untere »10 » b. Obere Platte 23 Chromosomen. Untere »20 » c. Obere »2 » Untere »7 » Fig. 18. Dreipolige Figur von Strongylocentrotiis mit den Chromosomen eines Spermakernes und eines Eikernes. Zwei Paare langer Haken. Außerdem ein Paar kleiner Haken. Ein zweites Spermium (Spo' ist an der Figur nur mit einer Sphäre beteiligt. Chromosomenzählung: 73 Elemente. Aus drei Schnitten kombiniert. Fig. 19. Dispermer Triaster. Drei Hakenpaare. Ohne kleine Haken. Chromosomenzählung: 108 Elemente. Aus vier Schnitten kombiniert. Fig. 20. Dispermer ebener Tetraster. Drei Paare langer Haken. Ohne kleine Haken. Chromosomenzählung: 108. Aus drei Schnitten kombiniert. Fig. 21. Dispermer ebener Tetraster mit andrer Hakenverteilung als Fig. 20. Drei Paare langer Haken; ein Paar kurzer Haken. Chromosomenzählung: 109. Aus vier Schnitten kombiniert. Fig. 22. Dispermer tetraedrischer Tetraster. Drei Sphären in der Zeichen- ebene. Der vierte Pol (24 Chr.) liegt tiefer. Drei Paar langer Haken, alle in einer Spindel. Ein Paar kurzer Haken. Chromosomenzählung: 107. (Es konnten nicht ganz alle eingezeichnet werden.) Aus fünf Schnitten kombiniert. Archiv für Zellforschung Bei. II. 9 'uuui in. Leipzig liih. Anst v. Jchwus AmdtiJenci. 11. Archiv für ZeUforschmig Bd. II. 26 Taf. XXXXni 22 v'noAninLtipzig. Lu/i Anst.v.Johcumts Arndt, JenA Referate. Svante Arrhenius: Immunochetnie. Anwendungen der physikalischen Chemie auf die Lehre von den physiologischen Antikörpern. Aus dem englischen Manuskript übersetzt von Alexis Finkelsteix. Leipzig, Akademische Verlagsgesellschaft 1907. In dieser, hauptsiichlich gegen die Anscliauuugen der EnKucn’schen Seliule gerichteten Streitschrift, die aus seinen an der kalifornischen Universität zn Ber- keley im Sommer 1904 gehaltenen Vorlesungen hervorgegangen ist. sucht der beriihmte schwedische Forscher mit dem fxlauben aufzuräumen, daß die in der Biochemie untersuchten Keaktionen Toxin-Antitoxin-Bindnng sowie die Wirkungen spezifischer Hämolysine, Agglutinine und Präcipitine so außerordentlich kom- })liziert seien, daß eine Anwendung physikalisch-chemischer Untersuchungs- methoden und Berechnungen auf sie nicht angängig sei. Vielmehr zeigt er an zahlreichen Beispielen aus diesem Gebiete, daß es sich dabei um wirkliche che- mische, nach stöchiometrischen Verhältnissen verlaufende und nicht katalytische Keaktionen handelt. Er verwirft die EHULicu’sche Seitenkettentheorie, wenigstens soweit sie diejenigen Phänomene zu erklären sucht, die nach seiner Meinung der Bearbeitung durch den Chemiker schon jetzt zugänglich sind; mit den ph}'siologi- schen Problemen der Immunstoff-Forschung Entstehung der Antikörper, Wesen der Spezifität beschäftigt er sich nicht, glaubt aber, daß sie keine befriedigende Lösung werden finden können, ehe nicht die einfachere chemische Seite auf- geklärt ist. Robert Rössle München . E. von Duxgerx und R. Werxer. Das Wesen der bösartigen Ge- schwülste. Eine biologische Studie. Leipzig, Akademische Ver- lagsgesellschaft. 1907. Jedem, der sich über den heutigen Stand der Krebsfrage unterrichten will, sei diese Studie sehr empfohlen, und zwar besonders deshalb, weil sie in selten vollständiger Weise und in ausgezeichneter Form jene Fülle von zellbiologischen, klinischen, pathologisch-anatomischen, histologischen, ätiologischen und statisti- schen Tatsachen und Problemen berührt, mit denen heute die Krebsfrage zu- sammenhängt. Die Vertässer begründen in eingehender Beweisführung ihre eigene Auffassung über das Wesen der bösartigen Wucherungen. Sie halten — dieses mit Recht — die dauernde Steigerung des Wachstums für die wesentlichste Er- scheinung an den Geschwülsten und erkennen nur denjenigen Geschwulsttheorien eine Berechtigung zu, welche dieses gesteigerte Wachstum für eine Folge einer biologischen Veränderung der Zelle halten. Diese besteht nach ihrer Meinung 634 Eeferate. darin, daß die Zellen der hösartigen Geschwülste nicht etwa durch Erwerb neuer Eigenschaften, sondern durch Verlust von nomial vorhandenen, nämlich das Wachstum hemmenden, in der Zelle gelegenen Vorrichtungen die Fähigkeit dauern- der. schrankenloser Vermehrung erlangt haben. Sie leiten diese Ansicht aus den sehr interessanten Versuchen Werners über Erhöhung und Verminderung der Resistenz von Zellen gegenüber schädigenden und tödlichen Einflüssen ab; jedoch erscheinen dem Uef. die gezogenen Schlußfolgerungen nicht zwingend. Die Ver- fasser sind sich übrigens bewußt, daß sie mit diesen Erörterungen nur das zell- biologische Problem der dauernden Wucherung in Angriff genommen haben, nicht aber das ätiologische, welches das eigentlich centrale der ganzen Krebs- torschung ist; jedoch glauben sie eher, daß die einmal ihrer Wachstumshemmungen l)craubte Zelle durch alle möglichen Heize zur malignen Vermehning veranlaßt werden kann. Ja, sie halten es sogar für möglich, daß ein solcher Schwund von Wachstumshemmungen an der Zelle stattfinden könnte, daß sogar physiologische Reize das krebsige Wachstum auslösen könnten. Der Mangel an AVachstums- hemmungen könnte auf primärer schwacher Ausbildung solcher beruhen, könnte aber auch unter dem Einflüsse gewisser Eeize erworben werden, indem gerade die Wachstumshemmungen leicht eine Abnahme ihrer Eestitutionsfähigkeit erkennen lassen sollen. Robert Rössle (München . M. Nowikoff. Über die Wirkung des Schilddrüsenextrakts und einiger andrer Organstotfe auf Ciliateu. In: Archiv f. Protistenk. Bd. XI, 1908, S. 309—325. 9 Textfig. Die Absicht des Autors war. die auffallenden AVirkungen des Thyreoidins. Adrenalins und anderer Organstoffe auf den Körper in A’ergleich zu setzen mit ihrer Einwirkung auf einzelne lebende Zellen. Es wurde Nebenniere, Ilypophysis. Schilddrüse (trockene Präparate von AIerck) in destilliertem AA'asser gelöst und das A’erhalten von Paramaee.iiim caudatum in diesen und einigen andern Flüssig- keiten geprüft. Es zeigte sich zunächst bei Anwendung * o — l^/oigcr Eösung der genannten Präparate eine deutliche ünterschiedsempfindlichkeit (Loeb) der Infu- sorien. die also von der Substanz nicht chemotaktisch angezogen werden, aber, wenn sie zufällig aus der urspriinglichen Ivultui-flüssigkeit in die Lösung geraten sind, sie nicht mehr gegen jene vertauschen wollen, (avoiding reaction, Jennixgs.) Diese Erscheinung trat hier viel deutlicher ein wie bei einem E.xtrakt aus ge- trocknetem Muskelfleisch. 50/oige Lösungen der drei Organi)räparate töten die Tiere nach einer kurzen Erregungsperiode rasch ab; dagegen stellen schwächere {‘^'2 — l®/o) ein Medium dar, in dem sie unter sonst gleichen Eedingungen länger am Leben bleiben und sich viel ausgiebiger vermehren wie in der ursprünglichen Kulturflüssigkeit. (Heuinfusion. Ganz besonders intensiv ist die AAMrkung des Schilddrüseuextraktes, in dem sich die Zellen oft dreimal innerhalb 24 Stunden teilen. Die Lösung wirkt sicherlich zum Teil durch ihren Gehalt an Nahrungsstoffen; jedoch zeigt ein A'ergleich mit Aluskelfleisch- und Hühnereiweißextrakt, daß dies nicht der einzige wirksame Faktor sein kann: in der Eiweißlösung z. B. vermehren sich die Tiere verhältnismäßig rasch, wachsen aber zu einer Größe heran, die in Schilddrüsenlösung oder auch in der gewöhnlichen Kulturflüssigkeit nicht an- nähernd erreicht wird. Diese Tatsachen sprechen dafür, »daß die Schilddrüsen- Kcferate. 635 lüsung nicht nur mit Xalirungsbestandteilen wie die Eiweißliisung reicldicli ver- sehen ist, sondern auch besondere Substanzen enthält, die der letzteren Lösung fehlen und die dem Stoffwechsel der Tiere eine besondere Energie verleihen.« E. Nereslieimer AVien). A. Gltllieu.moni). Contributiou a Fetude cytologique des bacilles endospores. In: Archiv f, Protistenk, Bd. XII, 1908, S, 9—43. Taf. II — IV, 5 Textfig. A'erf. untersuchte hauptsächlich den Bacillus radicosus {Zimmermaun) und B. mycoides (Flügge), daneben noch eine größere Anzahl anderer Bacillen unter verschiedenen Kulturbedingungen. Nach einem histoiüschen Überblick über die verschiedenen Theorien bezüglich der Kernverhältnisse der Bakterien werden AA'achstum, Teilung, Sporulation und die Veränderungen auf verschiedenen Nähr- böden beschrieben. Ein wirklicher Kern existiert bei keiner der untersuchten Formen, ebensowenig der von Bütschi.i für Schwefelbakterien beschriebene Centralkörper oder das von Swellexgkebel für B. rnaximus buccalis beschriebene spiralig angeordnete Chromidium. Verf. schließt sich demnach mit einiger Reserve der Ansicht Schaudixx’s an und meint, daß auch bei den von ihm untersuchten Formen Kernsubstanz und Zellplasma innig vermischt sind und daß bei der Bildung der Sporen der größte Teil der Kernsuljstanz in diese mit aufgenonmien wird; die Kernsubstanz der Bakterien ist in Form eines Chromidiums vorhanden. Die Formen, bei denen mehr oder weniger detitliche Kerne vorhanden sind, sucht der Autor aus der Reihe der eigentlichen Bakterien auszuscheiden. Beyiyiatoa und andere Schwefelbakterien werden den Cyanojjhyceen zugerechnet; das von Vej- DOVSKY studierte Bactcrium gammari, das einen typischen Kern mit mitotischer Teilung zeigt, den Hefepilzen. Bei den echten Bakterien sind die von verschie- denen Autoren beschriebenen Kerne auf Verwechslungen zurückzuführen, hau])t- sächlich mit der sich beim Beginne der Zellteilung sehr intensiv färbenden An- lage der Scheidewand. Diese Erscheinung ist auch bei den vom Autor studierten Formen sehr ausgei)rägt. E. Xeresheimer (AA'ien). P. Enriques. Die Conjugation und sexuelle Differenzierung der In- fusorien. II. Wieder conjugante und Hemisexe bei Chilodon. In: Archiv f. Protistenk. Bd. XII, 1908, S. 213—276. Taf. XVII, XVIII, 6 Textfig. A'erf. studierte die Conjugation von Chilodon uncinatus. Die beiden Gameten sind stets in charakteristischer AA’'eise verschieden; Verf. unterscheidet rechte und linke, bei Betrachtung von der Ventralseite (das vordere Ende vom Beschauer abgekehrt.) Die rechten bleiben bei der Vereinigung der Cytostome unverändert, während beim linken der ganze Schlundapparat nach rechts hinüberwandert und auch Veränderungen in der Körperform eintreten. Bei der ersten Teilung der Alikronuclei bilden sich aus einzelnen Körnchen vier Chromosome, die dann ejuer gespalten werden. In den Tochterkernen legen sich die Tochterchromosonie je zwei und zwei aneinander Dyaden); bei der folgenden Reduktions-; Teilung scheint je eine Dyade an die Spindelpole zu wandern. Bei der dritten Teilung, in die meist nur die llauj)t-, manchmal auch einige der Nebenspindeln eingehen, sind dann nur noch je zwei Chromosome vorhanden, 636 Referate. die sic-h wieder »luer teilen. Die aus der Teilung der Hauptsi)indel resultierenden Spindeln sind unterdessen in die cytoplasmatische Verbindung der beiden Tiere gewandert und liegen ganz dicht nebeneinander; hierauf Vereinigung der Teile verschiedener Provenienz, wobei die Wanderkerne von den stationären nicht zu unterscheiden sind; Trennung der Conjnganten. lui Tempo der folgenden Vorgänge ist gewöhnlich der rechte Gamet etwas voraus, woraus sich der Anschein ergeben soll, als entspräche der rechte dem Q. der linke dem (5. '■ Der neue Mikronucleus das Synkaryon) teilt sich bald; die Teilung verläuft etwas anders Avie die Mikronucleusteilung bei der gewöhn- lichen Zellteilung von Chilodon. Die Teihmgsprodukte zeigen sich bald von- einander verschieden; eines Avird zum Mikronucleus; das andere, das den neuen Makronucleus liefert, Avird zunächst enorm groß, färbt sich bei Haematoxylin- Puchsinfärbung rot. AA'ird aber dann chromatinreicher und verwandelt sich in den echten funktionierenden Großkern. Der alte Großkern degeneriert und Avird resorbiert; Avährend dessen Avächst auch das ganze Tier zu auffallender Größe heran. Bevor der alte Makronucleus vollständig verscliAvunden und der neue Kernapparat fertig ausgebildet ist. erfolgt keine Köri)erteilung. Einige Tage nach dem Beginne der Conjugationsepidemie tindet man manch- mal conjugierende Tiere, von denen das eine oder beide Exconjuganten sind und noch den alten soAvie den heranAvachsenden neuen Großkern besitzen, also sich seit der Aorigen ('onjugation noch nicht Avieder geteilt haben. Sehr- selten ist der linke Gamet allein ein solcher Wiederconjugant, fast stets beide oder nur der rechte. Aus solchen Conjugationen resultieren also Individuen mit einem (troßkern. ZAAei Kleinkernen und einem in Bildung begriffenen Großkern — sehr selten zAtei sich bildenden Großkernen und einem Kleinkern. Die bisher als Vorbedingung der Conjugation angenommenen Hunger- 'feilungen sind also nicht notAvendig! Hierauf folgt eine längere Erörtening über das ^'erhalten A on Mund. Schlund und Oesophagus Avährend und nach der Conjugation, dann der bi o me tri sc he Teil. »Während der C'onjugation existieren ZAAei Kategorien Aon Gameten, die ungleich groß sind; dieselben fallen mit denjenigen zusammen, die bis jetzt als rechte und linke Gameten unterschieden Avurdeu.« Und zAvar sind. Avie gesagt, die rechten größer. Jedoch »die linken Gameten sind nicht als solche präfor- miert, Avas die Größe betritft. Ihre Kürze ist durch den Conjnga tions Vorgang verarsacht. Unter den noch nicht conjugierten Gameten sind ZAvei für die Größe verschiedene Klassen gar nicht zu unterscheiden. < Die Messungen zeigen, daß tatsächlich Avährend der Conjugation die linken Gameten beträchtlich kürzer AAerden und daß der Flächeninhalt der Ventralseite abnimmt; ob sie dafür dicker Averden. A\-ar nicht festzustellen. Daß ihr Volumen tatsächlich abnimmt. beAveisen vergleichende Messungen der Makronuclei unter Voraussetzung einer konstanten Kernplasmarelation : die Großkerne der rechten Gameten sind um et\Aa lü% größer AAie die der linken. Die Größenunterschiede sind zAvar schon A or der Conjugation Aorhanden; das zufällig größere Tier nimmt eben fast immer den Platz als rechter Gamet ein; »der Conjugationsakt beAvirkt eine Zunahme des konstituthen Unterschiedes der Gameten.« Aus der Tatsache, daß die Excon- juganten Avährend der Bildung des Großkerns beträchtlich heranAvachsen. erklärt Verf. sich, daß sie als Wiederconjugante fast stets rechts liegen. Unter 23 Paaren, in denen ein oder beide Gameten Wiederconjugante Avaren. fanden sich nur zAvei mit einem nonnalen rechten und einem linken Aviederconjuganten Tier; ein Re- sultat. das »natürlich« nicht zufällig sein kann .? bei einer so kleinen Zahl! Ref, Referate. 637 Weitere Messungen und Berechnungen führen zu dem Resultat: »es existiert keine homogamische Korrelation während der ersten l'age der K])ideune, eine solche erscheint aber in den letzten Tagen, sie hängt — zum l'eil gewiß, viel- leicht auch vollständig — von den Wiederconjuganten ab.« Die Tatsache, daß einerseits die zufällig größeren Gameten rechts, die kleineren links zu liegen kommen, daß sich aber andrerseits deutliche Unter- schiede der Gameten während der Conjugation ergeben, läßt sich weder so erklären, daß die gi'ößeren Individuen von vorn herein zu rechten Gameten disponiert waren (denn wären sie mit einem größeren, anstatt mit einem kleineren Individuum zusammengetrotfen, so wären sie eben linke geworden), noch läßt sich annehmen, daß bald der rechte, bald der linke Gamet <5 bezw. 2 wäre, sondern eine eigentliche sexuelle Differenzierung existiert eben bei Chilodon nicht. Vei-f. bezeichnet die Gameten als Hemisexe, den rechten als halbweiblich, den linken als halbmännlich. (!) Diese Differenzierung ist erst eine Folge des Ge- schlechtsaktes. Phylogenetisch ist überhaui)t die sexuelle Differenzierung nicht vor der oder für die Befruchtung entstanden, sondern infolge der Befruchtung, und zwar auf dem Wege über derartige Hemisexe, bei denen die allgemeine Variabilität infolge der Conjugation in einen Kategorienunterschied umgewandelt wurde. Hemisexe stellen ein Vorstadium der Sexualität vor. Verfasser unter- sclieidet demnach folgende »Hauptstadien der Phjdogenie der Sexe«: 1. Isogamie. Befruchtung zwischen gleichwertigen Zellen, die sich auch infolge dieser Funktion nicht in zwei Kategorien trennen. Vennutlich bei manchen Infusorien und einfacheren Protistenformen. 2. Hemianisogamie. Befruchtung zwischen gleichwertigen Zellen, die infolge dieser Funktion sich in zwei Kategorien — Hemisexe — trennen. Chi- lodon, vermutlich auch andere Ciliaten. 3. Monoische An isogamie. Befruchtung zwischen ungleichwertigen Zellen; das Resultat ist aber nicht sexuell differenziert. Vorticelliden, Herma- phroditen. 4. Dioische Anisogamie. Befruchtung zwischen ungleichwertigen Zellen; das Produkt wächst sich zu einem sexuell differenzierten Individuum aus. Gono- choristische Metazoen und Metaphyten. Ref. glaubte die interessanten, obwohl vielfach unklaren und verworrenen Darlegungen des Verf. ausführlich wiedergeben zu sollen; um so kürzer mag die Besprechung des polemischen Teiles sein. Dieser richtet sich hauptsächlich gegen PopoffI) als Verfechter R. IlERTWifP scher Theorien. Die ganze Lehr(^ von den Depressionen und von der physiologischen Degeneration wird bestritten. Die wellenförmige Kurve der Teilungsintensität, deren Täler nach Calkins, HertwiCt, Popoff Depressionen bedeuten, ist nach Verf. hervorgerufen durch wechselnde Kulturbedingungen, wie Schwankungen der Tem])eratur, der Xahrungs- menge, der Bakterienwirkung usw. Popoff hal)e nicht einmal lüO Generationen von Stylonichia bis zum Aussterben der Kulturen erzielt, während man doch viel mehr erreichen könne ohne physiologischen Tod. »Wir kommen zu dem Schluß, daß die Versuche von Popoff keine neue Basis für die Degenerations- theorie gebracht haben; ein Schluß nur ist möglich: daß es nicht gei’ade schwer ist, wenn gewünscht, die Stylonichien abzutüten,« Dieser mehr temperament- volle wie würdige Satz ist bezeichnend für den ganzen Ton der Polemik. E. Jferesheimer (Wien . 1 Arch. f. Protistenk. Sui)pl. I. 1907. 638 Referate. M. Boissevaix, Über Kernverhältnisse von Actinosphaeriiim Eichhorni bei fortgesetzter Kultur. In A. f. Pr. Bd. XIII, 1908. S. 167—194, Taf. X— Xni. Aus einer lange geziieliteten und reichlich gefütterten Actimsphaerium- Kultur wurden die infolgedessen in einen Depressionszustand geratenen und mit einer unnormal hohen Kernzahl ausgerüsteten Tiere unter verschiedenen Tempe- raturen zur Encysrierang gebracht, um den Einfluß der Temperaturen auf den Ablauf des Prozesses sowie das Größenverhältnis von Kern und Protoplasma zu studieren und eventuell die Frage zu entscheiden, ob alle Kerne eines Indi- viduums gleichwertig sind. Die Encystiening verläuft in der Wärme besser wie in der Kälte, da die übergroße Kernzahl hier leichter herabgesetzt wird, vielfach unter energischer Kernausstoßung. In der Kälte sterben die meisten Tiere wegen der Undiu-ch- führbarkeit dieses Ausgleiches ab; jedoch wird auch hier Verminderung der Kern- masse bei einem Teile der Individuen erreicht, und zwar durch Sequesterbildung, Chromidienbildung mit nachfolgenderUmwandlnng in Pigment, Kernverschmelzung und Fortdauer der Kernauflösung auch noch in den Primärc3'sten. Jedoch bleibt sowohl in der Wärme wie in der Kälte die Kernmasse relativ zu groß, so daß in beiden Fällen die Cysten zahlreicher und kleiner werden besonders in der Kälte) wie bei normalen Tieren, jedoch bei normaler Kerngröße. Die Kernplasma- relation ist also zugunsten des Kerns verschoben. In einer später angesetzten Kultur, deren Tiere also noch länger wie die übrigen dem Einflüsse der Über- ernährung ausgesetzt waren, war sogar, bei sehr geringer Größe der Cysten, die Kerngröße über den normalen Durchschnitt gesteigert, die Kernplasmarelation also noch mehr in demselben Sinne abgeändert. Die übermäßig hohe Zahl der Primärc\'sten spricht dafür, daß alle Kerne eines Tieres, wenn dieses verhindert wird, sie zu resorbieren oder auszustoßen, zu Cystenkernen werden können, d. h. daß alle Kerne eines Individuums gleichwertig sind. E. Neresheimer Wien . ^Y. Löwenthal, Xotizeu über Opalina ranumm nebst Bemerkungen über die Unterscheidung von Erythro- und Cyanochromatin. In A. f. P. Bd. XIII, 1908. S. 115—120. 1 Teitfig. Die beiden nach Xekesheimer als Analoga der Richtungskörper zu deuten- den chromatischen Körperchen, die den Geschlechtskernen von Opalina erst in Form von sichelförmigen Calotten aufsitzen. später als Kügelchen ins Plasma ausgestoßen werden, färben sich bei Behandlung mit Giemsalösung rein blau, während die im Kern befindlichen Chromatinteile sich rot färben. ^lit Methylgrün- Essigsäure f irben sich dagegen nur die Körperchen, der Kern nicht. Mit andern Kernfarbstoften llirben sich beide Gebilde gleichmäßig. Gegen Essigsäure und .Vmmoniak verhalten sie sich beide wie Chromatin. Bei Balantidien aus dem Froschdarm und bei Ciliaten aus dem Wiederkäuer- magen tingiert sich bei Giemsafärbung nur der Mikronucleus rot, der Makro- nucleus blau. Es scheint also, daß sich das Geschlechtschromatin als Eiythro- chromatin. das somatische als Cvanochromatin darstellt; ob aber die Färbung ein sicheres Kriterium liefert, bleibt noch dahingestellt: für Opalina würde die Ih'pothese stimmen, wenn man annimmt, die Ausstoßung der beiden Körperchen stelle eine Befreiung des Geschlechtskerns vom überschüssigen somatischen Referate. 639 Chroniatin dar; daß die Si)oretien bei Opalina (Nekesheimer) Erythrocliromatin sind, würde gleichfalls stiumien. Die Cliromidien von Entamoeba buccalis sind Cyanochroinatin, jedoch ist ihr weiteres Schicksal noch nicht bekannt. E. Neresheiniei* (Wien). W. Lebedew, Über Trachelocerca phoenicopteriis Cohn, ein marines Infusor. In A. f. P. ßd. XIIL 1908. S. 70—114. Taf. VII, VIII. 7 Textfig. Das langgestreckte Tier besitzt Myoneine nach Art derer von Stentor und Spirostomum, die aber nicht in den für Stentor beschriebenen Kanälen verlaufen. Häufig sieht man eine zweite Art von Fibrillen, die den Myoneinen parallel verlaufen und möglicherweise den von Xeresheimer entdeckten, später von 0. Schröder nicht wiedergefundenen Neurophanen von Stentor und Spirostomum entsprechen. Trichocysten sind nicht bestimmt nachzuweisen. Verf. unterscheidet nach den Kernverhältnissen dreierlei Formen: A mit einem Kern, B vielkernig, die Kerne in einer oder zwei Reihen angeordnet, C die nach Gruber kernlosen Formen, deren zahlreiche Kerne eine ganz abweichende Struktur zeigen. Bei den A-Formen besteht der einzige Kern aus einer homogenen oder vakuolisierten Grundsid)stanz; das Chromatin ist in Form feiner Körnchen in das Stroma eingebettet. Ein Mikrouucleus fehlt. In solchen Kernen bildet sich eine Anzahl von Blasen, die schließlich zu einem locker zusammenhängenden luorula- älmlichen Haufen vereinigt im Plasma liegen , dann auseinanderweichen und als selbständige Kerne sich zu einer oder zwei Reihen ordnen. (Form B.) Meist entstehen durch diesen Modus der Kernverniehrung 4 — 20 Kerne, die sich aber mit dem Wachstum des Tieres auf 60 — 80 vermehren können. Auch bei den B- Formen ist keine kleinkernähnliche Bildung zu entdecken; der Bau der Kerne ist wie bei A. Die Vermehrung der Kerne erfolgt durch einfachen Zerfall in zwei meist ungleich große Blasen. Die chromatischen Körnchen in diesen Kernen vermehren sich wahrscheinlich durch Zweiteilung; man sieht sie häufig dui’ch schwächer färbbare Fäden verbunden. Bei weiterer Zucht dieser Formen erfolgt eine starke Chromatinvermehrung und hierauf Ausstoßung von Chromatin aus sefneui Verbände mit der Xucleolar- substanz, worauf es sich gewöhnlich als stark färbbare Kappe an der Peripherie des Kerns ansainmelt. Währenddessen zerfällt meist der Kern in zwei größere und zwei kleinere Kerne, deren jeder selbständig seine Chromatlnkappe erhält. Diese werden dann ausgestoßen und schließen sich zwischen den vier Groß- kernen jeder Gruppe zu zwei chromatischen Körperchen an, die die Mikronuclei darstellen. Die Conjugation, die nicht lückenlos verfolgt wei’den konnte, trat auch hier in großem Maßstabe bei einer längere Zeit stark gefütterten, dann in Nahinngsmangel geratenen Kultur ein. Die Kerne sammeln sich während dieses Vorganges in jedem Tiere etwa in der Mitte der Zelle in einem Haufen an; die Großkerne degenerieren und werden resorbiert; die Mikronuclei, die sich auch durch Teilung noch vermehrt haben, gleichfalls zum grüßten Teil, da die Karyo- gamie schließlich nur zwischen zwei Geschlechtskernen stattfindet. Aus dem Befruchtungskern bilden sich eigenartige Spindeln mit vielen punktförmigen Chromosomen. Aus ihnen geht wahrscheinlich später eine große Anzahl von Archiv f. Zellforschnng. II. 42 640 Eeferate. Spindeln hervor. Bei Tieren der Gruppen A. und B. finden sich auch Degene- rationserscheinungen. hei denen im Kern Krystalle entstehen. Die Tiere der C-Gnippe besitzen eine große Menge kleiner bläschenförmiger Kerne, deren Chromatin verschieden, jedoch meist polar verteilt ist. Ihre Teilung ist nicht mitotisch, zeigt aber Spindelfonu. Bei diesen Tieren spielen sich Degenerations- und Eesor])tionserscheinungen an den Kernen ab, und schließlich finden sich in solchen Kulturen nur noch auffallend kleine A-Formen. Verf. deutet diese Erscheinungen als Anzeichen eines Generationswechsels, bei dem die Bildung der vielen Kerne der C-Formen der Schizogonie andrer Protozoen (mit unterdrückter Zellteilung) entspräche. Die Bildung der Mikronuclei ent- spricht der von Neresheimer für Ichthyophthirius beschriebenen, geht aber lang- samer und klarer in ihren einzelnen Phasen verfolgbar vor sich und schlägt viel- leicht eine Brücke zu dem Modus der Geschlechtskernbildung bei Opalina. E. Neresheimer (Wienb Th. Moroff. Die bei den Cephalopoden vorkommendeu.45r^re^ata-Arten als Grundlage einer kritischen Studie über die Physiologie des Zellkerns. In A. f. P. Bd.XI, 1908. S. 1—224. Taf.I— XI. 74Textfig. o Aus dieser umfang- und inhaltreichen Arbeit, die neben dem für den Proto- zoenforscher Interessanten auch viel cytologisch Wichtiges enthält, können hier selbstverständlich nur die Hauptpunkte summarisch hervorgehoben werden. Be- treft’s aller Details muß auf das Original verwiesen werden. A"erf. hat die im Cephalopodendarm sich abspielende geschlechtliche Vermehrung studiert, während der in den Krabben verlaufende ungeschlechtliche Teil des Entwicklungszyklus in der weiter unten zu besprechenden Arbeit von Leger und Duboscq be- handelt ist. Die jungen Parasiten zeigen einen auffallend gi-oßen Kern mit nindem Ka- ryosom, das aus einer schwach färbbaren (plastinreichen) Innenschicht und einer chromatinreichen Eindenschicht besteht. Im Verlaufe des Wachstums ■wird der Kern immer stärker färbbar durch Auswandenmg von Chromatin aus dem Kary- osom, das seinerseits immer größer wird und gegen Ende des Wachstums der Zelle reichlich die Hälfte des riesig groß gewordenen Kerns einnimmt und schlangenartig aufgeuuinden erscheint. [Ä. legeri] (Auf die Differenzen im Ver- halten der verschiedenen Aggregata-A\t^n kann hier natürlich nicht eingegangen werden.) Die verdickte und durch Einfaltungen vergrößerte, stark färbbare Einden- schicht des Kaiyosoms gibt fortdauernd Chromatin in Form von Brocken, Körn- chen und als gelöste Substanz in den Kern ab, aus dem es zum Teil in das Plasma Übertritt und dessen starke Färbbarkeit bediug-t. Hier wird es später in Eeserve- stoffe umgewandelt. Bei Beginn der Eeifimgserscheinungen der weiblichen Parasiten rückt der Kern an die Obei-fläche, wobei die Ausscheidung von Chromatin aus dem Kaiy- osom in Kern und Plasma fortdauert. Zwischen den Chromatinansammlungen im Kern veidaufen einzelne aus Plastin und Chromatin bestehende Fäden, die anscheinend aus nucleolenähnlichen Kugeln herauswachsen oder von diesen er- nährt werden; sie stellen das Idiochromatln (Geschlechtsclu-omatin) dar, das vom Kern der jungen Sporozoiten herstammt und bisher vom übrigen Chromatin nicht zu unterscheiden war, und sind den Chromosomen der ersten Eichtungs- spindel der Metazoeneier zu vergleichen. Der ganze übrige Kern samt dem Kary- soom ist Troi)hochromatin. Referate. 641 Die Idioehrouiatinfädeii wandeiu von allen Gebenden des Kerns her an einem Punkt der Kernoberdätdie zusammen und verflechten sieh hier unter gleich- zeitiger Verkürzung zu einem >naar\vickel<ähnlichen Gebilde. Durch die Ver- einigung mehrerer derartiger Fäden entstehen allmählich die einzelnen Chromo- some der ersten Spindel (keine Kontinuität der Chromosome! . Während sich diese verkürzen, bildet sich die erste Anlage der Spindel durch Entstehung achromatischer Fäden aus gestreckten Wabenzügen. Sie ordnen sich zu einem Kegel, dessen Spitze über die Peripherie der Zelle vorspringt da Kern- und Zell- oberfläche sich hier berühren); an ihrer Basis liegen die Chromosome. Hierauf spaltet sich der Kegel an seiner Spitze, so daß zwei Kegel entstehen, die beide über die Obei-fläche vorragen und nun auseinanderrücken, so daß die Fasern sich verlängern. Zugleich entstehen aus dem achromatischen Gerüst des Kerns neue Fasern, die nach allen Richtungen in den Kern ausstrahlen, später, nach der gleich zu behandelnden Zerstörung des Kerns, verlaufen sie im Plasma und werden durch rein protoplasmatische Fasern ergänzt. Ein Centrosom oder Cen- triol findet sich bei Ä. legeri nicht, während bei andern Arten sehrj deutliche Centriole zur Ausbildung kommen. Bei der Spaltung der Kegelspitze werden die Fasern der Länge nach gespalten. Unterdessen hat das enorm vergrößerte Karyosom begonnen, sich zurück- zubilden. Sein Chromatin tritt in den Kern über, vielfach sieht man es durch Poren sich in Form von schlierenden Fäden in den Kern ergießen, 'der von Chromatin völlig erfüllt wird und seinerseits gi'oße Mengen an das Plasma ab- gibt. Dabei läßt sich oft beobachten, daß die aus dem Karyosom ausströmende Substanz sich erst acidophil, später basophil tarbt; Verf. schließt daraus auf nahe Beziehungen zwischen Nucleolarsubstanz (Plastin) und Chromatin. die viel- leicht isomere oder jjolymere Verbindungen sind. Beide entstehen im Karyosom als Umwandlungsprodukte einer und derselben Substanz ; eine geht leicht in die andre über. Im weiteren Verlaufe dieses Prozesses zerbröckelt das Karyosom völlig, die Trümmer werden meist ins Plasma ausgestoßen. Der Kern selbst wii-d durch eindiingende Plasmazüge zei'klüftet, dann in einzelne Teile zerlegt und völlig aufgelöst, so daß nur die Spindel übrigbleibt, um die sich dann ein neuer Kern in Gestalt einer leichten Zone dift'erenziert. Außer den Chromosomen enthält er keine weiteren Chromatinbestandteile. Die weiteren Kernteilungen erfolgen wie die erste ; d. h. die nach außen vorspringenden Spindelspitzen spalten sich und rücken auseinander, während die Basen verbunden bleiben: der Kern wird sternförmig. Bei manchen Arten werden keine deutlichen Chromosomen gebil- det. bei andern sind es deutliche Fäden, die der Länge nach gespalten werden. Erst spät trennen sich die inzwischen zahlreich gewordenen Kerne ganz von- einander und liegen an der Obeidläche der Parasiten, die sich stark faltet (Perlen- stadium). Die mit je einer kleinen Plasmapartie sich abschnürenden Kerne stellen die Makrogameten dar. Eine Chromosomenreduktion konnte im Verlaufe dieser Teilungen nicht festgestellt werden. Bei den männlichen Parasiten, die erst bei Beginn der Reifungsprozesse von den weiblichen zu unterscheiden sind, bleibt der Kern wesentlich chi’oma- tinärmer. Das Idiochromatin sammelt sich an einem Punkte der Kernperipherie, wo diese an die Oberfläche der Zelle stößt, und differenziert sich zu chromo- somenähnlichen Fäden, die an einem Punkte zusammenlaufen. Sie spalten sich an einem Ende und ziehen sich auseinander, so daß zwei neue Centren ent- stehen. Die proximalen Enden bleiben ungespalten und miteinander verbunden. 42* 642 Referate. Die Fasern der Teilungspindel bestehen also aus den Chromosomen selbst. Durch AViederholung' des Prozesses werden die distalen Enden der Chromosomen immer wieder gespalten, doch verdicken sie sich immer wieder. Für dieses AVachstum werden sie ernährt durch eine Anzahl von nucleolenartigen Körpern, die dm-ch Zerfall des Karyosoms entstehen; der Kern selbst wird ähnlich wie beim Q Tier zerklüftet und schließlich in einzelne Stücke zerteilt; sein ganzer Gehalt an Trophochromatin wird durch die erwähnten Nucleolen in Nahrung für den Aufbau der Chromosomen umgearbeitet. Bei andern Arten scheinen diese Nucleolen die Rolle von Nucleolo-Centrosomen zu spielen. In den fer- tigen, sehr langgestreckten Mikrogameten bildet der Kern eine sehr kompli- zierte Figiu'. An Befruchtungsstadien kamen nirr rvenige, nicht ganz sicher deutbaer Bilder von Sporoblasten mit je zwei ungleichen Kernen zur Beobachtung. Bei der Sporozoitenbildung verlaufen die Kernteilungen je nach den verschiedenen Arten mitotisch oder direkt. Im allgemeinen Teile zieht A"erf. zunächst eine Parallele zwischen Coccidien und Gregarinen einerseits und den Aletazoen andrerseits. Restkörper und Raehis bzw. Cytophor werden homologisiert. Er versucht hierauf, eine einheitliche Auffassung von der Funktion der Kernbestandteile ln der Zelle zu gewinnen. Daß es dabei nicht ohne Kühnheiten und Gewaltsamkeiten abgeht, zeigt die Behauptung, daß der Aggregata-Kern als ein Chromidium aufgefaßt werden könne, einfach deshalb, weil meist wegen seines übergroßen Chromatinreichtums ein Kernreticulum nicht darstellbar sei (!). Eine scharfe Trennung von Chromatin und Nucleolarsubstanz muß fallen ge- lassen werden. Das Karyosom — entsprechend den Nucleolen der Metazoen — ist die hauptsächlichste, wo nicht einzige Stätte der Bereitung von Tropho- chromatin. Dieses ist seinerseits das Material, aus dem, nach seiner Ausstoßung in den Zelleib, Sekrete, Muskel- und Nervensubstanz, Bindesubstanzen, Cysten- hüllen, Skelette, ferner Dotter, Am3ion, Paramylon, GuARXERische Körper- chen usw. gebildet werden. Die Nucleolen, bzw. das Karyosom entspricht dem Alakronucleus der Ciliaten, der als ein in viele kleine Körnchen zerfallener Nucleolus betrachtet werden kann. Bei dem Infunktiontreten des Idiochromatins Beginn der Reifungserschei- nungen) wird das gesamte Trophochromatin ins Plasma ausgestoßen und in Re- servenahrung umgearbeitet (Epuration nucleaire). Diese Ansicht von der tro- ])hischen Natur der Nucleolen widerspricht den vorliegenden Beobachtungen über die Bildung der Chromosomen der Richtungsspindeln aus den Nucleolen (Amphibien, Echinodermen) ; diese Angaben sollen auf Verwechslung mit chro- mosomenähnlichen aus dem Nucleolus austretenden Gebilden beruhen, die abei* nicht in die Sj)indel eingehen. Nach eigenen Untersuchungen berichtet A^erf, daß bei den Eiern von Holothuria tubulosa die Bildung der Chromosomen unab- hängig vom Nucleolus vor sich gehe. Der Kern der somatischen Zellen besteht ausschließlich aus Trophochro- matin, das Idlochromatin, das sie von der Furchung her besitzen, ist völlig in Trophochromatin umgewandelt. A’erf. wendet sich nunmehr der Lehre R. Hertwigs von der Kernplasma- relation zu. Entsprechend seinem ganzen Standpunkte j)olemisiert er gegen die Anschauung, daß der Kern der funktionierenden Zelle auf Kosten des Plasmas wachse. Das funktionelle AA^achstum findet nur während der Funktion (z. B. bei Drlisenzellen, Lauxoy; statt, geht aber sofort nach Aufhören der Funktion zurück. Eeferate. 643 Ähnlich verhält es sich mit dem TeilungSMachstnm des Kerns bei Ciliaten. Dieses hat nur den »Zweck*, Material zum Ersatz von Cytostom, Pellicula usw. aufzuspeichern. Yerf. glaubt damit »die einzige ungezwungene, natürliche Er- klärung* gegeben zu haben, vergißt aber ganz, daß ein »Zweck* überhaupt gar keine Erklärung ist. Überhaui)t ist die ganze folgende Darlegung ln Denk- und Ausdrucksweise derart teleologisch gehalten, daß sie erst in eine wissenschaft- liche Sprache übersetzt werden müßte. Die Kern Vergrößerung bei überfütterten Actinosphaerien HERT^\^G) ist eine dm’ch ungünstige Zuchtbedingungen hervorgerufene krankhafte Erscheinung. Auch die Beobachtungen von Popoff an Stylonichia beziehen sich auf patho- logische Erscheinungen, die zur Erklärung normal verlaufender Geschehnisse nicht herangezogen werden können; der pathologische Zustand der Tiere ergibt sich aus den gelappten Kernen. Gelapi)te Kerne bei andern 'z. B. Drüsen-) Zellen sind der normale Ausdruck für die gesteigerte Funktion. Dann heißt es weiter: »Für die Protozoen {Stylo7iichia usw.) glaube ich den gelappten Kern ebenfalls als Ausdruck verstärkter Funktion deuten zu müssen, die eine Folge anormaler fpathologischer) Erscheinungen ist.* Setzt man in diesen Satz statt des Wortes »Folge* das Wort »Ursache«, so hat man Popoffs Ansicht. . Yerf wendet sich nun einem Yergleich zwischen Protozoenzelle und Ge- schlechtszelle zu und polemisiert gegen die Aufstellung Hertwigs, die Befruch- tung trete im Gefolge lebhafter Funktion der Zellen auf und wirke selbst eher hemmend wie fördernd auf die folgenden Zellteilungen. — Bei dieser Gelegen- heit wird auf Opalina hingewiesen, wo die Befruchtung nicht eine Folge einer lebhaften Funktion und Teilung sei (nach Neresheimer). Kef hat aber die sehr lebhafte Zellteilungstätigkeit der Opalinen vor der Copidation ausführlich dar- gestellt. — Der Satz Hertwigs, daß die Befinchtung ursprünglich nichts mit der Yermehrung zu tun habe, wird dagegen bestätigt. Sie dient nur dazu, den dm’ch die Funktion abgenützten somatischen Kern neu zu bilden. Neubildungen des trophischen Kerns (Maki-onucleus, Karyosom’ aus dem Idiochromatin bei Protozoen werden der Parthenogenesis gleichgestellt. Den Schluß bildet eine ausführliche Besprechung der Chromosomenfrage. Yerf kommt zu der Ansicht, daß die Centriole stets aus Trophochromatin be- stehen und daß ihre Aufgabe ist. die Spindelfasern, die mechanische Arbeit zu leisten haben, zu ernähren. Das Centrosom oder die Sphäre ist vom Centriol produziertes und aus ihm ausgetretenes Chromatin. Das Centriol ist also ein modifizierter Nucleolus. E. Neresheimer (Wien). L. Leger u. 0. Düboscq. L’evolution schizogonique de l’Aggregata (Eucoccidium) eberthi (Labbe). In: A. f. P. Bd. 12. 1908. S. 44 bis 108. Taf. V— VII. 9 Textfig. Nach dem Ausschlüpfen im Krabbendarm durchwandern die Sporozoiten rlie Darmwand und setzen sich zwischen Splanchno- und Somatopleura fest, wo sie nun ohne weitere Bewegung ihre Wachstumsperiode diuchmachen und sich mit einer Cystenhülle umgeben. Der Kern gerät sehr bald in die Mitte des Körpers und zeigt nun einen centralen Plastinnucleolus. Diesem gegenüber ver- dichtet sich an der Kernperipherie eine Chromatinmasse, die als karyosomatischer 644 Referate. Körper ,>corps karyosomien«' bezeichnet wird. Dieser zieht in seinem weiteren ■\Vachstuin das ganze Chroinatin des Kerns an sich und dringt dann in den Nucleolns ein, und zwar an einer bestimmten, noch lange kenntlichen Stelle, die als >^Iikropyle€ bezeichnet wird. Im Innern des umhüllenden Plastinnucleolus organisiert sich das eingedrungene Chroinatin als eine Anzahl von Körnchen, verteilt auf einem achromatischen Eeticulum. Die >5Iiki-opyle« dient nun als Austrittsstelle für kleine Plastinkörnchen in den perinucleolären Raum des Kerns; später gelangen sie ins Plasma. Hierauf beginnt der Zerbill des enorm angewachsenen Karyosoms (wie man es seit der Chromatineinwanderung wohl zu nennen hat in mehrere Teile, deren einige sich im Kernsaft auflösen. Während- «lessen wandert der Kern an die Zelloberfläche und nimmt amöboide Form an. In ihm hat sich ein achromatisches Spirem gebildet, das sich zunächst mit Kucleolarsubstanz belädt und dadurch sichtbarer wird; dann tritt plötzlich aus dem schon in Auflösung begviffenen Karyosom ein langer gewundener Chi’oniatin- faden aus, dessen Substanz offenbar von dem Spirem aufgenommen wird, so daß dieses nunmehr als chromatisches Spirem erscheint. Aus der Substanz des alten, im Plasma verschwindenden Kerns separiert sich jetzt ein lichter Bezirk um das Spirem herum, das sich wieder in ein achromatisches Netz mit chroma- tischen Einlagerungen umwandelt: ein neuer kleiner Kern hat sich gebildet. Nach einer Ruhepause erscheint ein Centrosom, es finden zwei unmittelbar auf- einanderfolgende mitotische Teilungen des Kerns statt, bei deren erster die Chromosome doppelt sind, d. h. aus zwei parallelen Fäden bestehen oder Uförmig gebogen sind. An dieser Stelle schalten die Verf. eine Besprechung der bisher vorliegen- den Literatur über den Gegenstand und eine Diskussion der Bedeutnng der ver- schiedenen Kernbestandteile ein. Die Unterscheidung zwischen Nucleolarsubstanz und Chroinatin schlechthin ist völlig ungenügend, da eins in das andre übergeht. Auch die Unterscheidung von Trophochromatin und Idiochromatin im Sinne Moroffs ist nicht haltbar. Bei der Kernteilung belädt sich das Idiochromatin mit Trophochromatin, das also auch auf die Tochterzellen vererbt wird. Die bisher beschriebenen Erscheinungen zeigen eine auffallende Ähnlichkeit mit den Vorgängen im Metazoenei vor und während der Reifung; zumal die doppelten Chromosome der ersten Teilung erinnern an eine Reduktionsteilung, die rasche Aufeinanderfolge beider Mitosen an die Reifeteilungen; andrerseits aber handelt es sich hier um die Schizogonie; die geschlechtlichen Vorgänge finden ja im Cephalopodendarm statt. Nach der zweiten Kernteilung nehmen die Kerne eine Ruheform an; sie sind sehr chromatinarm, das Plasma enthält reichlich Chromidien. Bei den fol- genden Teilungen dieser Kerne treten wieder die bisher unsichtbaren Centrosomen mit Centriol auf; die Chromosoiue sind fadenförmig und ungleich lang, vermut- lich fünf; unter ihnen fällt ein besonders langes auf, das erst ganz zuletzt zer- reißt; es ist in den folgenden Mitosen als »axiales Chromosom« immer wieder zu bemerken. Die Chromosome dieser aufeinanderfolgenden primitiven Karyo- kinesen werden durch Karyosome und auch durch die gleich jenen mehr und mehr schwindenden Chromidien ernährt. Die chromatinreicher gewordenen Kerne (mit einem deutlichen Centrosom) verteilen sich auf der Oberfläche der sich ein- faltenden Zelle blastodennartig; später teilt sich der Zelleib in einzelne Portionen ab, deren Oberfläche von den künftigen Schizozoiten besetzt ist. Auf der Außen- seite sitzt dem Kern ein kleiner Archoplasmakegel auf, dessen Spitze ein Cen- triol bildet; von diesem aus zieht ein Faden zum Kern. Der dem Restkörper zu- Referate. , 645 fjewandte Teil besteht aus Plasma; die sich ablösenden Schizozoiten sind läng- lich. Schon vor und während der Schizogonie sind größere (Q?) Tiere mit dünner, kleine ((5?) Tiere mit dicker Hülle zu unterscheiden. E. Nereslieimer (Wien). Lillie, Ralph S., Momentary elevation of temperature as a mean of producing artificial partfienogenesis in starfisli eggs and the condition of its action. Journ. of exper. Zoology. Vol. V. Nr. 3. March, 1908. Anknüpfend an Versuche verschiedener Autoren und vor allem von Delage wird eine Reihe von Experimenten angestellt, um die Bedingungen für die Wirksamkeit der Temperaturerhöhung auf die künstliche Parthenogenese bei See- sternen genau festzustellen. Wie Belage so findet auch Lillie, daß nur bei einem ganz bestimmten frühen Stadium der Reifung die Wärmeeinwirkung von Erfolg begleitet ist, und zwar läßt sich dabei sowohl Membranbildung allein als auch Entwicklung mit Membranbildung erzielen. Um Membranen hervorzurufen, können Temperaturen zwischen 33” und 40” angewandt werden. Die Zelt der Einwirkung fällt rapid mit der w'achsen- den Temperatur, so daß für 33” eine optimale Expositionszeit von 2 Minuten und für 40” eine solche von 5 Sekunden notw’endig ist. Ähnlich liegen die Verhältnisse für den Entwicklungsprozeß. Temperaturen von 35° — 40” können angewendet werden, wobei sich die Einwirkungszeit inner- halb der angegebenen Temperaturgrenzen von 70 auf 20 Sekunden verkürzt. Der der Entwicklungserregung zugrunde liegende Prozeß w ird also durch eine Tem- peraturerhöhung von 3” um das Dreifache beschleunigt. Die besten Resultate wurden mit 35” und 70 Sekunden langer Einwirkung erzielt und diese Prozedur nun an den Eiern in verschiedenen Stadien der Reifung angewandt. Dabei zeigt sich, daß die Erwärmung zu irgenAVürde die Ilauptmenge des Sauerstoffs zu dem Prozeß des KernAvachstums gebraucht, so müßte die .Atmung' des 32-Zellstadium3 die des 8-Zellstadiunis um das 3fache übertreffen«. In Wirklichkeit aber verhält sich der 0- Verbrauch in den beiden Fällen nicht Avie 1:4, sondern wie 4,2 : 6,8. A'erf. hat Aveiter die Furchung befruchteter Eier nach Loebs Methode durch Erhöhung der Konzentration des Seewassers (in Neapel 1 gr. NaCL : 100 ccm SecAvasser) zeitAveilig sistieren können und hat in zwei A'ersuchen bei sistierter Furchung, AA'ie bei normal fortschreitender, nur unAA'esentlich A'erschiedenen Sauer- stoffA'erbrauch gefunden. Dieses Resultat erhält eine Einschränkung dadurch, daß sich eine der beiden Kulturen nach sistierter Furchung nicht normal weiter- entAA’ickelte. In einem AA'eiteren Abschnitt Avird die Atmung der Eizelle mit der der Samenzelle A'erglichen. Der Ü-A^erbrauch Avird auf gezählte Ei- und Samenzellen bezogen. Dabei ergibt sich, daß die Eizelle 500 (± 100; mal so stark atmet als die Samenzelle, ein Resultat, das insofern bedeutungsvoll ist, als beide Zellen bei gleichen Kernsubstanzmengen ganz verschiedene Plasmamengen besitzen. In einer Aveiteren Reihe von A'ersuchen Averden die OxA'dationsvorgänge im unbefruchteten Ei bei veränderten äußeren Bedingungen der Beobachtung unterzogen. Dabei ist A or allem die Konstatierung Avertvoll, daß dimch Erhöhung des osmotischen Druckes des umgebenden Alediums die Oxydationsvorgänge im unbefruchteten Ei eine bedeutende Beschleunigung erfahren. Durch Einbringung der unbefruchteten Eier in hypertonische Lösungen kann der 0-A"erbrauch bis auf das Zehnfache gesteigert AA erden. Dieses Residtat steht im Einklang mit den Beobachtungen Loebs über die Notwendigkeit des freien Sauerstoffs für die entAvicklungserregende AA'irkung der hypertonischen Lösungen. A"erf. fand auch eine Steigerung des 0-Verbrauchs im normalen SeeAvasser, Avenn die Eier vorher mit hypotonischem SeeAvasser behandelt Avaren. Eeferate. 649 Soliließlich vergleiclit Yerf. die Atmung unbefrucliteter Eier bei verschiedenen Temperaturen (allerdings nur in zwei Versuchen), woraus sich der Temi)eratur- koeffizient chemischer Eeaktionen ergibt: Bei Temperaturzunahme ^•on lOo er- fiihi-t der O-Verbrauch eine Steigerung um mehr als das Zueifache. H. Kupelwieser (München). Yatsu, N. Some experiments ou cell-division in the egg of Cerebra- tulus lacteus. Aunotationes Zoologicae Japoneuses Vol. VI. part. 4, 1908. 1. Eifragmente, vom Cerebratulus-l^i im Stadium der Anaphase abgeschnitten, zeigen eine gewisse Tlieilungstendenz. auch wenn sie weder Kern noch Strahlung enthalten. In drei Fällen wurde völlige DurchschnUrung gefunden. 2. Wird im Stadium der Ana- oder Telophase ein Stück Cytoplasma durch einen zur Furchungsebene parallelen Schnitt abgetrennt, so teilt sich das Ei in der Folge in zwei ungleich große Elastomeren, ein Beweis dafür, daß die Teilungs- ebene in den späteren Kernteilungsphasen schon definitiv festgelegt ist. (Vier beobachtete Fälle.' 3. Wird in einem sich zur Teilung anschickenden Ei (Anaphase) eine Pol- strahlung verletzt oder sogar ein Centrosom völlig abgeschnitten, so ist das Ei trotzdem noch imstande, sich normal zu teilen fünf Fälle . Diese Beobachtung stimmt mit einer Angabe Boveri.s 1903) überein. 4. Durch Pressung von Eiern in späteren Kernteilungsphasen kann eiveicht werden, daß sich eines der Strahlungscentren von der Spindel losreißt. Die Teilungsfurche schneidet dann unabhängig von der Stellung des losgelösten Cen- trums im Mittelpunkte der Spindel senkrecht zu dieser ein. (Zwei Fälle.) 5. Furchen können unter abnormen Umständen wie bei Petromyzon und den Coelenteraten einseitig einschneiden. (Zwei Fälle.) 6. Durch Pressung wurde bei einem Ei im Stadium der Anaphase das eine Strahlungscentrum von der zugehörigen Tochterplatte losgelöst. Der Tochter- kern wurde in der Folge unabhängig von der weitabliegenden Strahlung gebildet. H. Kupelwieser München). Yatsu, N. A note on the adaptive significance of the sperm-heaÄ of Cerehratulus. Biol. Bull. Vol. XIII. Xo. 6. 1907. Die Spennatide von Cerehratulus lacteus hat einen abgerandeten Kopf, der sich im Laufe der Entwicklung in eine lange, scharf zugespitzte Form trans- formiert. Ist das fertige Spermatozoon in das Ei, das bei dieser Form eine besonders derbe, doppelte Membran aufweist, eingedrungen, so verändert sich seine Form in regressiver Eeihenfolge zum abgerundeten Vorkern. Das Ei von C. marginatus hat, bei sonst gleicher Größe, diese derben Hüllen nicht, und das zugehörige Spermatozoon ist viel kleiner, km-z und stumpf. Den Unterschieden der beiden Spermatozoen nach Form und Größe liegen verschiedene Chromosomenzahlen zugrunde 18 — 19 und 16). Diese auffallende Verschieden- heit der Spermatozoenformen so nahe verwandter Tiere kann sich Autor nur als besondere Anpassung zum Durchbohren derber Hüllen erklären und er sieht in seinem Befunde eine Stütze für die ija ziemlich verbreitete) Anschauung, daß mechanische Gründe die Spermatozoenformen bedingen. H. Kupelwieser (München). 650 Keferate. Fr. Meves. Die Cliondriosomeu als Träger erblicher Anlagen. Cyto- logiscbe Studien am Hühnerembryo. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 72. p. 816-867. 4 Taf. 1908. Meve.s konstatiert in allen Zellen junsrer Enteneinbryonen eine gi’oße Menfje von C'liondriosoiuen. Unter diesem Namen faßt er die C’hondriomiten Bexda , d. h. Keihen von Jlitoehondrien, und die Cliondriokonten Meves 1907 , d. li. ein- heitliche Stäbe und Fäden aus Mitochondriensubstanz, zusammen. Der Begiäff Mitochondrialapi)arat vereint dann mit diesen Gebilden die nach seiner Ansicht homologen Netzapparate, Binnennetze usv. — Am ersten Tag der Bebrütung enthalten nun alle Zellen in gleicher Ausbildung sehr feine Cliondriokonten. Zu Beginn des 2. Tages sind aus diesen teils dickere Fäden (mitunter mit einer lichten centralen Zone , teils Kugeln und Körner (Mitochondrien) geworden. Der 3. Tag gestaltet das mikroskopische Bild wieder einheitlicher; Die Mitochondrien werden wieder durch feine Fäden ersetzt. Bei der Teilung liegen alle diese Bil- dungen unregelmäßig im Plasma und werden ohne Beziehung zum Spindelappa- rat passiv verteilt, ln der Folge bilden sie die Anlagesubstanz für die verschie- densten Faserstrukturen, so für Myofibrillen. Neurofibrillen. Neurogliafasern und Bindegewebsfasern. Jedoch stellt derVerf eine eingehendere Schilderung dieser Differenzierungen erst in Aussicht. Er glaubt in den angedeuteten Strukturen die Filarmasse Flemmixgs wiedergefunden zu haben, uie dieser sie 1882 zuerst an Salamanderlarvenzellen beschrieben, und findet auchj, wie es diese verlangt, daß die Grundsubstanz, in die die Fäden eingebettet sind, wenigstens bei diesen embryonalen Zellen völlig homogen ist. Da er weiterhin der Ansicht ist, daß die ALTMAXXschen Granula >wahrscheinllch fast alle, soweit sie nicht Eeagen- tienj)rodukte sind«, mit den Mitochondrien identisch sind, so erscheinen ihm diese beiden einander so schroff gegenüberstehenden Ansichten vom Bau des Protoplasmas einigermaßen versöhnbar. Meves vertritt aber nicht nur eine so weite Verbreitung des Mitochondrien- begriffes, er schreibt ihm auch in der Folge eine prinzipielle Bedeutung zu. Die Mitochondrien werden zu den von vielen Theoretikern postulierten Vererbungs- trägern des Protoplasmas. Nägelis alte Idioplasmatheorie und die moder- nen, bis zu einem gewissen Grade bestätigenden Erfahrungen der experimen- fiellen Entwicklungsgeschichte rverden für eine solche Kraft des Protoplasmas angefülirt. In Anbetracht der großen Bedeutung, die eine solche Theorie für die junge Lehre vom Mitochondrialapparat, bzw. Chromidialapparat, besitzt, sei etwas näher auf ihre Berechtigung eingegangen. Drei Forderungen sind es, die 0. Hertwig an eine Vererbungsmasse stellt. 1. Die Quantität der männlichen und weiblichen Erbmasse muß, da sie eine gleiche Summe Eigenschaften re- präsentieren, die gleiche sein. 2. Die sich vermehrenden Erbmassen müssen während der Ontogenie in gleichem Maße auf alle Zellen verteilt werden. 3. Eine Summierung der Erbmasse muß verhütet werden. Wenn auch die moderne Cy- tologie, soweit sie auf dem Standpunkt der Doppelnatur des Chromatins steht, manchen dieser Punkte modifizieren müßte, so können wir die Sätze doch, zu- mal sie Meves selbst anerkennt, als Prüfstein benutzen, ad 1. Die Mitochondrien des Spermatozoons stehen, ganz abgesehen davon, daß sie meist zum Zweck der Lokomotion hochgradig differenziert sind, in keinem Verhältnis zu der un- gehem-en Menge, die das Ei bereits besitzt. Auch die Annahme, daß der Über- schuß auf der weiblichen Seite beseitigt und zur Dotterbildung aufgebraucht whd, hebt diese Schwierigkeit nicht auf, sondern postuliert genau genommen Referate. 651 I die zweite Forderung-, daß wir funktionelles und propagatoriselies Jlitochondriuui li trennen. Zudem kennen wir eine Reilie von Fällen, in denen die Mitochondrien I in keiner Weise zum Aufbau des Spermatozoons verwendet werden, ad 2. Eine I derart gleichmäßige Verteilung der Chondriosomen, nie wir sie von einer Ver- j erbungsubstanz verlangen und wie die Chromosomen sie in der Tat repräsen- I tieren, ist uns von Mitochondrien nirgends bekannt; Meves gibt dies zu und i meint, daß die größeren hierbei entstehenden Ungleichheiten durch vermehrtes I oder vermindertes Wachstum wieder ausgegliehen werden könnten, dabei vergißt ’ er aber, daß er in den Chondriosomen Qualitäten lokalisiert hat, von denen I man sich schwerlich vorstellen kann, daß sie durch quantitative Vermehrung ersetzt werden können, ad 3. AVas schließlich das wichtige Moment der Ver- hütung der Summierung betriö't, so fällt zum mindesten beim Ei eine Verringe- rung durch besondere Teilungen weg. Meve.s muß zu der Ausflucht greifen, I daß väterliche und mütterliche Chondriokonten im befruchteten Ei der Länge nach konjugieren, und zwar derart, daß hierbei eine Verdopplung des idioplas- matischen Systems auf irgend eine Weise vei-hindert wird, eine Möglichkeit, die schon Nägeli seiner Zeit ins Auge gefaßt hatte. Nun ist aber von einer Be- teiligung der väterlichen Mitochondrien bei der Befruchtung, geschweige denn von einer Konjugation bis heute überhaupt nichts bekannt. Und wie stellt sich die MEVE.ssche Annahme zu dem experimentellen Nach- weis, daß die Strukturen des Mitochondrialapparates unmittelbar von der Funk- tion abhängen? Der Verf. entkräftigt nirgends diese Hauptstütze der Theorie von trophochromatischer Natur der Chromidien, die wir auch auf diese Chondrio- somen im Entenembryo anwenden möchten. Die lebhafte Funktion, die Miese Theorie für solche Zellen verlangt, ergibt sich von selbst aus der raschen Ver- arbeitung des Dottermaterials und den heftigen organbildenden Prozessen. P. Büchner München). S. Prowazek. Einfluß von Säurelösungen niedrigster Konzentration auf die Zell- und Kernteilung. Arch. f. Eutwicklsmech. Bd. XXV. 4. Heft. 1908. S. 643—647. Die Einwirkung überaus geringer Spuren von Salzsäure auf Trypanosoma equinnm hatte unvollkommene Teilung des Plasmaleibes zur Folge. Unter Um- ständen wurde lediglich ein zweiter Eandfaden abgeschnürt, der dann, solange er mit dem Blepharoplast zusammenhing, seine Beweglichkeit belbehlelt. Eine Reihe von Übergängen führte aber daneben zu Teilungen, bei denen ein Tochter- individnum abgetrennt wurde, das zwar alle Bestandteile des Muttertieres besaß, das aber viel schmäler und lebhafter war. Diese Teilungsbehinderung durch die Säure wird auf eine Verdickung der Membran durch die Fällung der kolloidalen Lipoidsubstanzen (Lecithine , die in die Periplastmeudjran der Trypanosomen eingebettet sein sollen, zurückgeführt. Die dabei zutage tretende Unabhängig- keit zwischen dem Kernteilungsvorgang Teilung des Kerns, des Karyosoms, des Blepharoplasts) und Teilung des Zelleibs erinnert den Verf an Syncytienbildung und an die Entstehung von Riesenzellen. P. Bnchner München). C. Artom. La maturazione, la fecondazione e i primi stadii di sviluppo deir uovo dell’ »Artemia salina« Lin. di Cagliari. Biologien. Vol. 1. Xr. 24. 1908. pag. 495-515. II Taf. Es besteht bekanntlich noch keine einheitliche Auffassung der die parthe- nogenetische Entwicklung von Artemia einleitenden Vorgänge. Bu.vuer und 652 Keferate. Petuuxkewitscu stehen einander gegenüber. Letzterer bestreitet mit großer Bestimmtheit das Vorkommen eines zweiten Eichtungskörpers, den Braueu ge- legentlich beobachtete und in einem Teil der Fälle regelrecht ausstoßen, in an- dern wie ein Spermatozoon mit dem Yorkern wieder verschmelzen läßt. Mußte es schon bisher wahrscheinlich erscheinen, daß je nach den Bedingungen alle drei Möglichkeiten venvirklicht werden, so macht dies die vorliegende Unter- suchung Artom.s noch wahrscheinlicher. Sie zeigt, daß die Artemien von Ca- gliari, die sich äußerlich in keiner Weise von den bisher untersuchten (salina von Capoclisiria und Odessa stammenden unterscheiden lassen, nur den vierten Teil der Chromosome der Capodistria-Tieve besitzen. Im Gegensatz zu diesen entwickeln sie sich auch stets auf geschlechtlichem Wege. Die Eeifung und Befruchtung bietet nichts Besonderes. Es werden stets zwei Eichtungskörper abgeschnürt und die Chroniosomenzahl durch das Spermatozoon wiederhergestellt. Die erste Furchungsspindel zeigt väterliche und mütterliche Chromosomen scharf von einander getrennt. Es erscheint nicht ausgeschlossen, daß diese eigentüm- liche Eeduzierung der Zahl die Folge parthenogenetischer Generationen ohne Wiederherstellung der ursi)rünglichen Chromosomenzahl ist. Von großem Inter- esse wäre es. wenn es gelänge, Männchen von Cagliari mit Weibchen von Capo- distria kopulieren zu lassen. P. Büchner (München . E. Giglio-Tüs e L. Granata. I mitocondri nelle cellule seminali maschili di Pamphngus marmoratus (Burm.). Biologien. Yol. II. Nr. 4. Toriüo 1908. pag. 1 — 116. 1 Taf. Der Verf. untersuchte die Mitochondrien im Hoden von Painpliagus (Orthe- ptera) besonders in Hinblick auf ihre Verteilung. Im Gegensatz zu der im all- gemeinen herrschenden Ansicht gelangt er hierbei zu der Überzeugung, daß diese nicht passiv, etwa wie die Dotterniassen embiwonaler Zellen, in die Tochterzellen gelangen, sondern daß ein Vorgang vorliegt, der an Wichtigkeit der Kernteilung nicht nachsteht Chondriodierese . Wie dies auch sonst schon beschrieben wurde, ordnen sich die Mitochondrien, die während der Metaphase den Bereich der Zentralspindel ängstlich meiden, im Laufe der Anaphase zu Chondriomiten um, die den die Tochterchromosomen verbindenden Fasern eingelagert sind. Als solche machen sie die durch die Bildung der Zellplatte bedingte mediane Ein- schnürung mit, die schließlich zu einer völligen Durchtrennung der sich allmählich stark verdichtenden Chondriokonten führt. Wenn man die mannigfaltigen Formen, in denen der Chroniidialapparat geteilt wird, überschaut, erscheint der Versuch des Autors, für eine aktive Teilung desselben einzutreten, durchaus gerecht- fertigt. Keineswegs aber läßt sich die Annahme dieses einzigen Modus aufrecht erhalten, wie es Giolio-To.s gerne möchte, denn die Literatur bietet eine Eeihe von Fällen, bei denen eine i)assive Verteilung außer Frage steht, und der Eef. ist der Meinung, daß in dieser Angelegenheit in erster Linie das noch ausstehende Studium der zweifellos vorhandenen Beziehungen zwischen Chromidialapparat und Centrosom zu einer einheitlichen Auffassung führen wird. Die zweite Si)ermatocytenteilung modifiziert den geschilderten Modus der Teilung insofern, als hier in der Äquatorialplatte sich die Mitochondrien zu je zwei kompakten Chondriosomen verdichten, deren Habitus völlig dem der Chro- luosome gleicht, die aber, im Gegensatz zu diesen mit Bexda gefärbt erscheinen. Giglio-To.s nennt diese merkwürdigen Gebilde auch geradezu »Dyaden< Referate. 653 und vermutet, daß in der Prophase der Sperraatoeyten erster Ordnung die Mitochondrien den Wert einer inorpliologiseh allerdings nicht in die Ersclieinung tretenden Tetrade besäßen. Der schließliche Nebenkern der Spermatozoen ent- spräche dann einer halben Chromosoinendyade. Da die eigentliche Teilung dieser rätselhaften Mitochondriend3'aden aber erst vor sich geht, nachdem sie völlig in Granulae zerfallen sind, wird die scheinbare Exaktheit der Teilung wieder hin- fällig gemacht. Dies und mancher andre Grand, wie z. B. der, daß ein beliebiger Teil des Chromidiums bei der Samenbildnng abgestreift werden kann, oder daß von einem entsprechenden Vorgang in der Ovogenese nicht die Rede sein kann, machen diese kühne Theorie der »Reduktion< der Mitochondrien zu einer recht unwahrscheinlichen. Einen zweiten, umfangreichen Teil der Arbeit füllen die theoretischen Vor- stellungen, die Giglio-To.s bereits 1900 Les problemes de la vie. I® partie. La snbstance vivante et la cytodierese. Turin.) über die Struktur der Zelle und den Mechanismus ihrer Teilung niedergelegt hat. Es ist hier nicht der Raum, auf seinen Begiitf der >biomoii< einzugehen, die sich von vielen entsprechenden Be- griffen, wie Granulae, Plastidule, Mikrosomen, dadurch unterscheiden, daß ihnen keine spezielle rätselhafte, das Leben erst ermöglichende Struktur zugeschrieben wird, sondern daß sie vielmehr eine Graj)pe von Biomolekülen mit verschiedener Fähigkeit darstellen, die durch ihre chemische Affinität zusammengehalten, assi- milieren und einzelne Moleküle und damit das ganze Biomer regenerieren können. Auf eine derartige Verdopplung der Biomere wird auch im letzten Grand die Teilung von Kern, Plasma und Mitochondrien zurückgeführt. LT)er den eigent- lichen ursächlichen Faktor der Teilung wird aber damit wenig gesagt, und so klar auch die Schemata des Autors sind, der sich die Teilung als einen recht einfachen Vorgang denkt, sie entbehren allzusehr der tatsächlichen Grandlagen P. Büchner München,. G. Lefevre and C. Mc. Gill. The Chromosomes of Anasa tristis and Anax junius. Amer. Journ. of Anat. Vol. VII. Nr. 4. pag. 469 — 487. Die beiden Verf. haben das vielumstrittene Objekt Anasa (Hemiptera) nach- geprüft und sind zu einer völligen Bestätigung der WiLSOXschen Schilderang gelangt. In den Speimatogonien werden 21 Chromosomen gezählt, darunter ein akzessorisches, das in der zweiten Reifeteilung ungeteilt in eine Tochterzelle wandert. Die Ursache zu dieser Nachuntersuchung waren die gegenteiligen Schilderungen Pavlmiers (99), der 22 Chromosome zählte, und insbesondere die Publikation von Miss Foot und Miss Stuobell (07), die mit einer großen Reihe einwandfreier Mikrophotographien für die Zahl 22 eintraten und eine zweimalige etwas nachschleppende Teilung des fraglichen zweiwertigen Chromatinnucleolus beobachteten. Nach der Meinung des Ref. wird dadurch die Richtigkeit der Foot- SxROBELLSchen Ergebnisse in keiner AVeise beeinträchtigt. Die Literatur bietet uns bereits solche Fälle, in denen das akzessorische Chromosom bald vorhanden ist, bald fehlt. De Sixety hat bei Forficida nie ein akzessorisches Chromosom gesehen, Zweiger findet bei dem gleichen Objekt bald keines, bald eines, bald zwei. Auch daß diese Körper zweimal geteilt werden, ist kein allzu seltenes A'or- kommen (Forficula, Oybisier, Sagitta u. a. m.'. Die vorliegende Polemik zwingt uns vielmehr, zusammengenommen mit diesen Tatsachen ein variables Auftreten 654 Referate. des akzessorischen Chromosoms anzunehmen, auch wenn damit die an dasselbe geknüpften Gescldechtshestimmungstheorien hinfällig werden. Der zweite Teil der Arbeit ist der Spermatogenese von Anax gewidmet und stellt eine Nachprüfung der Befunde Mc Gills (04) dar. Die Zahl 28 der Chromosomen in den Spermatogonien wird berichtigt auf 27 und in allen Stücken ein völliger Einklang hergestellt mit den WiLSOXschen Typen, wie Anasa und Protenor, bei denen eine ungerade Zahl der Chromosomen gefunden wird und eine ungleiche Verteilung in einer Reifeteilung zu einem Dimoiiihismus der Sper- matozoen führt. Anch in bezug auf deren geschlechtsbestimmende Funktion folgen die Autoren Wilsox. Büchner (München). J. Arnold. Haben die Leberzellen Membranen und Binnennetze? Anat. Anz. Bd. 37. Nr. 9 u. 10. S. 257—260. 1908. Akxold schließt sich auf Grund von Präparaten, die dm-ch Jodkalimace- ration gewonnen waren, den vereinzelten neueren Stimmen ,Krause und Reixke) an, die für die Existenz einer Membran bei den Leberzellen eintreten. Mit dieser Annahme fällt für ihn die von intrazellulären Secret- und Gallenkapillaren. Diese werden vielmehr für verflüssigte Granulareihen, möglicherweise auch zum Teil für Spongiosabälkchen erklärt. Auch was als Trophospongien beschrieben wiu’de, soll in Wirklichkeit Räumen entsprechen, die auf diese Weise entstanden. Da der Verfasser der Ansicht ist, daß die Granulae und Gramüakomplexe wohl den Mitochondrien entsprechen, steht er also bei der Deutung der Tropho- spongien auf dem GoLD.scHMiDTschen Standpunkt von der Homologisierung dieser Gebilde mit dem Chromidialapparat. p^ Büchner (München). J. Arnold. Zur Morphologie des Knorpelglykogeus und zur Struktur der Knorpelzellen. Virchows Arcb. f. path. Anat. u. Phys. Bd. 194. S. 266-286. Taf. I. 1908. Entgegen der herrschenden Ansicht, daß bei der Struktm- der Knorpelzellen in den Fadenbildungen des Protoplasmas der wichtigste Bestandteil, d. h. der, an dem sich der Funktionswechsel abspielt, zu sehen ist. gelangt Arxold ziu’ Erkenntnis, daß die Vorgänge der Assimilation, der Metathese und Synthese durch die Granulae, deren wechselnde Erscheinungsformen er beschreibt, ver- mittelt werden. In ihnen wird Glykogen und Fett umgesetzt. — Die basophilen Granulae, die als eine perizelluläre, zwischen ZellobeiHäche und Zellkapsel liegende Substanz angesehen werden, sind von solchen intrazellulären Granulae abzuleiten. Ähnlich Meves sieht der Verf in der Lehre vom funktionellen Strukturwechsel der Zelle die Möglichkeit, die Mitomlehre Flemmixgs und die Granulalehre Alt- MAXXS zu vereinen, indem Granulaarten, Fadenkörner, Fäden funktionellen Änderungen parallel laufende morphologische Umwandlungen ein und derselben Grundsubstanz darstellen. p^ Büchner (München). E. Reichenow. Die Rückbildungserscbeinungen am Aiiurm-Daxm während der Metamorphose und ihre Bedeutung für die Zell- forschung. Arch. f. mikr. Anat. Bd. 72, S. 671 — 718. Tafel I. 1908. Die enorme Verkürzung des Spiraldanus der Kaulquappen wird, abgesehen von einer Verkürzung und von Ineinanderschieben der Muskelzellen, durch aus- Ee ferate. 65Ö gedehnte Degenerationsprozesse erklärt. Die Rnndzellen, die l)isher für Gebilde gehalten wurden, die mit den Epithelzellen nichts zu tun haben (Eeutku), stellen einzelne Stadien der Desorganisation der letzteren dar. Die dabei mannigfach auftretenden [)yknotischen Kernforinen und Zellverschmelzungen weisen große Ähnlichkeit auf, einerseits mit so manchen Gebilden, die als einzellige J’arasiten (Gi'AKNEiiische Körperchen, Eutwicklungsstadien von Myxoboliden u. a. m.) in der Literatur niedergelegt sind, andrerseits mit Zellbildern aus Karzinomen' Ähnlichkeiten, wie sie schon einer Reihe andrer Autoren aufgefallen sind. Wegen dieser großen, wohl allgemein erkannten, aber noch immer nicht genügend beach- teten Gefahr der Verwechslung stellen solche lückenlose Reihen von normalen Zelldegenerationen, wie sie der Verf. aufstellt, einen nicht zu unterschätzenden in- direkten Beitrag zur Kenntnis der parasitischen Protozoen dar. — Wenn Reiciie- NOW die häufigen gelappten Kerne auf Kosten einer Depression der betreffenden Zelle setzt, so tritt er damit zwar in Gegensatz zu Reuter, der am gleichen Objekt überall indirekte Kernteilungen sah, hat aber eine Reihe neuerer Autoren auf seiner Seite. Schließlich werden noch — wir übergehen die Ergebnisse mehr anatomischer Natur — einige Beobachtungen über den Chromidialapi)arat der normalen Darm- epithelzellen gemacht, für dessen experimentelle Untersuchung sich das Objekt offenbar gut eignet; es konnte diu'ch Hunger und Überfütterung ein direkter Zusammenhang zwischen den Chromidien, die in der Mitte zwischen Kern und Randsaum liegen, und der verdauenden Funktion erwiesen werden, Resultate, die den GoLDSCHJiiDTschen Experimenten mit Ascaris völlig entsprechen. Nach dieser Richtung verspricht der Verf. eine Fortführung seiner Untersuchung. P. Büchner München). V. GtREGOIRe. Les fondaments cytologiques des theories courantes sur l’heredite mendelienne. Les chromosomes; individualite, re- duction, structure. Annales de la Soc. r. Zoolog, de Belgique. Tome XLII. p. 267—320. 1908. Der Vortrag stellt eine allerdings etwas persönlich gefärbte Darstellung der rein mikroskopischen Grundlagen der MENDELschen Gesetze dar. Man findet die bekannten, allzusehr verallgemeinernden Ansichten Gregoires über die Reife- teilungen (prereduction zytotenique), eine Verteidigung der Individualitätslehre, besonders der individuellen Persistenz der Chromosomen während der kritischen Wachstumsperiode des Eies, die Annahme einer Konjugation väterlicher und mütterlicher Chromosomen, die in der Reduktionsteilung wieder getrennt werden. Der Zerfall der Chromosomen in irgend welche Gebiete, die eine niedere Einheit darstellen, wird in Abrede gestellt, ebenso ein Austausch homologer Partikelchen in der heterotypischen Prophase. P. Bucliuer (München). Druct von Breitkopf & Härtel in Leipzig. ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON DR. RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ZWEITER BAND ERSTES HEFT MIT 12 TAFELN, 18 TEXTFIGUREN, 6 CURVEN UND ZAHLREICHEN TABELLEN AUSGEGEBEN AM J3. OKTOBER J908 LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1905 Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. Sämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Privatdozent Dr. R. Goldsclimidt, Zoologisches Institut, Münchenj Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so wird für den Mehrumfang ein Honorar nicht gewährt. Den Herrn Mitarbeitern werden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. Weitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und drucTi fertig 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 Reproduktionsverfahren stellt die Verlagsbuchhand- lung den Herren Mitarbeitern auf Wunsch zur Verfügung. Bei photographisch aufgenommenen Abbildungen wird gebeten, die Negative bei Absendung des Manuskripts unmittelbar an die Verlagsbuchhandlung zu schicken. Die Veröffentlichung der Arbeiten geschieht in der Reihenfolge, in der sie druckfertig in die Hände der Redaktion gelangen, falls nicht besondere Umstände ein späteres Erscheinen notwendig machen. Die Korrekturbogen werden den Herren Verfassern von der Verlagsbuch- handlung regelmäßig zugeschickt, und es wird dringend um deren sofortige Er- ledigung und Rücksendung (ohne das Manuskript) an die Verlagsbuchhandlung gebeten. Von etwaigen Änderungen des Aufenthalts oder vorübergehender Ab- wesenheit bittet man, die Redaktion oder die Verlagsbuchhandlung sobald als möglich in Kenntnis zu setzen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfasser es sich selbst zuzuschreiben, wenn seine Arbeit etwa für ein späteres Heft zurückgestellt werden muß. Redaktion und Verlagsbuchhandlung. :: YERLAO VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG Die Mneme als erhaltendes Prinzip im Wechsel des organischen Geschehens von Richard Semon = Zweite, verbesserte Auflage = trr. 8. Geh. M 9. — , in Leinen geb. Jl 10. — ARCHIV FÜR ZELLFORSCHUNG HERAUSGEGEBEN VON Dr. RICHARD GOLDSCHMIDT PRIVATDOZENT AN DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN ZWEITER BAND ZWEITES HEFT MIT 13 TAFELN UND 33 TEXTFIGUREN AUSGEGEBEN AM 8. DEZEMBER 1908 LEIPZIG VERLAG VON WILHELM ENGELMANN 1908 Mitteilung an die Herren Mitarbeiter. Sämtliche Beiträge für das Archiv für Zellforschung, deren Veröffentlichung in deutscher, französischer, englischer und italienischer Sprache erfolgen kann, bittet man an die Adresse des Herrn Privatdozent Dr. R. Goldsclimidt, Zoologisches Institut, München, Alte Akademie zu senden. Die Herren Mitarbeiter erhalten an Honorar Jl 40. — für den Druckbogen. Überschreitet eine Arbeit den Umfang von 4 Bogen, so -srird für den Mehrumfang ein Honorar nicht geTvährt. Den Herrn Mitarbeitern iverden 40 Sonderdrucke von ihren Abhandlungen und Aufsätzen unberechnet geliefert. eitere Exemplare stehen auf Wunsch gegen Erstattung der Herstellungskosten und unter der Voraussetzung, daß sie nicht für den Handel bestimmt sind, zur Verfügung. Die Manuskripte sind nur einseitig beschrieben und druckfertig einzuliefern d. 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, Avenn 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 besondem Blättern erbeten, auch wolle man beachten, daß für eine getreue und saubere Wiedergabe gute Vorlagen unerläßlich sind. Anweisungen für zweckmäßige Herstellung der Zeichnungen mit Proben der verschiedenen Reproduktionsverfahren stellt die Verlagsbuchhand- lung den Herren Mitarbeitern auf Wunsch zur Verfügung. Bei photographisch aufgenommenen Abbildungen wird gebeten, die Negative bei 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 setxen. Bei säumiger Ausführung der Korrekturen hat der Verfcesser es sich selbst xuxuschreiben, wenn seine Arbeit etwa für ein späteres Heft xurückgestellt tcerden muß. Kedaktiou und Terlagsbuchhandlung. Inhalt des 2, Heftes. Seite K.KISTINE Bonnevie, Chromosomenstudien. II. Heterotypische Mitose als Reifiingscharakter. Nach Untersuchungen an Nereis limbata Ehlers, Thalassema mellita Conn. und Cerebratulus lacteus Hvibr. (Mit Taf. XIII — XIX u. 23 Fig. im Text.) 201 Max Jörgensen, Untersuchungen über die Eibildung bei Nephelis vulgaris Moquin Tandon (Herpobdella atomaria Carena). (Mit Taf. XX — XXIII u. 4 Fig. im Text.) 279 Richard Goldschmidt, Die Chromatinreifung der Geschlechtszellen des Zoogonus mirus Lss. und der Primärtypus der Reduktion. (Mit Taf. XXIV u. XXV u. 6 Fig. im Text.1 .’ 348 :: YERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: Soeben ist erschienen: Der Unterkiefer des Homo Heidelbergensis Ein Beitrag zur Paläontologie des Menschen von Di\ Otto Sclioetensack Privatdozent an der Universität Heidelberg Mit 13 Tafeln, davon 9 in Lichtdruck 9 Bogen gr. 4. Preis Ji 14. — . Anleitungen zu den Präpariernbuiigeii an der iiienscliliclieii Leiche von Georg Riige 0. ö. Professor der Anatomie und Direktor der anatomischen Anstalt in Zürich Alerte, verbesserte uud vermehrte Auflage Erster Band Mit 143 Figuren im Text gr. 8. In Leinen geh. Jl 9. — :: VERLAG VON WILHELM ENGELMANN IN LEIPZIG :: Die Fossilen Insekten und die Phylogenie der rezenten Formen Ein Handbucli für Paläontologen und Zoologen von Anton Handlirscli Herausgegeben mit Unterstützung aus der Treitl-Stiftung der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien Mit 51 Tafeln sowie 14 Figuren und 7 Stammbäumen im Text und 3 auf besonderen Tafeln Lex. 8. 2 Bände (Text und Tafeln getrennt) Geh. Jl 72. — , in Halbfranz geb. J! 81. — Vorträge und Aufsätze über Entwickelungsmechanik der Organismen herausgegeben von Wilhelm Roux Heft 1: Die Eutwickelungsmechanik, ein neuer Zweig der bio- logischen Wissenschaft. Eine Ergänzung zu den Lehr- büchei’n der Entwickelungsgeschichte und Physiologie der Tiere. Nach einem Vortrag, gehalten in der ersten allge- meinen Sitzung der Versammlung deutscher Naturforscher und Ai’zte zu Breslau am 19. September 1904 von Wilhelm Koux. Mit 2 Tafeln und 1 Textfigur, gr. 8. Jl 5. — Heft 2: Über den chemischen Charakter des Befrnchtungs- VOrgailges und seine Bedeutung für die Theorie der Lebens- erscheinungen von Jacques Loeb. gr. 8. Jl — .80 Heft 3: Anw endung elementarer Mathematik auf biologische Probleme. Nach Vorlesungen, gehalten an der Wiener Universität im Sommersemester 1907 von Hans Przibram. Mit 6 Figuren im Text. gr. 8. Jl 2.40 Heft 4: Über umkehrbare Entwickelungsprozesse und ihre Bedeutung für eine Theorie der Vererbung von Eugen Schultz, gr. 8. Jl 1.40 Heft 5: Über die zeitlichen Eigenschaften der Entwicklungs- TOrgänge von Wolfgang Ostwald. Mit 43 Figuren im Text und auf 11 Tafeln, gr. 8. Jl 2.80 Druck von Breitkopf